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Conhecimentos essenciais sobre fibra óptica e cabos, recolha-os!

2013-08-01

1Como são combinadas as fibras ópticas?

 

Resposta: A fibra óptica consiste em duas partes básicas: um núcleo feito de materiais ópticos transparentes e uma camada de revestimento e revestimento.

 

2Quais são os parâmetros básicos que descrevem as características de transmissão das linhas de fibra óptica?

 

Resposta: Incluem perda, dispersão, largura de banda, comprimento de onda de corte, diâmetro de campo de modo, etc.

 

3Quais são as causas da atenuação da fibra?

 

Resposta: A atenuação da fibra refere-se à redução da potência óptica entre duas seções transversais de uma fibra, que está relacionada ao comprimento de onda.,e perda óptica causada por conectores e juntas.

 

4Como é definido o coeficiente de atenuação da fibra óptica?

 

Resposta: É definida pela atenuação por unidade de comprimento de uma fibra óptica uniforme em estado estacionário (dB/km).

 

5O que é perda de inserção?

 

Resposta: refere-se à atenuação causada pela inserção de componentes ópticos (como a inserção de conectores ou acopladores) na linha de transmissão óptica.

 

6Com que se relaciona a largura de banda da fibra óptica?

 

Resposta: The bandwidth of optical fiber refers to the modulation frequency when the amplitude of optical power is reduced by 50% or 3dB compared with the amplitude of zero frequency in the transfer function of optical fiberA largura de banda da fibra óptica é aproximadamente inversamente proporcional ao seu comprimento, e o produto da largura de banda e do comprimento é uma constante.

 

7Quantos tipos de dispersão de fibra óptica existem?

 

Resposta: A dispersão da fibra óptica refere-se ao alargamento do atraso do grupo em uma fibra óptica, incluindo a dispersão de modo, a dispersão do material e a dispersão estrutural.Depende das características da fonte de luz e da fibra óptica.

 

8Como descrever as características de dispersão dos sinais que se propagam na fibra óptica?

 

Resposta: Pode ser descrito por três quantidades físicas: alargamento do pulso, largura de banda da fibra óptica e coeficiente de dispersão da fibra óptica.

 

9Qual é o comprimento de onda de corte?

 

Resposta: refere-se ao comprimento de onda mais curto que só pode transmitir o modo fundamental na fibra óptica.O seu comprimento de onda de corte deve ser menor que o comprimento de onda da luz transmitida..

 

10Qual será o impacto da dispersão da fibra óptica no desempenho do sistema de comunicação de fibra óptica?

 

Resposta: A dispersão da fibra óptica fará com que o pulso óptico seja ampliado durante a transmissão na fibra óptica, afetando a taxa de erro de bits, a distância de transmissão,e a taxa do sistema.

 

11Qual é o método de retrocorrência?

 

Resposta: O método de retrodispersão é um método para medir a atenuação ao longo do comprimento de uma fibra óptica.Mas uma pequena parte é espalhada para o emissor de luzUsando um espectrômetro no emissor de luz para observar a curva de tempo da retrodisseminação, não só o comprimento e a atenuação da fibra óptica uniforme conectada podem ser medidos a partir de uma extremidade,Mas também as irregularidades locais, os pontos de ruptura e a perda de potência óptica causados por juntas e conectores podem ser medidos.

 

12Qual é o princípio de ensaio do reflectômetro óptico de domínio de tempo (OTDR)?

 

Resposta: A OTDR baseia-se no princípio da retrospecção da luz e da reflexão de Fresnel.Ele usa a luz espalhada para trás gerada quando a luz se propaga na fibra óptica para obter informações de atenuaçãoPode ser usado para medir a atenuação da fibra óptica, a perda de articulações, a localização do ponto de falha da fibra óptica e entender a distribuição da perda ao longo do comprimento da fibra óptica.É uma ferramenta indispensável na construção de cabos ópticosOs seus principais indicadores incluem: gama dinâmica, sensibilidade, resolução, tempo de medição e zona cega.

 

13.Qual é a área cega da OTDR? Qual é o impacto no teste? Como lidar com a área cega no teste real?

 

Resposta: Normalmente,Uma série de "pontos cegos" causados pela saturação da extremidade receptora do OTDR devido a reflexos gerados por pontos característicos, tais como conectores ativos e juntas mecânicas, são chamados de áreas cegas..

 

As áreas cegas em fibras ópticas são divididas em áreas cegas por evento e áreas cegas por atenuação:A distância de comprimento do ponto de partida do pico de reflexão até ao pico de saturação do receptor causado pela intervenção de conectores ativos é chamada de áreas cegas a eventos.A distância entre o ponto de partida do pico de reflexão e outros pontos de evento identificáveis causados pela intervenção de conectores ativos em fibras ópticas é chamada de áreas cegas de atenuação.

 

Para OTDR, quanto menor a área cega, melhor. A área cega aumentará com o aumento da largura do alargamento do pulso.Embora o aumento da largura do pulso aumente o comprimento de mediçãoPor conseguinte, no ensaio de fibras ópticas, devem ser utilizados pulsos estreitos para medir a fibra óptica e os pontos de evento adjacentes dos acessórios OTDR,enquanto os pulsos largos devem ser usados para medir a extremidade mais distante da fibra óptica.

 

14.O OTDR pode medir diferentes tipos de fibras ópticas?

 

R: Se utilizar um módulo OTDR de modo único para medir uma fibra multimodo, ou utilizar um módulo OTDR multimodo para medir uma fibra de modo único com um diâmetro de núcleo de 62,5 mm,o resultado da medição do comprimento da fibra não será afetado, mas os resultados de perda de fibra, perda de conector óptico e perda de retorno serão incorretos.,para que possa obter os resultados corretos para todos os indicadores de desempenho.

 

15O que significa "1310 nm" ou "1550 nm" nos instrumentos de ensaio ópticos comuns?

 

R: Refere-se ao comprimento de onda do sinal óptico. A faixa de comprimento de onda usada na comunicação de fibra óptica está na região do infravermelho próximo, com um comprimento de onda entre 800nm e 1700nm.É muitas vezes dividido em bandas de comprimento de onda curto e bandas de comprimento de onda longo, o primeiro refere-se ao comprimento de onda de 850nm, e o último refere-se a 1310nm e 1550nm.

 

16Em fibras ópticas comerciais atuais, que comprimento de onda de luz tem a menor dispersão?

 

Resposta: A luz com um comprimento de onda de 1310 nm tem a menor dispersão, e a luz com um comprimento de onda de 1550 nm tem a menor perda.

 

17Como são classificadas as fibras ópticas de acordo com a alteração do índice de refração do núcleo da fibra óptica?

 

Resposta: Podem ser divididas em fibras ópticas de índice de passo e fibras ópticas de índice de gradiente.As fibras ópticas de índice de passo têm uma largura de banda estreita e são adequadas para comunicações de curta distância de pequena capacidadeAs fibras ópticas com índice de gradiente possuem uma largura de banda larga e são adequadas para comunicações de média e grande capacidade.

 

18Como são classificadas as fibras ópticas de acordo com os diferentes modos de ondas de luz transmitidos nas fibras ópticas?

 

Resposta: Podem ser divididas em fibras ópticas monomodo e fibras ópticas multimodo.A um determinado comprimento de onda de trabalho, é transmitido apenas um único modo fundamental, que é adequado para sistemas de comunicação de grande capacidade e de longa distância.com um diâmetro do núcleo de aproximadamente entre 50 e 60 μm, e o seu desempenho de transmissão é pior do que o das fibras ópticas monomodo.

 

Ao transmitir a proteção diferencial de corrente da proteção multiplexada,As fibras ópticas multimodo são frequentemente utilizadas entre o dispositivo de conversão optoeletrônica instalado na sala de comunicação da subestação e o dispositivo de proteção instalado na sala de controlo principal.

 

19Qual é o significado da abertura numérica (NA) da fibra óptica de índice de passo?

 

Resposta: A abertura numérica (NA) indica a capacidade de coleta de luz da fibra óptica.

 

20Qual é a birefringença da fibra óptica monomodo?

 

Resposta: Há dois modos de polarização ortogonais em uma fibra óptica de modo único.Os dois modos de polarização ortogonais não são degeneradosO valor absoluto da diferença no índice de refração dos dois modos de polarização ortogonais é a birefringença.

 

21Quais são as estruturas de cabos ópticos mais comuns?

 

Resposta: Existem dois tipos: tipo de camada torcida e tipo esqueleto.

 

22Quais são os principais componentes dos cabos ópticos?

 

Resposta: É constituído principalmente por: núcleo de fibras, gordura de fibras ópticas, material de revestimento, PBT (polibutileno tereftalato) e outros materiais.

 

23A que se refere a armadura dos cabos ópticos?

 

Resposta: Refere-se ao elemento de proteção (geralmente fio de aço ou cinto de aço) utilizado em cabos ópticos para fins especiais (como cabos ópticos submarinos, etc.).A blindagem está ligada à bainha interna do cabo óptico.

 

24Que materiais são utilizados para a bainha dos cabos ópticos?

 

Resposta: A bainha ou bainha dos cabos ópticos é geralmente feita de materiais de polietileno (PE) e cloreto de polivinil (PVC), e sua função é proteger o núcleo do cabo de influências externas.

 

25- Escrever os cabos ópticos especiais utilizados nos sistemas de energia.

 

Resposta: Existem principalmente três cabos ópticos especiais:

 

O cabo óptico composto de fio de terra (OPGW), a fibra óptica é colocada na linha de alimentação da estrutura de alumínio revestido de aço.A aplicação do cabo óptico OPGW tem a dupla função de fio de terra e comunicação, melhorando efetivamente a taxa de utilização dos postes e torres de energia.

 

Cabo óptico envolto (GWWOP), quando existe uma linha de transmissão existente, este tipo de cabo óptico é envolto ou pendurado no fio de terra.

 

O cabo óptico autossustentável (ADSS) possui uma forte resistência à tração e pode ser pendurado diretamente entre duas torres de energia, com uma extensão máxima de até 1000 m.

 

26Quantas estruturas de aplicação existem para o cabo óptico OPGW?

 

Resposta: Principalmente: 1) camada de tubo de plástico torcida + estrutura de tubo de alumínio; 2) estrutura central de tubo de plástico + estrutura de tubo de alumínio; 3) estrutura de esqueleto de alumínio; 4) estrutura de tubo de alumínio espiral;5) Estrutura de tubo de aço inoxidável de camada única (estrutura central de tubo de aço inoxidável)6) Estrutura de tubos de aço inoxidável compostos (estrutura central de tubos de aço inoxidável, estrutura de tubos de aço inoxidável com camada torcida).

 

27Quais são os principais componentes do fio de cadeia fora do núcleo do cabo óptico OPGW?

 

Resposta: É constituído por fio AA (fio de liga de alumínio) e fio AS (fio de aço revestido de alumínio).

 

28Quais são as condições técnicas necessárias para a selecção dos modelos de cabos ópticos OPGW?

 

Resposta: 1) Resistência nominal à tração (RTS) do cabo OPGW (kN); 2) Número de núcleos de fibra (SM) do cabo OPGW; 3) Corrente de curto-circuito (kA); 4) Tempo de curto-circuito (s); 5) Intervalo de temperatura (°C).

 

29Como é limitado o grau de curvatura do cabo óptico?

 

Resposta: O raio de curvatura do cabo óptico deve ser não inferior a 20 vezes o diâmetro exterior do cabo óptico,e não inferior a 30 vezes o diâmetro exterior do cabo óptico durante a construção (estado não estático).

 

30O que deve ser prestado atenção na engenharia de cabos ópticos ADSS?

 

Resposta: Existem três tecnologias-chave: design mecânico de cabos ópticos, determinação dos pontos de suspensão e seleção e instalação de hardware de suporte.

 

31Quais são os principais tipos de acessórios de cabos ópticos?

 

Resposta: Os acessórios de cabos ópticos referem-se ao hardware utilizado para instalar cabos ópticos, incluindo principalmente: grampos de tensão, grampos de suspensão, isoladores de vibração, etc.

 

32Os conectores de fibra óptica têm dois parâmetros de desempenho mais básicos, quais são eles?

 

Resposta: Os conectores de fibra óptica são comumente conhecidos como juntas vivas.O foco está nos dois parâmetros de desempenho mais básicos de perda de inserção e perda de retorno.

 

33Quantos tipos de conectores de fibra óptica comumente usados existem?

 

Resposta: De acordo com diferentes métodos de classificação, os conectores de fibra óptica podem ser divididos em diferentes tipos.podem ser divididos em conectores de fibra óptica monomodo e conectores de fibra óptica multimodoDe acordo com as diferentes estruturas, podem ser divididos em vários tipos, tais como FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, etc.; de acordo com a face final do conector,podem ser divididos em FCConectores de fibra óptica comumente utilizados: conector de fibra óptica tipo FC/PC, conector de fibra óptica tipo SC, conector de fibra óptica tipo LC.

 

34No sistema de comunicação por fibra óptica, encontram-se comumente os seguintes elementos.

 

AFC, FC adaptador ST adaptador SC adaptador FC/APC, FC/PC conector SC conector ST conector LC patch cord MU patch cord Single-mode ou multi-mode patch cord.

 

35. Qual é a perda de inserção (ou perda de inserção) do conector de fibra óptica?

 

Resposta: refere-se ao valor da redução da potência efetiva da linha de transmissão causada pela inserção do conector.A UIT-T estipula que o seu valor não deve exceder 0.5 dB.

 

36. Qual é a perda de retorno (ou atenuação do reflexo, perda de retorno, perda de retorno) do conector de fibra óptica?

 

Resposta: É uma medida do componente de potência de entrada refletido pelo conector e devolvido ao longo do canal de entrada.

 

37Qual é a diferença mais proeminente entre a luz emitida por diodos emissores de luz e lasers semicondutores?

 

Resposta: A luz gerada por um diodo emissor de luz é luz incoerente com um espectro amplo; a luz gerada por um laser é luz coerente com um espectro muito estreito.

 

38Qual é a diferença mais óbvia entre as características de funcionamento de um diodo emissor de luz (LED) e um laser semicondutor (LD)?

 

Resposta: LED não tem um limiar, enquanto LD tem um limiar.

 

39Quais são os dois lasers semicondutores de modo longitudinal simples comumente usados?

 

Resposta: DFB laser e DBR laser, ambos os quais são lasers de feedback distribuídos, e seu feedback óptico é fornecido pela grade de Bragg de feedback distribuído na cavidade óptica.

 

40Quais são os dois principais tipos de dispositivos receptores ópticos?

 

Resposta: São principalmente fotodiodos (tubos PIN) e fotodiodos de avalanche (APD).

 

41Quais são os factores que causam ruído nos sistemas de comunicação de fibra óptica?

 

Resposta: Existem ruídos causados por uma taxa de extinção não qualificada, ruídos causados por alterações aleatórias na intensidade da luz, ruídos causados por jitter de tempo, ruído de ponto e ruído térmico do receptor,ruído de modo da fibra óptica, ruído causado pelo alargamento do pulso causado pela dispersão, ruído de distribuição de modo de LD, ruído causado por vibração de frequência de LD e ruído causado pela reflexão.

 

42Quais são as principais fibras ópticas actualmente utilizadas para a construção de redes de transmissão?

 

Resposta: Existem três tipos principais, a saber, a fibra óptica convencional de modo único G.652, a fibra óptica de modo único G.653 com deslocamento de dispersão e a fibra óptica de deslocamento de dispersão não-zero G.655.

 

A fibra monomodo G.652 tem uma grande dispersão na banda C 1530-1565nm e na banda L 1565-1625nm, geralmente 17-22psnm•km. Quando a taxa do sistema atinge 2,5Gbit/s ou superior,É necessária uma compensação de dispersãoA 10Gbit/s, o custo de compensação de dispersão do sistema é relativamente elevado.

 

A dispersão da fibra dispersão-deslocada G.653 na banda C e na banda L é geralmente -1-3.5psnm•km, e é zero dispersão a 1550nm. A taxa de sistema pode atingir 20Gbit/s e 40Gbit/s,tornando-a a melhor fibra para transmissão de longa distância de onda únicaNo entanto, devido às suas características de dispersão zero, efeitos não-lineares ocorrerão quando o DWDM for usado para expansão de capacidade, resultando em transmissão de sinal e FWM de mistura de quatro ondas,por isso não é adequado para DWDM.

 

Fibra deslocada por dispersão não-zero G.655: A dispersão da fibra deslocada por dispersão não-zero G.655 na faixa C é de 1 a 6 psnm•km, e a dispersão na faixa L é geralmente de 6 a 10 psnm•km.A dispersão é pequena., evitando a área de dispersão zero, suprimindo o FWM de mistura de quatro ondas, e pode ser usado para expansão de capacidade DWDM e abertura de sistemas de alta velocidade.655 fibra pode expandir a área eficaz para 1A grande área efetiva pode reduzir a densidade de potência e reduzir o efeito não linear da fibra óptica.

 

43Qual é a não-linearidade da fibra óptica?

 

Resposta: Significa que quando a potência óptica da fibra excede um certo valor, o índice de refração da fibra óptica será não linearmente relacionado com a potência óptica,e a dispersão de Raman e a dispersão de Brillouin serão geradas., fazendo com que a frequência da luz incidente mude.

 

44Que efeito terá a não-linearidade da fibra óptica na transmissão?

 

Resposta: O efeito não linear causará algumas perdas e interferências adicionais, deteriorando o desempenho do sistema.A potência óptica do sistema WDM é grande e é transmitida ao longo de uma longa distância ao longo da fibra ópticaExistem dois tipos de distorção não linear: dispersão estimulada e refração não linear.A dispersão estimulada inclui a dispersão de Raman e a dispersão de BrillouinOs dois tipos de dispersão acima reduzem a energia da luz incidente, causando perda. Pode ser ignorado quando a potência da fibra de entrada é pequena.

 

45O que é PON (Passive Optical Network)?

 

Resposta: A PON é uma rede óptica de circuito de fibra óptica na rede de acesso ao usuário local, baseada em dispositivos ópticos passivos, como acopladores e divisores.

 

Várias causas da atenuação da fibra óptica

 

1Os principais factores que causam a atenuação das fibras são: intrínseca, de curvatura, extrusão, impurezas, desigualdade e acoplamento.

 

Intrínseca: é a perda inerente da fibra óptica, incluindo: dispersão de Rayleigh, absorção inerente, etc.

 

Dobragem: Quando a fibra óptica é dobrada, parte da luz na fibra óptica será perdida devido à dispersão, causando perda.

 

Extrusão: Perda causada por uma ligeira curvatura quando a fibra óptica é comprimida.

 

Impuridades: Impuridades na fibra óptica absorvem e dispersam a luz que se propaga na fibra óptica, causando perda.

 

Desigualdade: Perda causada pelo índice de refração desigual do material de fibra óptica.

 

Docking: Perda causada quando as fibras ópticas são acopladas, tais como: eixos diferentes (requisito de coaxialidade de fibra óptica de modo único é inferior a 0,8μm), a face final não é perpendicular ao eixo,a face final é irregular, o diâmetro do núcleo de acoplagem não corresponde, e a qualidade da fusão é pobre.

 

Quando a luz entra de uma extremidade da fibra óptica e sai da outra, a intensidade da luz enfraquece.,Isto mostra que existem certas substâncias na fibra óptica ou que, por alguma razão, bloqueiam a passagem do sinal óptico.Esta é a perda de transmissão da fibra ópticaSó reduzindo a perda de fibra óptica pode o sinal óptico passar sem problemas.

 

2. Classificação da perda de fibra óptica

 

A perda de fibra óptica pode ser grosseiramente dividida na perda inerente da fibra óptica e na perda adicional causada pelas condições de uso após a fabricação da fibra óptica.As subdivisões específicas são as seguintes:

 

A perda de fibra óptica pode ser dividida em perda inerente e perda adicional.

 

A perda inerente inclui a perda de dispersão, a perda de absorção e a perda causada por uma estrutura de fibra óptica imperfeita.

 

As perdas adicionais incluem perdas de microband, perdas de dobra e perdas de emplaçamento.

 

Entre eles, perdas adicionais são causadas artificialmente durante a colocação da fibra óptica.e ligação de fibra óptica causará perdaA microbendência, compressão e alongamento de fibras ópticas também causarão perdas.O modo de transmissão no núcleo de fibra óptica mudouA perda adicional pode ser evitada tanto quanto possível. Abaixo, discutimos apenas a perda inerente da fibra óptica.

 

Entre as perdas inerentes, a perda de dispersão e a perda de absorção são determinadas pelas características do próprio material de fibra óptica,e a perda inerente causada em diferentes comprimentos de onda de trabalho também é diferente. It is extremely important to understand the mechanism of loss generation and quantitatively analyze the size of loss caused by various factors for the development of low-loss optical fiber and the rational use of optical fiber.

 

3. Perda de absorção de materiais

 

Os materiais usados para fazer fibras ópticas podem absorver a energia da luz. Depois que as partículas no material de fibra óptica absorvem a energia da luz, elas vibram e geram calor, e a energia é perdida.gerando assim perdas de absorçãoSabemos que a matéria é composta de átomos e moléculas, e os átomos são compostos de núcleos atômicos e elétrons extranucleares, e os elétrons giram em torno do núcleo atômico em uma determinada órbita.Isto é como a Terra em que vivemos e planetas como Vênus e Marte giram em torno do solCada elétron tem uma determinada energia e está em uma determinada órbita, ou em outras palavras, cada órbita tem um determinado nível de energia.

 

O nível de energia orbital perto do núcleo é menor, e o nível de energia orbital mais distante do núcleo é maior.O tamanho desta diferença de nível de energia entre órbitas é chamado de diferença de nível de energiaQuando um elétron passa de um nível de energia baixa para um nível de energia alta, ele absorve a energia da diferença de nível de energia correspondente.

 

Numa fibra óptica, quando um elétron num certo nível de energia é irradiado por luz de um comprimento de onda correspondente à diferença de nível de energia,o elétron na órbita de baixo nível de energia irá fazer a transição para a órbita com um nível de energia mais elevadoEste elétron absorve energia luminosa, resultando em perda de absorção luminosa.

 

O dióxido de silício (SiO2), o material básico para a fabricação de fibras ópticas, absorve a própria luz.Comunicações de fibra óptica geralmente só funcionam na faixa de comprimento de onda de 00,8 a 1,6 μm, por isso só discutimos a perda nesta faixa de trabalho.

 

O pico de absorção gerado pelas transições de elétrons no vidro de quartzo é de cerca de 0,1 a 0,2 μm de comprimento de onda na região ultravioleta.o seu efeito de absorção diminui gradualmenteNo entanto, a absorção ultravioleta tem pouco efeito sobre as fibras ópticas de quartzo que operam na região infravermelha.na região da luz visível com um comprimento de onda de 0A absorção ultravioleta pode atingir 1 dB/km e, a um comprimento de onda de 0,8 μm, desce para 0,2 a 0,3 dB/km, e a um comprimento de onda de 1,2 μm, é de apenas cerca de 0,1 dB/km.

 

A perda de absorção infravermelha da fibra óptica de quartzo é causada pela vibração molecular do material infravermelho.

 

Devido à influência de vários elementos dopantes na fibra óptica, é impossível que a fibra óptica de quartzo tenha uma janela de baixa perda na faixa superior a 2 μm,e a perda limite teórica a um comprimento de onda de 10,85 μm é ldB/km.

 

Através de pesquisas, também foi descoberto que há algumas "moléculas destrutivas" no vidro de quartzo que estão causando problemas, principalmente algumas impurezas de metais de transição prejudiciais, como cobre, ferro,Cromo, manganês, etc. Esses "malvados" absorvem avidamente a energia da luz sob a irradiação da luz, saltam e causam perda de energia da luz.A remoção dos "problemas" e a purificação química dos materiais utilizados para fazer fibras ópticas podem reduzir muito a perda.

 

Outra fonte de absorção na fibra óptica de quartzo é o hidroxila (OH).As pessoas descobriram que o hidroxila tem três picos de absorção na banda de trabalho da fibra ópticaNo caso das fibras ópticas, as perdas de absorção são de 0,95 μm, 1,24 μm e 1,38 μm, sendo que a perda de absorção no comprimento de onda de 1,38 μm é a mais grave e tem o maior impacto na fibra óptica.a perda de pico de absorção gerada pelo teor de hidróxido de apenas 0.0001 é tão alto quanto 33 dB/km.

 

Há muitas fontes de hidróxidos: primeiro, há água e compostos de hidróxidos nos materiais usados para fazer fibras ópticas.Estes compostos de hidróxido não são facilmente removidos durante a purificação das matérias-primasEm segundo lugar, há uma pequena quantidade de água nos hidroxidos utilizados para fabricar fibras ópticas; em terceiro lugar,A água é gerada devido a reações químicas durante o processo de fabrico de fibras ópticasEm quarto lugar, o vapor de água é introduzido pela entrada de ar externo.e o teor de hidróxido caiu para um nível suficientemente baixo para que o seu impacto nas fibras ópticas possa ser ignorado.

 

4Perda de dispersão

 

Na noite escura, se você acender uma lanterna no céu, você pode ver um feixe de luz.

 

Então, porque vemos estes feixes de luz? Isto é porque há muitas partículas minúsculas como fumaça e poeira flutuando na atmosfera.Espalha-se e dispara em todas as direcçõesEste fenômeno foi descoberto pela primeira vez por Rayleigh, então as pessoas chamaram esta dispersão "dispersão Rayleigh".

 

Como ocorre a dispersão? Acontece que as partículas minúsculas como moléculas, átomos,e os elétrons que compõem a matéria vibram a certas frequências inerentes e podem liberar luz com um comprimento de onda correspondente à frequência de vibraçãoA frequência de vibração de uma partícula é determinada pelo tamanho da partícula. Quanto maior a partícula, menor a frequência de vibração e maior o comprimento de onda da luz liberada;Quanto menor a partícula, quanto maior a frequência de vibração e menor o comprimento de onda da luz liberada. Esta frequência de vibração é chamada de frequência de vibração inerente da partícula.Esta vibração não é gerada por si só.Uma vez que uma partícula é irradiada com luz de certo comprimento de onda,e a frequência da luz irradiada é a mesma que a frequência de vibração inerente da partículaOs elétrons na partícula começam a vibrar nesta frequência de vibração, o que resulta na partícula espalhando a luz em todas as direções.e a energia da luz incidente é absorvida e convertida na energia da partículaPortanto, para as pessoas que observam de fora, parece que a luz atinge a partícula e depois voa em todas as direções.

 

A dispersão de Rayleigh também ocorre em fibras ópticas, e a perda de luz causada por isso é chamada de perda de dispersão de Rayleigh.Pode-se dizer que a perda de Rayleigh é inevitável.No entanto, uma vez que a magnitude da perda de dispersão de Rayleigh é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda da luz,O impacto da perda de dispersão de Rayleigh pode ser muito reduzido quando a fibra óptica opera na região de comprimento de onda longo.

 

5Deficiência congênita, ninguém pode ajudar.

 

A estrutura da fibra óptica é imperfeita, como bolhas, impurezas ou espessura desigual na fibra óptica, especialmente a interface desigual do revestimento do núcleo.parte da luz será espalhada em todas as direçõesA difusão faz com que a luz seja emitida em todas as direções, e a luz é emitida em todas as direções.e parte da luz dispersa é refletida de volta na direção oposta da propagação da fibra ópticaEsta parte da luz dispersa pode ser recebida na extremidade incidente da fibra óptica. A dispersão da luz faz com que parte da energia da luz seja perdida, o que é indesejável.Este fenômeno também pode ser usado por nós, porque se analisarmos a intensidade da parte recebida da luz na extremidade transmissora, podemos verificar os pontos de ruptura, defeitos e perda desta fibra óptica.através do engenho humanoAs coisas ruins podem ser transformadas em coisas boas.

 

Perda de fibra Nos últimos anos, a comunicação por fibra óptica tem sido amplamente usada em muitos campos.Uma questão importante na realização da comunicação de fibra óptica é reduzir a perda de fibra óptica tanto quanto possívelA chamada perda refere-se à atenuação da fibra óptica por unidade de comprimento, e a unidade é dB/km.O nível de perda de fibra óptica afeta diretamente a distância de transmissão ou a distância entre as estações de reléPor conseguinte, a compreensão e a redução da perda de fibra óptica têm uma grande importância prática para as comunicações de fibra óptica.

 

1Perda de absorção da fibra óptica

 

Isto é causado pela absorção de energia luminosa por materiais de fibra óptica e impurezas.que é uma perda importante na perda de fibra ópticaAs perdas de absorção incluem:

 

1 Perda de absorção intrínseca do material Esta é a perda causada pela absorção inerente do material.A absorção intrínseca desta faixa é devida à vibraçãoA outra faixa de absorção intrínseca do material está na faixa ultravioleta.

 

2Perdas de absorção causadas por dopantes e iões de impurezas Os materiais de fibra óptica contêm metais de transição como ferro, cobre, cromo, etc.Eles têm seus próprios picos de absorção e bandas de absorção e variam com seus estados de valênciaA perda de fibra óptica causada pela absorção de íons de metais de transição depende da sua concentração.O pico de absorção básica de OH- é próximo de 2Para a fibra óptica de quartzo puro, a perda causada por impurezas pode ser ignorada.

 

3 Perda de absorção de defeitos atómicos Quando o material de fibra óptica é aquecido ou fortemente irradiado, ele será estimulado a produzir defeitos atómicos, resultando em absorção de luz e perda,Mas em geral este efeito é muito pequeno.

 

2Perda de difusão da fibra óptica

 

A dispersão dentro da fibra óptica reduzirá a potência de transmissão e gerará perdas.que é causada pelas alterações de densidade e composição no interior do material de fibra óptica.

 

Durante o processo de aquecimento do material de fibra óptica, devido à agitação térmica, a compressibilidade dos átomos é desigual, a densidade do material é desigual,e então o índice de refração é desigualEsta desigualdade é fixada durante o processo de arrefecimento, e o seu tamanho é menor que o comprimento de onda da onda de luz.Quando a luz encontra estes materiais irregulares que são menores que o comprimento de onda da onda de luz e têm flutuações aleatórias durante a transmissão, a direcção de transmissão é alterada, ocorre a dispersão e ocorre a perda.a concentração desigual de óxidos contidos na fibra óptica e doping desigual também pode causar dispersão e perda.

 

3Perda de difusão do guia de ondas

 

Esta é a dispersão causada por distorção aleatória ou rugosidade da interface.Um modo irá gerar outros modos de transmissão e modos de radiação devido à flutuação da interfaceDado que a atenuação dos vários modos transmitidos na fibra óptica é diferente, no processo de conversão de modo de longa distância,o modo com baixa atenuação torna-se o modo com grande atenuaçãoApós conversão contínua e conversão inversa, embora a perda de cada modo seja equilibrada, o modo como um todo produzirá perda adicional, isto é,A perda adicional é gerada devido à conversão do modoPara reduzir esta perda, é necessário melhorar o processo de fabricação de fibra óptica.Para fibras ópticas de boa tração ou de qualidade, esta perda pode basicamente ser ignorada.

 

4Perda de radiação causada pela flexão da fibra óptica

 

A fibra óptica é macia e pode ser dobrada, mas, depois de se dobrar até certo ponto, embora a fibra óptica possa guiar a luz, ela mudará o caminho de transmissão da luz.A conversão do modo de transmissão para o modo de radiação faz com que parte da energia luminosa penetre no revestimento ou passe através do revestimento para se tornar um modo de radiação e vazarQuando o raio de flexão for superior a 5 a 10 cm, a perda causada pela flexão pode ser ignorada.

 

Fonte: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.

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Conhecimentos essenciais sobre fibra óptica e cabos, recolha-os!

2013-08-01

1Como são combinadas as fibras ópticas?

 

Resposta: A fibra óptica consiste em duas partes básicas: um núcleo feito de materiais ópticos transparentes e uma camada de revestimento e revestimento.

 

2Quais são os parâmetros básicos que descrevem as características de transmissão das linhas de fibra óptica?

 

Resposta: Incluem perda, dispersão, largura de banda, comprimento de onda de corte, diâmetro de campo de modo, etc.

 

3Quais são as causas da atenuação da fibra?

 

Resposta: A atenuação da fibra refere-se à redução da potência óptica entre duas seções transversais de uma fibra, que está relacionada ao comprimento de onda.,e perda óptica causada por conectores e juntas.

 

4Como é definido o coeficiente de atenuação da fibra óptica?

 

Resposta: É definida pela atenuação por unidade de comprimento de uma fibra óptica uniforme em estado estacionário (dB/km).

 

5O que é perda de inserção?

 

Resposta: refere-se à atenuação causada pela inserção de componentes ópticos (como a inserção de conectores ou acopladores) na linha de transmissão óptica.

 

6Com que se relaciona a largura de banda da fibra óptica?

 

Resposta: The bandwidth of optical fiber refers to the modulation frequency when the amplitude of optical power is reduced by 50% or 3dB compared with the amplitude of zero frequency in the transfer function of optical fiberA largura de banda da fibra óptica é aproximadamente inversamente proporcional ao seu comprimento, e o produto da largura de banda e do comprimento é uma constante.

 

7Quantos tipos de dispersão de fibra óptica existem?

 

Resposta: A dispersão da fibra óptica refere-se ao alargamento do atraso do grupo em uma fibra óptica, incluindo a dispersão de modo, a dispersão do material e a dispersão estrutural.Depende das características da fonte de luz e da fibra óptica.

 

8Como descrever as características de dispersão dos sinais que se propagam na fibra óptica?

 

Resposta: Pode ser descrito por três quantidades físicas: alargamento do pulso, largura de banda da fibra óptica e coeficiente de dispersão da fibra óptica.

 

9Qual é o comprimento de onda de corte?

 

Resposta: refere-se ao comprimento de onda mais curto que só pode transmitir o modo fundamental na fibra óptica.O seu comprimento de onda de corte deve ser menor que o comprimento de onda da luz transmitida..

 

10Qual será o impacto da dispersão da fibra óptica no desempenho do sistema de comunicação de fibra óptica?

 

Resposta: A dispersão da fibra óptica fará com que o pulso óptico seja ampliado durante a transmissão na fibra óptica, afetando a taxa de erro de bits, a distância de transmissão,e a taxa do sistema.

 

11Qual é o método de retrocorrência?

 

Resposta: O método de retrodispersão é um método para medir a atenuação ao longo do comprimento de uma fibra óptica.Mas uma pequena parte é espalhada para o emissor de luzUsando um espectrômetro no emissor de luz para observar a curva de tempo da retrodisseminação, não só o comprimento e a atenuação da fibra óptica uniforme conectada podem ser medidos a partir de uma extremidade,Mas também as irregularidades locais, os pontos de ruptura e a perda de potência óptica causados por juntas e conectores podem ser medidos.

 

12Qual é o princípio de ensaio do reflectômetro óptico de domínio de tempo (OTDR)?

 

Resposta: A OTDR baseia-se no princípio da retrospecção da luz e da reflexão de Fresnel.Ele usa a luz espalhada para trás gerada quando a luz se propaga na fibra óptica para obter informações de atenuaçãoPode ser usado para medir a atenuação da fibra óptica, a perda de articulações, a localização do ponto de falha da fibra óptica e entender a distribuição da perda ao longo do comprimento da fibra óptica.É uma ferramenta indispensável na construção de cabos ópticosOs seus principais indicadores incluem: gama dinâmica, sensibilidade, resolução, tempo de medição e zona cega.

 

13.Qual é a área cega da OTDR? Qual é o impacto no teste? Como lidar com a área cega no teste real?

 

Resposta: Normalmente,Uma série de "pontos cegos" causados pela saturação da extremidade receptora do OTDR devido a reflexos gerados por pontos característicos, tais como conectores ativos e juntas mecânicas, são chamados de áreas cegas..

 

As áreas cegas em fibras ópticas são divididas em áreas cegas por evento e áreas cegas por atenuação:A distância de comprimento do ponto de partida do pico de reflexão até ao pico de saturação do receptor causado pela intervenção de conectores ativos é chamada de áreas cegas a eventos.A distância entre o ponto de partida do pico de reflexão e outros pontos de evento identificáveis causados pela intervenção de conectores ativos em fibras ópticas é chamada de áreas cegas de atenuação.

 

Para OTDR, quanto menor a área cega, melhor. A área cega aumentará com o aumento da largura do alargamento do pulso.Embora o aumento da largura do pulso aumente o comprimento de mediçãoPor conseguinte, no ensaio de fibras ópticas, devem ser utilizados pulsos estreitos para medir a fibra óptica e os pontos de evento adjacentes dos acessórios OTDR,enquanto os pulsos largos devem ser usados para medir a extremidade mais distante da fibra óptica.

 

14.O OTDR pode medir diferentes tipos de fibras ópticas?

 

R: Se utilizar um módulo OTDR de modo único para medir uma fibra multimodo, ou utilizar um módulo OTDR multimodo para medir uma fibra de modo único com um diâmetro de núcleo de 62,5 mm,o resultado da medição do comprimento da fibra não será afetado, mas os resultados de perda de fibra, perda de conector óptico e perda de retorno serão incorretos.,para que possa obter os resultados corretos para todos os indicadores de desempenho.

 

15O que significa "1310 nm" ou "1550 nm" nos instrumentos de ensaio ópticos comuns?

 

R: Refere-se ao comprimento de onda do sinal óptico. A faixa de comprimento de onda usada na comunicação de fibra óptica está na região do infravermelho próximo, com um comprimento de onda entre 800nm e 1700nm.É muitas vezes dividido em bandas de comprimento de onda curto e bandas de comprimento de onda longo, o primeiro refere-se ao comprimento de onda de 850nm, e o último refere-se a 1310nm e 1550nm.

 

16Em fibras ópticas comerciais atuais, que comprimento de onda de luz tem a menor dispersão?

 

Resposta: A luz com um comprimento de onda de 1310 nm tem a menor dispersão, e a luz com um comprimento de onda de 1550 nm tem a menor perda.

 

17Como são classificadas as fibras ópticas de acordo com a alteração do índice de refração do núcleo da fibra óptica?

 

Resposta: Podem ser divididas em fibras ópticas de índice de passo e fibras ópticas de índice de gradiente.As fibras ópticas de índice de passo têm uma largura de banda estreita e são adequadas para comunicações de curta distância de pequena capacidadeAs fibras ópticas com índice de gradiente possuem uma largura de banda larga e são adequadas para comunicações de média e grande capacidade.

 

18Como são classificadas as fibras ópticas de acordo com os diferentes modos de ondas de luz transmitidos nas fibras ópticas?

 

Resposta: Podem ser divididas em fibras ópticas monomodo e fibras ópticas multimodo.A um determinado comprimento de onda de trabalho, é transmitido apenas um único modo fundamental, que é adequado para sistemas de comunicação de grande capacidade e de longa distância.com um diâmetro do núcleo de aproximadamente entre 50 e 60 μm, e o seu desempenho de transmissão é pior do que o das fibras ópticas monomodo.

 

Ao transmitir a proteção diferencial de corrente da proteção multiplexada,As fibras ópticas multimodo são frequentemente utilizadas entre o dispositivo de conversão optoeletrônica instalado na sala de comunicação da subestação e o dispositivo de proteção instalado na sala de controlo principal.

 

19Qual é o significado da abertura numérica (NA) da fibra óptica de índice de passo?

 

Resposta: A abertura numérica (NA) indica a capacidade de coleta de luz da fibra óptica.

 

20Qual é a birefringença da fibra óptica monomodo?

 

Resposta: Há dois modos de polarização ortogonais em uma fibra óptica de modo único.Os dois modos de polarização ortogonais não são degeneradosO valor absoluto da diferença no índice de refração dos dois modos de polarização ortogonais é a birefringença.

 

21Quais são as estruturas de cabos ópticos mais comuns?

 

Resposta: Existem dois tipos: tipo de camada torcida e tipo esqueleto.

 

22Quais são os principais componentes dos cabos ópticos?

 

Resposta: É constituído principalmente por: núcleo de fibras, gordura de fibras ópticas, material de revestimento, PBT (polibutileno tereftalato) e outros materiais.

 

23A que se refere a armadura dos cabos ópticos?

 

Resposta: Refere-se ao elemento de proteção (geralmente fio de aço ou cinto de aço) utilizado em cabos ópticos para fins especiais (como cabos ópticos submarinos, etc.).A blindagem está ligada à bainha interna do cabo óptico.

 

24Que materiais são utilizados para a bainha dos cabos ópticos?

 

Resposta: A bainha ou bainha dos cabos ópticos é geralmente feita de materiais de polietileno (PE) e cloreto de polivinil (PVC), e sua função é proteger o núcleo do cabo de influências externas.

 

25- Escrever os cabos ópticos especiais utilizados nos sistemas de energia.

 

Resposta: Existem principalmente três cabos ópticos especiais:

 

O cabo óptico composto de fio de terra (OPGW), a fibra óptica é colocada na linha de alimentação da estrutura de alumínio revestido de aço.A aplicação do cabo óptico OPGW tem a dupla função de fio de terra e comunicação, melhorando efetivamente a taxa de utilização dos postes e torres de energia.

 

Cabo óptico envolto (GWWOP), quando existe uma linha de transmissão existente, este tipo de cabo óptico é envolto ou pendurado no fio de terra.

 

O cabo óptico autossustentável (ADSS) possui uma forte resistência à tração e pode ser pendurado diretamente entre duas torres de energia, com uma extensão máxima de até 1000 m.

 

26Quantas estruturas de aplicação existem para o cabo óptico OPGW?

 

Resposta: Principalmente: 1) camada de tubo de plástico torcida + estrutura de tubo de alumínio; 2) estrutura central de tubo de plástico + estrutura de tubo de alumínio; 3) estrutura de esqueleto de alumínio; 4) estrutura de tubo de alumínio espiral;5) Estrutura de tubo de aço inoxidável de camada única (estrutura central de tubo de aço inoxidável)6) Estrutura de tubos de aço inoxidável compostos (estrutura central de tubos de aço inoxidável, estrutura de tubos de aço inoxidável com camada torcida).

 

27Quais são os principais componentes do fio de cadeia fora do núcleo do cabo óptico OPGW?

 

Resposta: É constituído por fio AA (fio de liga de alumínio) e fio AS (fio de aço revestido de alumínio).

 

28Quais são as condições técnicas necessárias para a selecção dos modelos de cabos ópticos OPGW?

 

Resposta: 1) Resistência nominal à tração (RTS) do cabo OPGW (kN); 2) Número de núcleos de fibra (SM) do cabo OPGW; 3) Corrente de curto-circuito (kA); 4) Tempo de curto-circuito (s); 5) Intervalo de temperatura (°C).

 

29Como é limitado o grau de curvatura do cabo óptico?

 

Resposta: O raio de curvatura do cabo óptico deve ser não inferior a 20 vezes o diâmetro exterior do cabo óptico,e não inferior a 30 vezes o diâmetro exterior do cabo óptico durante a construção (estado não estático).

 

30O que deve ser prestado atenção na engenharia de cabos ópticos ADSS?

 

Resposta: Existem três tecnologias-chave: design mecânico de cabos ópticos, determinação dos pontos de suspensão e seleção e instalação de hardware de suporte.

 

31Quais são os principais tipos de acessórios de cabos ópticos?

 

Resposta: Os acessórios de cabos ópticos referem-se ao hardware utilizado para instalar cabos ópticos, incluindo principalmente: grampos de tensão, grampos de suspensão, isoladores de vibração, etc.

 

32Os conectores de fibra óptica têm dois parâmetros de desempenho mais básicos, quais são eles?

 

Resposta: Os conectores de fibra óptica são comumente conhecidos como juntas vivas.O foco está nos dois parâmetros de desempenho mais básicos de perda de inserção e perda de retorno.

 

33Quantos tipos de conectores de fibra óptica comumente usados existem?

 

Resposta: De acordo com diferentes métodos de classificação, os conectores de fibra óptica podem ser divididos em diferentes tipos.podem ser divididos em conectores de fibra óptica monomodo e conectores de fibra óptica multimodoDe acordo com as diferentes estruturas, podem ser divididos em vários tipos, tais como FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, etc.; de acordo com a face final do conector,podem ser divididos em FCConectores de fibra óptica comumente utilizados: conector de fibra óptica tipo FC/PC, conector de fibra óptica tipo SC, conector de fibra óptica tipo LC.

 

34No sistema de comunicação por fibra óptica, encontram-se comumente os seguintes elementos.

 

AFC, FC adaptador ST adaptador SC adaptador FC/APC, FC/PC conector SC conector ST conector LC patch cord MU patch cord Single-mode ou multi-mode patch cord.

 

35. Qual é a perda de inserção (ou perda de inserção) do conector de fibra óptica?

 

Resposta: refere-se ao valor da redução da potência efetiva da linha de transmissão causada pela inserção do conector.A UIT-T estipula que o seu valor não deve exceder 0.5 dB.

 

36. Qual é a perda de retorno (ou atenuação do reflexo, perda de retorno, perda de retorno) do conector de fibra óptica?

 

Resposta: É uma medida do componente de potência de entrada refletido pelo conector e devolvido ao longo do canal de entrada.

 

37Qual é a diferença mais proeminente entre a luz emitida por diodos emissores de luz e lasers semicondutores?

 

Resposta: A luz gerada por um diodo emissor de luz é luz incoerente com um espectro amplo; a luz gerada por um laser é luz coerente com um espectro muito estreito.

 

38Qual é a diferença mais óbvia entre as características de funcionamento de um diodo emissor de luz (LED) e um laser semicondutor (LD)?

 

Resposta: LED não tem um limiar, enquanto LD tem um limiar.

 

39Quais são os dois lasers semicondutores de modo longitudinal simples comumente usados?

 

Resposta: DFB laser e DBR laser, ambos os quais são lasers de feedback distribuídos, e seu feedback óptico é fornecido pela grade de Bragg de feedback distribuído na cavidade óptica.

 

40Quais são os dois principais tipos de dispositivos receptores ópticos?

 

Resposta: São principalmente fotodiodos (tubos PIN) e fotodiodos de avalanche (APD).

 

41Quais são os factores que causam ruído nos sistemas de comunicação de fibra óptica?

 

Resposta: Existem ruídos causados por uma taxa de extinção não qualificada, ruídos causados por alterações aleatórias na intensidade da luz, ruídos causados por jitter de tempo, ruído de ponto e ruído térmico do receptor,ruído de modo da fibra óptica, ruído causado pelo alargamento do pulso causado pela dispersão, ruído de distribuição de modo de LD, ruído causado por vibração de frequência de LD e ruído causado pela reflexão.

 

42Quais são as principais fibras ópticas actualmente utilizadas para a construção de redes de transmissão?

 

Resposta: Existem três tipos principais, a saber, a fibra óptica convencional de modo único G.652, a fibra óptica de modo único G.653 com deslocamento de dispersão e a fibra óptica de deslocamento de dispersão não-zero G.655.

 

A fibra monomodo G.652 tem uma grande dispersão na banda C 1530-1565nm e na banda L 1565-1625nm, geralmente 17-22psnm•km. Quando a taxa do sistema atinge 2,5Gbit/s ou superior,É necessária uma compensação de dispersãoA 10Gbit/s, o custo de compensação de dispersão do sistema é relativamente elevado.

 

A dispersão da fibra dispersão-deslocada G.653 na banda C e na banda L é geralmente -1-3.5psnm•km, e é zero dispersão a 1550nm. A taxa de sistema pode atingir 20Gbit/s e 40Gbit/s,tornando-a a melhor fibra para transmissão de longa distância de onda únicaNo entanto, devido às suas características de dispersão zero, efeitos não-lineares ocorrerão quando o DWDM for usado para expansão de capacidade, resultando em transmissão de sinal e FWM de mistura de quatro ondas,por isso não é adequado para DWDM.

 

Fibra deslocada por dispersão não-zero G.655: A dispersão da fibra deslocada por dispersão não-zero G.655 na faixa C é de 1 a 6 psnm•km, e a dispersão na faixa L é geralmente de 6 a 10 psnm•km.A dispersão é pequena., evitando a área de dispersão zero, suprimindo o FWM de mistura de quatro ondas, e pode ser usado para expansão de capacidade DWDM e abertura de sistemas de alta velocidade.655 fibra pode expandir a área eficaz para 1A grande área efetiva pode reduzir a densidade de potência e reduzir o efeito não linear da fibra óptica.

 

43Qual é a não-linearidade da fibra óptica?

 

Resposta: Significa que quando a potência óptica da fibra excede um certo valor, o índice de refração da fibra óptica será não linearmente relacionado com a potência óptica,e a dispersão de Raman e a dispersão de Brillouin serão geradas., fazendo com que a frequência da luz incidente mude.

 

44Que efeito terá a não-linearidade da fibra óptica na transmissão?

 

Resposta: O efeito não linear causará algumas perdas e interferências adicionais, deteriorando o desempenho do sistema.A potência óptica do sistema WDM é grande e é transmitida ao longo de uma longa distância ao longo da fibra ópticaExistem dois tipos de distorção não linear: dispersão estimulada e refração não linear.A dispersão estimulada inclui a dispersão de Raman e a dispersão de BrillouinOs dois tipos de dispersão acima reduzem a energia da luz incidente, causando perda. Pode ser ignorado quando a potência da fibra de entrada é pequena.

 

45O que é PON (Passive Optical Network)?

 

Resposta: A PON é uma rede óptica de circuito de fibra óptica na rede de acesso ao usuário local, baseada em dispositivos ópticos passivos, como acopladores e divisores.

 

Várias causas da atenuação da fibra óptica

 

1Os principais factores que causam a atenuação das fibras são: intrínseca, de curvatura, extrusão, impurezas, desigualdade e acoplamento.

 

Intrínseca: é a perda inerente da fibra óptica, incluindo: dispersão de Rayleigh, absorção inerente, etc.

 

Dobragem: Quando a fibra óptica é dobrada, parte da luz na fibra óptica será perdida devido à dispersão, causando perda.

 

Extrusão: Perda causada por uma ligeira curvatura quando a fibra óptica é comprimida.

 

Impuridades: Impuridades na fibra óptica absorvem e dispersam a luz que se propaga na fibra óptica, causando perda.

 

Desigualdade: Perda causada pelo índice de refração desigual do material de fibra óptica.

 

Docking: Perda causada quando as fibras ópticas são acopladas, tais como: eixos diferentes (requisito de coaxialidade de fibra óptica de modo único é inferior a 0,8μm), a face final não é perpendicular ao eixo,a face final é irregular, o diâmetro do núcleo de acoplagem não corresponde, e a qualidade da fusão é pobre.

 

Quando a luz entra de uma extremidade da fibra óptica e sai da outra, a intensidade da luz enfraquece.,Isto mostra que existem certas substâncias na fibra óptica ou que, por alguma razão, bloqueiam a passagem do sinal óptico.Esta é a perda de transmissão da fibra ópticaSó reduzindo a perda de fibra óptica pode o sinal óptico passar sem problemas.

 

2. Classificação da perda de fibra óptica

 

A perda de fibra óptica pode ser grosseiramente dividida na perda inerente da fibra óptica e na perda adicional causada pelas condições de uso após a fabricação da fibra óptica.As subdivisões específicas são as seguintes:

 

A perda de fibra óptica pode ser dividida em perda inerente e perda adicional.

 

A perda inerente inclui a perda de dispersão, a perda de absorção e a perda causada por uma estrutura de fibra óptica imperfeita.

 

As perdas adicionais incluem perdas de microband, perdas de dobra e perdas de emplaçamento.

 

Entre eles, perdas adicionais são causadas artificialmente durante a colocação da fibra óptica.e ligação de fibra óptica causará perdaA microbendência, compressão e alongamento de fibras ópticas também causarão perdas.O modo de transmissão no núcleo de fibra óptica mudouA perda adicional pode ser evitada tanto quanto possível. Abaixo, discutimos apenas a perda inerente da fibra óptica.

 

Entre as perdas inerentes, a perda de dispersão e a perda de absorção são determinadas pelas características do próprio material de fibra óptica,e a perda inerente causada em diferentes comprimentos de onda de trabalho também é diferente. It is extremely important to understand the mechanism of loss generation and quantitatively analyze the size of loss caused by various factors for the development of low-loss optical fiber and the rational use of optical fiber.

 

3. Perda de absorção de materiais

 

Os materiais usados para fazer fibras ópticas podem absorver a energia da luz. Depois que as partículas no material de fibra óptica absorvem a energia da luz, elas vibram e geram calor, e a energia é perdida.gerando assim perdas de absorçãoSabemos que a matéria é composta de átomos e moléculas, e os átomos são compostos de núcleos atômicos e elétrons extranucleares, e os elétrons giram em torno do núcleo atômico em uma determinada órbita.Isto é como a Terra em que vivemos e planetas como Vênus e Marte giram em torno do solCada elétron tem uma determinada energia e está em uma determinada órbita, ou em outras palavras, cada órbita tem um determinado nível de energia.

 

O nível de energia orbital perto do núcleo é menor, e o nível de energia orbital mais distante do núcleo é maior.O tamanho desta diferença de nível de energia entre órbitas é chamado de diferença de nível de energiaQuando um elétron passa de um nível de energia baixa para um nível de energia alta, ele absorve a energia da diferença de nível de energia correspondente.

 

Numa fibra óptica, quando um elétron num certo nível de energia é irradiado por luz de um comprimento de onda correspondente à diferença de nível de energia,o elétron na órbita de baixo nível de energia irá fazer a transição para a órbita com um nível de energia mais elevadoEste elétron absorve energia luminosa, resultando em perda de absorção luminosa.

 

O dióxido de silício (SiO2), o material básico para a fabricação de fibras ópticas, absorve a própria luz.Comunicações de fibra óptica geralmente só funcionam na faixa de comprimento de onda de 00,8 a 1,6 μm, por isso só discutimos a perda nesta faixa de trabalho.

 

O pico de absorção gerado pelas transições de elétrons no vidro de quartzo é de cerca de 0,1 a 0,2 μm de comprimento de onda na região ultravioleta.o seu efeito de absorção diminui gradualmenteNo entanto, a absorção ultravioleta tem pouco efeito sobre as fibras ópticas de quartzo que operam na região infravermelha.na região da luz visível com um comprimento de onda de 0A absorção ultravioleta pode atingir 1 dB/km e, a um comprimento de onda de 0,8 μm, desce para 0,2 a 0,3 dB/km, e a um comprimento de onda de 1,2 μm, é de apenas cerca de 0,1 dB/km.

 

A perda de absorção infravermelha da fibra óptica de quartzo é causada pela vibração molecular do material infravermelho.

 

Devido à influência de vários elementos dopantes na fibra óptica, é impossível que a fibra óptica de quartzo tenha uma janela de baixa perda na faixa superior a 2 μm,e a perda limite teórica a um comprimento de onda de 10,85 μm é ldB/km.

 

Através de pesquisas, também foi descoberto que há algumas "moléculas destrutivas" no vidro de quartzo que estão causando problemas, principalmente algumas impurezas de metais de transição prejudiciais, como cobre, ferro,Cromo, manganês, etc. Esses "malvados" absorvem avidamente a energia da luz sob a irradiação da luz, saltam e causam perda de energia da luz.A remoção dos "problemas" e a purificação química dos materiais utilizados para fazer fibras ópticas podem reduzir muito a perda.

 

Outra fonte de absorção na fibra óptica de quartzo é o hidroxila (OH).As pessoas descobriram que o hidroxila tem três picos de absorção na banda de trabalho da fibra ópticaNo caso das fibras ópticas, as perdas de absorção são de 0,95 μm, 1,24 μm e 1,38 μm, sendo que a perda de absorção no comprimento de onda de 1,38 μm é a mais grave e tem o maior impacto na fibra óptica.a perda de pico de absorção gerada pelo teor de hidróxido de apenas 0.0001 é tão alto quanto 33 dB/km.

 

Há muitas fontes de hidróxidos: primeiro, há água e compostos de hidróxidos nos materiais usados para fazer fibras ópticas.Estes compostos de hidróxido não são facilmente removidos durante a purificação das matérias-primasEm segundo lugar, há uma pequena quantidade de água nos hidroxidos utilizados para fabricar fibras ópticas; em terceiro lugar,A água é gerada devido a reações químicas durante o processo de fabrico de fibras ópticasEm quarto lugar, o vapor de água é introduzido pela entrada de ar externo.e o teor de hidróxido caiu para um nível suficientemente baixo para que o seu impacto nas fibras ópticas possa ser ignorado.

 

4Perda de dispersão

 

Na noite escura, se você acender uma lanterna no céu, você pode ver um feixe de luz.

 

Então, porque vemos estes feixes de luz? Isto é porque há muitas partículas minúsculas como fumaça e poeira flutuando na atmosfera.Espalha-se e dispara em todas as direcçõesEste fenômeno foi descoberto pela primeira vez por Rayleigh, então as pessoas chamaram esta dispersão "dispersão Rayleigh".

 

Como ocorre a dispersão? Acontece que as partículas minúsculas como moléculas, átomos,e os elétrons que compõem a matéria vibram a certas frequências inerentes e podem liberar luz com um comprimento de onda correspondente à frequência de vibraçãoA frequência de vibração de uma partícula é determinada pelo tamanho da partícula. Quanto maior a partícula, menor a frequência de vibração e maior o comprimento de onda da luz liberada;Quanto menor a partícula, quanto maior a frequência de vibração e menor o comprimento de onda da luz liberada. Esta frequência de vibração é chamada de frequência de vibração inerente da partícula.Esta vibração não é gerada por si só.Uma vez que uma partícula é irradiada com luz de certo comprimento de onda,e a frequência da luz irradiada é a mesma que a frequência de vibração inerente da partículaOs elétrons na partícula começam a vibrar nesta frequência de vibração, o que resulta na partícula espalhando a luz em todas as direções.e a energia da luz incidente é absorvida e convertida na energia da partículaPortanto, para as pessoas que observam de fora, parece que a luz atinge a partícula e depois voa em todas as direções.

 

A dispersão de Rayleigh também ocorre em fibras ópticas, e a perda de luz causada por isso é chamada de perda de dispersão de Rayleigh.Pode-se dizer que a perda de Rayleigh é inevitável.No entanto, uma vez que a magnitude da perda de dispersão de Rayleigh é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda da luz,O impacto da perda de dispersão de Rayleigh pode ser muito reduzido quando a fibra óptica opera na região de comprimento de onda longo.

 

5Deficiência congênita, ninguém pode ajudar.

 

A estrutura da fibra óptica é imperfeita, como bolhas, impurezas ou espessura desigual na fibra óptica, especialmente a interface desigual do revestimento do núcleo.parte da luz será espalhada em todas as direçõesA difusão faz com que a luz seja emitida em todas as direções, e a luz é emitida em todas as direções.e parte da luz dispersa é refletida de volta na direção oposta da propagação da fibra ópticaEsta parte da luz dispersa pode ser recebida na extremidade incidente da fibra óptica. A dispersão da luz faz com que parte da energia da luz seja perdida, o que é indesejável.Este fenômeno também pode ser usado por nós, porque se analisarmos a intensidade da parte recebida da luz na extremidade transmissora, podemos verificar os pontos de ruptura, defeitos e perda desta fibra óptica.através do engenho humanoAs coisas ruins podem ser transformadas em coisas boas.

 

Perda de fibra Nos últimos anos, a comunicação por fibra óptica tem sido amplamente usada em muitos campos.Uma questão importante na realização da comunicação de fibra óptica é reduzir a perda de fibra óptica tanto quanto possívelA chamada perda refere-se à atenuação da fibra óptica por unidade de comprimento, e a unidade é dB/km.O nível de perda de fibra óptica afeta diretamente a distância de transmissão ou a distância entre as estações de reléPor conseguinte, a compreensão e a redução da perda de fibra óptica têm uma grande importância prática para as comunicações de fibra óptica.

 

1Perda de absorção da fibra óptica

 

Isto é causado pela absorção de energia luminosa por materiais de fibra óptica e impurezas.que é uma perda importante na perda de fibra ópticaAs perdas de absorção incluem:

 

1 Perda de absorção intrínseca do material Esta é a perda causada pela absorção inerente do material.A absorção intrínseca desta faixa é devida à vibraçãoA outra faixa de absorção intrínseca do material está na faixa ultravioleta.

 

2Perdas de absorção causadas por dopantes e iões de impurezas Os materiais de fibra óptica contêm metais de transição como ferro, cobre, cromo, etc.Eles têm seus próprios picos de absorção e bandas de absorção e variam com seus estados de valênciaA perda de fibra óptica causada pela absorção de íons de metais de transição depende da sua concentração.O pico de absorção básica de OH- é próximo de 2Para a fibra óptica de quartzo puro, a perda causada por impurezas pode ser ignorada.

 

3 Perda de absorção de defeitos atómicos Quando o material de fibra óptica é aquecido ou fortemente irradiado, ele será estimulado a produzir defeitos atómicos, resultando em absorção de luz e perda,Mas em geral este efeito é muito pequeno.

 

2Perda de difusão da fibra óptica

 

A dispersão dentro da fibra óptica reduzirá a potência de transmissão e gerará perdas.que é causada pelas alterações de densidade e composição no interior do material de fibra óptica.

 

Durante o processo de aquecimento do material de fibra óptica, devido à agitação térmica, a compressibilidade dos átomos é desigual, a densidade do material é desigual,e então o índice de refração é desigualEsta desigualdade é fixada durante o processo de arrefecimento, e o seu tamanho é menor que o comprimento de onda da onda de luz.Quando a luz encontra estes materiais irregulares que são menores que o comprimento de onda da onda de luz e têm flutuações aleatórias durante a transmissão, a direcção de transmissão é alterada, ocorre a dispersão e ocorre a perda.a concentração desigual de óxidos contidos na fibra óptica e doping desigual também pode causar dispersão e perda.

 

3Perda de difusão do guia de ondas

 

Esta é a dispersão causada por distorção aleatória ou rugosidade da interface.Um modo irá gerar outros modos de transmissão e modos de radiação devido à flutuação da interfaceDado que a atenuação dos vários modos transmitidos na fibra óptica é diferente, no processo de conversão de modo de longa distância,o modo com baixa atenuação torna-se o modo com grande atenuaçãoApós conversão contínua e conversão inversa, embora a perda de cada modo seja equilibrada, o modo como um todo produzirá perda adicional, isto é,A perda adicional é gerada devido à conversão do modoPara reduzir esta perda, é necessário melhorar o processo de fabricação de fibra óptica.Para fibras ópticas de boa tração ou de qualidade, esta perda pode basicamente ser ignorada.

 

4Perda de radiação causada pela flexão da fibra óptica

 

A fibra óptica é macia e pode ser dobrada, mas, depois de se dobrar até certo ponto, embora a fibra óptica possa guiar a luz, ela mudará o caminho de transmissão da luz.A conversão do modo de transmissão para o modo de radiação faz com que parte da energia luminosa penetre no revestimento ou passe através do revestimento para se tornar um modo de radiação e vazarQuando o raio de flexão for superior a 5 a 10 cm, a perda causada pela flexão pode ser ignorada.

 

Fonte: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.