Atténuation (perte) de la fibre optique, causes de l'atténuation et améliorations

Qu'est-ce que l'atténuation de la fibre optique (perte de la fibre optique)

L'atténuation de la fibre optique (perte de la fibre optique) fait référence au phénomène selon lequel l'intensité de la lumière diminue progressivement en raison de divers facteurs à mesure que la distance de transmission augmente lorsque le signal optique est transmis dans une fibre optique.
L'atténuation est l'une des principales caractéristiques de transmission de la fibre optique.
Habituellement, les termes atténuation des fibres optiques et perte des fibres optiques sont utilisés de manière interchangeable.

 

Facteur d'atténuation (perte)

Nous savons que pour achever le processus de communication, en plus de transmettre le signal optique, le signal optique à l'extrémité réceptrice doit pouvoir être correctement reçu et démodulé avec précision.

L'atténuation des fibres fait perdre progressivement de l'énergie aux signaux optiques pendant la transmission, affectant ainsi la qualité et la distance du signal. Afin de garantir une transmission efficace du signal optique, la perte de la fibre optique doit être réduite autant que possible.

Notre objectif est de réduire les pertes de fibre optique, alors à quel point est-il faible ?

Comment mesurer l’atténuation (perte) d’une fibre ?

Les caractéristiques de perte de la fibre optique peuvent être mesurées par le coefficient de perte (atténuation), qui est l'atténuation par unité de longueur de la fibre, en dB/km.

= 10*log(Pin / Moue) / L

Où L est la longueur de la fibre, généralement km comme unité de longueur de base, Pin et Pout sont respectivement la puissance optique d'entrée et de sortie.

Un exemple.

La longueur de la fibre est de 100 km, la puissance optique d'entrée de la fibre est de 100 mW, la puissance optique de sortie est de 1 mW, calculez le coefficient d'atténuation de la fibre.

Apportez la formule : {{0}}*log(100/1) / 100, vous pouvez obtenir le coefficient d'atténuation de la fibre : 0,2 dB/km.

 

Causes de l'atténuation (perte) et moyens de l'améliorer

La transmission du signal optique dans la fibre optique, en raison de la diffusion, de l'absorption, des défauts et d'autres facteurs, produit une perte d'énergie, provoquant une atténuation.

 

Premièrement, la perte d’absorption

La perte d'absorption est causée par les matériaux de fibre optique et les impuretés lors de l'absorption de l'énergie lumineuse, l'énergie optique sous forme d'énergie thermique consommée dans la fibre, est une perte importante dans la perte de fibre optique, la perte d'absorption comprend les éléments suivants :

1, perte d'absorption intrinsèque

La perte d'absorption intrinsèque est une perte inhérente au matériau fibreux, elle est inévitable, elle détermine la limite de perte de la fibre. L'absorption intrinsèque est inhérente au matériau de quartz lui-même, y compris l'absorption infrarouge et l'absorption ultraviolette.

 

 

Absorption UV : dans la plage de longueurs d'onde courtes, les électrons des matériaux à fibres optiques absorbent l'énergie lumineuse incidente pour passer à un niveau d'énergie plus élevé, provoquant la perte d'énergie de la lumière incidente. L'absorption des ultraviolets est provoquée par le saut d'électrons, qui a un impact sur les communications par fibre optique dans la région des longueurs d'onde de 700 à 1 100 nm.
Absorption infrarouge : dans la gamme des longues longueurs d'onde, l'onde lumineuse interagit avec le réseau de fibres et une partie de l'énergie de l'onde lumineuse est transférée au réseau, ce qui intensifie sa vibration, provoquant ainsi la perte. L'absorption infrarouge est provoquée par des vibrations moléculaires, qui ont un effet sur la communication par fibre optique dans la région de longueur d'onde de 1500-1700 nm.

 

2, perte d'absorption des impuretés
La perte d'absorption des impuretés est que le matériau à fibres optiques contient du fer, du cuivre, du chrome et d'autres ions d'impuretés, des ions métalliques, plus il y a de contenu, plus la perte causée par eux est grande, ils ont un grand impact sur les longueurs d'onde courtes, les longues longueurs d'onde de l'impact de le plus petit.
L'utilisation de matériaux à fibres optiques de haute pureté, un contrôle strict de la teneur de ces ions métalliques, peuvent provoquer un déclin rapide de leur perte.

L'autre est celui des ions OH, les ions OH ont un plus grand impact sur la perte de la fibre optique. Dans les longueurs d'onde de 950 nm, 1 240 nm, 1 390 nm près du pic de perte d'absorption, à 1 390 nm sur l'absorption la plus grave, on entend souvent parler d'absorption du « pic d'eau ».

 

 

Deuxièmement, la perte de diffusion

La perte de diffusion est due au fait que la densité du matériau de la fibre optique n'est pas uniforme ou à des défauts structurels du guide d'onde de la fibre tels qu'une fuite de puissance optique hors du noyau provoquée par la perte.

La diffusion intrinsèque est la diffusion la plus importante dans la diffusion matérielle, la puissance de perte est linéairement liée à la puissance du mode de propagation. Cela est dû aux atomes ou molécules du matériau et à la structure matérielle de l'inhomogénéité de l'indice de réfraction du matériau, ce qui fait que le matériau produit une inhomogénéité microscopique provoquée par la diffusion des ondes lumineuses transmises. Cette diffusion est inhérente au matériau, ne peut être éliminée, est la limite la plus basse de perte de fibre optique, la diffusion Rayleigh qui appartient à cette catégorie.

 

Troisièmement, la perte de rayonnement

La perte par rayonnement est due à l’existence de petites fluctuations structurelles à l’interface de la gaine du cœur, perte causée par la structure inégale du guide d’ondes à l’intérieur de la fibre.

Une partie de l'énergie transmise sera rayonnée hors du cœur de la fibre lorsque la structure de la fibre est irrégulière et deviendra un mode de rayonnement, de sorte que la perte augmente.

Cette perte peut être réduite en améliorant la technologie de fabrication.

 

Quatrièmement, perte de flexion

La perte par courbure est la perte causée par la courbure de l’axe de la fibre optique.

Tout axe de fibre visible à l'œil nu pour un décalage en ligne droite est appelé courbure ou macro-courbure.

La courbure de la fibre provoquera un couplage entre les modes au sein de la fibre. Lorsque le mode de propagation de l'énergie est couplé au mode de rayonnement ou au mode de fuite, une perte de courbure se produira. Cette perte augmente de façon exponentielle à mesure que le rayon de courbure diminue.

Un autre type de perte est l'axe de la fibre dans lequel il produit un état de déplacement latéral aléatoire au niveau du micron, appelé perte de micro-courbure. La raison de la micro-courbure est la fibre optique dans le revêtement, le câble, la gaine d'extrusion, l'installation et d'autres processus, la fibre est soumise à une pression latérale inégale excessive ou à une contrainte longitudinale, ou à la fabrication de la fibre optique en raison de la couche de revêtement ou de l'expansion de la température de la gaine. le coefficient de la fibre optique n'est pas le même, etc.

Pour la perte de courbure, les lignes à fibres optiques peuvent utiliser un câble à faible perte de courbure ou suivre strictement les spécifications standard de l'industrie pour la pose de câbles, un contrôle raisonnable du rayon de courbure du câble à fibre optique, dans la mesure du possible pour réduire la perte de courbure.

 

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