1. Hoe worden optische vezels gecombineerd?
Antwoord: Optische vezels bestaan uit twee basisonderdelen: een kern van transparant optisch materiaal en een mantel- en coatinglaag.
2. Wat zijn de basisparameters die de transmissiekarakteristieken van glasvezellijnen beschrijven?
Antwoord: Hieronder vallen onder andere verlies, dispersie, bandbreedte, afsnijgolflengte, diameter van het modusveld, etc.
3. Wat zijn de oorzaken van glasvezelverzwakking?
Antwoord: Fiber attenuation verwijst naar de vermindering van optisch vermogen tussen twee dwarsdoorsneden van een fiber, wat gerelateerd is aan de golflengte. De belangrijkste oorzaken van attenuation zijn verstrooiing, absorptie en optisch verlies veroorzaakt door connectoren en verbindingen.
4. Hoe wordt de dempingscoëfficiënt van optische vezels gedefinieerd?
Antwoord: Het wordt gedefinieerd als de demping per lengte-eenheid van een uniforme optische vezel in een stabiele toestand (dB/km).
5. Wat is invoegingsverlies?
Antwoord: Hiermee wordt de demping bedoeld die ontstaat door het invoegen van optische componenten (zoals het invoegen van connectoren of koppelingen) in de optische transmissielijn.
6. Waarmee heeft de bandbreedte van glasvezel te maken?
Antwoord: De bandbreedte van optische vezels verwijst naar de modulatiefrequentie wanneer de amplitude van het optische vermogen met 50% of 3 dB wordt verminderd in vergelijking met de amplitude van de nulfrequentie in de overdrachtsfunctie van optische vezels. De bandbreedte van optische vezels is ongeveer omgekeerd evenredig met de lengte ervan, en het product van bandbreedte en lengte is een constante.
7. Hoeveel soorten optische vezeldispersie zijn er? Waar heeft het mee te maken?
Antwoord: De dispersie van optische vezels verwijst naar de verbreding van groepsvertraging in een optische vezel, inclusief modusdispersie, materiaaldispersie en structurele dispersie. Het hangt af van de kenmerken van zowel de lichtbron als de optische vezel.
8. Hoe beschrijf je de dispersiekarakteristieken van signalen die zich voortplanten via glasvezel?
Antwoord: Dit kan worden beschreven met drie fysieke grootheden: pulsverbreding, bandbreedte van de optische vezel en dispersiecoëfficiënt van de optische vezel.
9. Wat is de grensgolflengte?
Antwoord: Het verwijst naar de kortste golflengte die alleen de fundamentele modus in de optische vezel kan overbrengen. Voor single-mode optische vezel moet de cutoff golflengte korter zijn dan de golflengte van het overgebrachte licht.
10. Welke impact zal de verspreiding van glasvezel hebben op de prestaties van glasvezelcommunicatiesystemen?
Antwoord: De spreiding van de glasvezel zorgt ervoor dat de optische puls tijdens de transmissie in de glasvezel breder wordt, wat van invloed is op de bitfoutfrequentie, de transmissieafstand en de systeemsnelheid.
11. Wat is de backscattering-methode?
Antwoord: De backscattering-methode is een methode om demping over de lengte van een optische vezel te meten. Het grootste deel van het optische vermogen in de optische vezel plant zich voorwaarts voort, maar een klein deel wordt teruggekaatst naar de lichtemitter. Door een spectrometer bij de lichtemitter te gebruiken om de tijdscurve van de backscattering te observeren, kunnen niet alleen de lengte en demping van de aangesloten uniforme optische vezel vanaf één uiteinde worden gemeten, maar kunnen ook de lokale onregelmatigheden, breekpunten en het optische vermogensverlies veroorzaakt door verbindingen en connectoren worden gemeten.
12. Wat is het testprincipe van de optische tijdsdomeinreflectometer (OTDR)? Wat zijn de functies ervan?
Antwoord: OTDR is gebaseerd op het principe van lichtterugkaatsing en Fresnel-reflectie. Het gebruikt het teruggekaatste licht dat wordt gegenereerd wanneer licht zich voortplant in de optische vezel om dempingsinformatie te verkrijgen. Het kan worden gebruikt om demping van optische vezels, gewrichtsverlies, de locatie van optische vezelbreukpunten te meten en de verliesverdeling over de lengte van de optische vezel te begrijpen. Het is een onmisbaar hulpmiddel bij de constructie, het onderhoud en de bewaking van optische kabels. De belangrijkste indicatoren zijn: dynamisch bereik, gevoeligheid, resolutie, meettijd en blind gebied.
13.Wat is het blinde gebied van OTDR? Wat is de impact op de test? Hoe ga je om met het blinde gebied bij het daadwerkelijk testen?
Antwoord: Meestal worden blinde gebieden een aantal 'blinde vlekken' genoemd. Deze worden veroorzaakt door de verzadiging van de OTDR-ontvangstzijde vanwege reflecties die worden gegenereerd door kenmerkende punten zoals actieve connectoren en mechanische verbindingen.
De blinde gebieden in optische vezels worden onderverdeeld in gebeurtenisblinde gebieden en verzwakkingsblinde gebieden: de afstand van het beginpunt van de reflectiepiek tot de piek van de ontvangerverzadiging, veroorzaakt door de tussenkomst van actieve connectoren, wordt gebeurtenisblinde gebieden genoemd; de afstand van het beginpunt van de reflectiepiek tot andere identificeerbare gebeurtenispunten, veroorzaakt door de tussenkomst van actieve connectoren in optische vezels, wordt verzwakkingsblinde gebieden genoemd.
Voor OTDR geldt: hoe kleiner het blinde gebied, hoe beter. Het blinde gebied zal toenemen naarmate de breedte van de pulsverbreding toeneemt. Hoewel het vergroten van de pulsbreedte de meetlengte vergroot, vergroot het ook het blinde gebied van de meting. Daarom moeten bij het testen van optische vezels smalle pulsen worden gebruikt om de optische vezel en aangrenzende gebeurtenispunten van de OTDR-accessoires te meten, terwijl brede pulsen moeten worden gebruikt om het verre uiteinde van de optische vezel te meten.
14. Kan OTDR verschillende soorten optische vezels meten?
A: Als u een single-mode OTDR-module gebruikt om een multimodevezel te meten, of een multimode OTDR-module gebruikt om een single-modevezel met een kerndiameter van 62,5 mm te meten, wordt het meetresultaat van de vezellengte niet beïnvloed, maar de resultaten van vezelverlies, verlies van optische connector en retourverlies zijn onjuist. Daarom moet u bij het meten van optische vezels een OTDR kiezen die overeenkomt met de gemeten vezel die u wilt meten, zodat u de juiste resultaten krijgt voor alle prestatie-indicatoren.
15. Wat betekent "1310nm" of "1550nm" in gangbare optische testinstrumenten?
A: Het verwijst naar de golflengte van het optische signaal. Het golflengtebereik dat wordt gebruikt in optische vezelcommunicatie bevindt zich in het nabije infraroodgebied, met een golflengte tussen 800 nm en 1700 nm. Het wordt vaak verdeeld in kortegolflengtebanden en langegolflengtebanden, de eerste verwijst naar 850 nm golflengte, en de laatste verwijst naar 1310 nm en 1550 nm.
16. Welke golflengte van licht heeft de kleinste dispersie in huidige commerciële optische vezels? Welke golflengte van licht heeft het kleinste verlies?
Antwoord: Licht met een golflengte van 1310 nm heeft de kleinste dispersie, en licht met een golflengte van 1550 nm heeft het kleinste verlies.
17. Hoe worden optische vezels geclassificeerd op basis van de verandering in de brekingsindex van de kern van de optische vezel?
Antwoord: Ze kunnen worden onderverdeeld in optische vezels met stapindex en optische vezels met gradiëntindex. Optische vezels met stapindex hebben een smalle bandbreedte en zijn geschikt voor communicatie met een kleine capaciteit en korte afstanden; optische vezels met gradiëntindex hebben een brede bandbreedte en zijn geschikt voor communicatie met een gemiddelde en grote capaciteit.
18. Hoe worden optische vezels geclassificeerd op basis van de verschillende lichtgolfmodi die door optische vezels worden doorgegeven?
Antwoord: Ze kunnen worden onderverdeeld in single-mode optische vezels en multi-mode optische vezels. De kerndiameter van single-mode optische vezels ligt ongeveer tussen de 1 en 10 μm. Bij een gegeven werkgolflengte wordt slechts één fundamentele modus verzonden, wat geschikt is voor communicatiesystemen met grote capaciteit en lange afstanden. Multi-mode optische vezels kunnen meerdere modi van lichtgolven verzenden, met een kerndiameter van ongeveer tussen de 50 en 60 μm, en hun transmissieprestaties zijn slechter dan die van single-mode optische vezels.
Bij het overbrengen van de huidige differentiële bescherming van gemultiplexte bescherming worden vaak multimode optische vezels gebruikt tussen het opto-elektronische conversieapparaat dat is geïnstalleerd in de communicatieruimte van het onderstation en het beveiligingsapparaat dat is geïnstalleerd in de hoofdcontrolekamer.
19. Wat is de betekenis van de numerieke apertuur (NA) van optische vezels met stapsgewijze index?
Antwoord: De numerieke apertuur (NA) geeft het lichtverzamelend vermogen van de optische vezel aan. Hoe groter de NA, hoe sterker het vermogen van de optische vezel om licht te verzamelen.
20. Wat is de dubbelbreking van single-mode optische vezels?
Antwoord: Er zijn twee orthogonale polarisatiemodi in een single-mode optische vezel. Wanneer de optische vezel niet volledig cilindrisch symmetrisch is, zijn de twee orthogonale polarisatiemodi niet gedegenereerd. De absolute waarde van het verschil in de brekingsindex van de twee orthogonale polarisatiemodi is de dubbelbreking.
21. Wat zijn de meest voorkomende optische kabelstructuren?
Antwoord: Er zijn twee typen: het laaggedraaide type en het skelettype.
22. Wat zijn de belangrijkste onderdelen van optische kabels?
Antwoord: Het bestaat voornamelijk uit: vezelkern, optisch vezelvet, mantelmateriaal, PBT (polybutyleentereftalaat) en andere materialen.
23. Waar verwijst de bepantsering van optische kabels naar?
Antwoord: Het verwijst naar het beschermende element (meestal staaldraad of stalen band) dat wordt gebruikt in optische kabels voor speciale doeleinden (zoals optische kabels voor onderzeeërs, enz.). Het pantser is bevestigd aan de binnenmantel van de optische kabel.
24. Welke materialen worden gebruikt voor de mantel van optische kabels?
Antwoord: De mantel of omhulling van optische kabels is meestal gemaakt van polyethyleen (PE) en polyvinylchloride (PVC) materialen en heeft als functie de kabelkern te beschermen tegen invloeden van buitenaf.
25. Geef een overzicht van de speciale optische kabels die in energiesystemen worden gebruikt.
Antwoord: Er zijn hoofdzakelijk drie speciale optische kabels:
Ground wire composite optical cable (OPGW), de optische vezel wordt in de stroomleiding van de met staal beklede aluminium strengstructuur geplaatst. De toepassing van OPGW optische kabel heeft de dubbele functies van aarddraad en communicatie, wat de benuttingsgraad van elektriciteitspalen en -torens effectief verbetert.
Gewikkelde optische kabel (GWWOP): als er al een transmissielijn aanwezig is, wordt dit type optische kabel om de aarddraad gewikkeld of opgehangen.
Zelfdragende optische kabels (ADSS) hebben een hoge treksterkte en kunnen direct tussen twee hoogspanningsmasten worden gehangen, met een maximale overspanning van 1000 m.
26. Hoeveel toepassingsstructuren zijn er voor OPGW optische kabel?
Antwoord: Hoofdzakelijk: 1) Kunststof buislaag gedraaid + aluminium buisstructuur; 2) Centrale kunststof buis + aluminium buisstructuur; 3) Aluminium skeletstructuur; 4) Spiraalvormige aluminium buisstructuur; 5) Enkellaagse roestvrijstalen buisstructuur (centrale roestvrijstalen buisstructuur, roestvrijstalen buislaag gedraaide structuur); 6) Samengestelde roestvrijstalen buisstructuur (centrale roestvrijstalen buisstructuur, roestvrijstalen buislaag gedraaide structuur).
27. Wat zijn de hoofdcomponenten van de getwiste draad buiten de kern van de OPGW-optische kabel?
Antwoord: Het bestaat uit AA-draad (draad van aluminiumlegering) en AS-draad (draad van aluminium bekleed staal).
28. Wat zijn de technische voorwaarden die vereist zijn om OPGW optische kabelmodellen te selecteren?
Antwoord: 1) Nominale treksterkte (RTS) van OPGW-kabel (kN); 2) Aantal vezelkernen (SM) van OPGW-kabel; 3) Kortsluitstroom (kA); 4) Kortsluittijd (s); 5) Temperatuurbereik (℃).
29. Hoe wordt de buigingsgraad van de optische kabel beperkt?
Antwoord: De buigradius van de optische kabel mag niet kleiner zijn dan 20 keer de buitendiameter van de optische kabel, en niet kleiner dan 30 keer de buitendiameter van de optische kabel tijdens de constructie (niet-statische toestand).
30. Waar moet op worden gelet bij ADSS optische kabeltechniek?
Antwoord: Er zijn drie belangrijke technologieën: mechanisch ontwerp van optische kabels, bepaling van ophangpunten en selectie en installatie van ondersteunende hardware.
31. Wat zijn de belangrijkste soorten optische kabelaansluitingen?
Antwoord: Met optische kabelfittingen wordt de hardware bedoeld die wordt gebruikt om optische kabels te installeren. Het gaat hierbij voornamelijk om: spanklemmen, ophangklemmen, trillingsdempers, etc.
32. Optische glasvezelconnectoren hebben twee fundamentele prestatieparameters. Wat zijn deze?
Antwoord: Optische vezelconnectoren staan algemeen bekend als live joints. Voor de vereisten van de optische prestaties van single-fiber connectoren ligt de focus op de twee meest fundamentele prestatieparameters van insertion loss en return loss.
33. Hoeveel soorten veelgebruikte glasvezelconnectoren zijn er?
Antwoord: Volgens verschillende classificatiemethoden kunnen optische vezelconnectoren worden onderverdeeld in verschillende typen. Volgens verschillende transmissiemedia kunnen ze worden onderverdeeld in single-mode optische vezelconnectoren en multi-mode optische vezelconnectoren; volgens verschillende structuren kunnen ze worden onderverdeeld in verschillende typen zoals FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, enz.; volgens het pin-eindvlak van de connector kunnen ze worden onderverdeeld in FC, PC (UPC) en APC. Veelgebruikte optische vezelconnectoren: FC/PC-type optische vezelconnector, SC-type optische vezelconnector, LC-type optische vezelconnector.
34. In het glasvezelcommunicatiesysteem worden de volgende items vaak aangetroffen. Geef hun namen aan.
AFC, FC-adapter ST-adapter SC-adapter FC/APC, FC/PC-connector SC-connector ST-connector LC-patchkabel MU-patchkabel Single-mode of multi-mode patchkabel.
35. Wat is het invoegverlies (of insertion loss) van de glasvezelconnector?
Antwoord: Het verwijst naar de waarde van de vermindering van het effectieve vermogen van de transmissielijn, veroorzaakt door het invoegen van de connector. Voor gebruikers geldt: hoe kleiner de waarde, hoe beter. ITU-T bepaalt dat de waarde niet hoger mag zijn dan 0,5 dB.
36. Wat is het retourverlies (of reflectiedemping, retourverlies, retourverlies) van de glasvezelconnector?
Antwoord: Het is een maat voor de input power component die wordt gereflecteerd van de connector en teruggestuurd via het input kanaal. De typische waarde zou niet lager moeten zijn dan 25dB.
37. Wat is het meest opvallende verschil tussen het licht dat wordt uitgezonden door lichtgevende diodes en halfgeleiderlasers?
Antwoord: Het licht dat door een lichtgevende diode wordt gegenereerd, is incoherent licht met een breed spectrum. Het licht dat door een laser wordt gegenereerd, is coherent licht met een zeer smal spectrum.
38. Wat is het meest voor de hand liggende verschil tussen de werkingskenmerken van een lichtgevende diode (LED) en een halfgeleiderlaser (LD)?
Antwoord: LED heeft geen drempelwaarde, terwijl LD een drempelwaarde heeft. Laser wordt alleen gegenereerd wanneer de geïnjecteerde stroom de drempelwaarde overschrijdt.
39. Wat zijn de twee meest gebruikte enkelvoudige longitudinale modus halfgeleiderlasers?
Antwoord: DFB-laser en DBR-laser zijn beide lasers met gedistribueerde feedback. Hun optische feedback wordt verzorgd door het Bragg-rooster met gedistribueerde feedback in de optische holte.
40. Wat zijn de twee belangrijkste soorten optische ontvangstapparaten?
Antwoord: Het zijn voornamelijk fotodiodes (PIN-buizen) en lawinefotodiodes (APD's).
41. Welke factoren veroorzaken ruis in glasvezelcommunicatiesystemen?
Antwoord: Er is ruis veroorzaakt door een niet-gekwalificeerde extinctieverhouding, ruis veroorzaakt door willekeurige veranderingen in de lichtintensiteit, ruis veroorzaakt door tijdsjitter, puntruis en thermische ruis van de ontvanger, modusruis van de optische vezel, ruis veroorzaakt door pulsverbreding veroorzaakt door dispersie, modusdistributieruis van LD, ruis veroorzaakt door frequentietjirp van LD en ruis veroorzaakt door reflectie.
42. Wat zijn de belangrijkste optische vezels die momenteel worden gebruikt voor de constructie van transmissienetwerken? Wat zijn hun belangrijkste kenmerken?
Antwoord: Er zijn drie hoofdtypen, namelijk G.652 conventionele single-mode optische vezel, G.653 dispersie-verschoven single-mode optische vezel en G.655 niet-nul dispersie-verschoven optische vezel.
G.652 single-mode fiber heeft een grote spreiding in de C-band 1530-1565nm en L-band 1565-1625nm, over het algemeen 17-22psnm•km. Wanneer de systeemsnelheid 2,5Gbit/s of hoger bereikt, is dispersiecompensatie vereist. Bij 10Gbit/s zijn de kosten voor systeemdispersiecompensatie relatief hoog. Het is de meest gebruikte fiber in het huidige transmissienetwerk.
De dispersie van G.653 dispersie-verschoven vezel in de C-band en L-band is over het algemeen -1-3,5 psnm•km, en het is nul dispersie bij 1550 nm. De systeemsnelheid kan 20 Gbit/s en 40 Gbit/s bereiken, waardoor het de beste vezel is voor ultra-lange-afstandstransmissie met één golflengte. Vanwege de nul dispersie-eigenschappen zullen er echter niet-lineaire effecten optreden wanneer DWDM wordt gebruikt voor capaciteitsuitbreiding, wat resulteert in signaaloverspraak en vier-golfmenging FWM, dus het is niet geschikt voor DWDM.
G.655 niet-nul dispersie-verschoven vezel: De dispersie van G.655 niet-nul dispersie-verschoven vezel in de C-band is 1 tot 6 psnm•km, en de dispersie in de L-band is over het algemeen 6 tot 10 psnm•km. De dispersie is klein, vermijdt het nul-dispersiegebied, onderdrukt vier-golfmenging FWM en kan worden gebruikt voor DWDM-capaciteitsuitbreiding en het openen van hogesnelheidssystemen. De nieuwe G.655-vezel kan het effectieve gebied uitbreiden tot 1,5 tot 2 keer dat van gewone optische vezels. Het grote effectieve gebied kan de vermogensdichtheid verminderen en het niet-lineaire effect van de optische vezel verminderen.
43. Wat is de niet-lineariteit van glasvezel?
Antwoord: Dit betekent dat wanneer het optische vermogen van de vezel een bepaalde waarde overschrijdt, de brekingsindex van de optische vezel niet-lineair gerelateerd is aan het optische vermogen. Er ontstaat dan Raman- en Brillouin-verstrooiing, waardoor de frequentie van het invallende licht verandert.
44. Welk effect zal de niet-lineariteit van glasvezel hebben op de transmissie?
Antwoord: Het niet-lineaire effect zal wat extra verlies en interferentie veroorzaken, wat de prestaties van het systeem verslechtert. Het optische vermogen van het WDM-systeem is groot en wordt over een lange afstand via de optische vezel verzonden, dus er treedt niet-lineaire vervorming op. Er zijn twee soorten niet-lineaire vervorming: gestimuleerde verstrooiing en niet-lineaire refractie. Onder hen omvat gestimuleerde verstrooiing Raman-verstrooiing en Brillouin-verstrooiing. De bovenstaande twee soorten verstrooiing verminderen de energie van het invallende licht, wat verlies veroorzaakt. Het kan worden genegeerd wanneer het ingangsvezelvermogen klein is.
45. Wat is PON (Passief Optisch Netwerk)?
Antwoord: PON is een glasvezellusoptisch netwerk in het lokale gebruikersnetwerk, gebaseerd op passieve optische apparaten zoals koppelingen en splitters.
Verschillende oorzaken van demping van glasvezel
1. De belangrijkste factoren die de demping van vezels veroorzaken zijn: intrinsieke factoren, buiging, extrusie, onzuiverheden, oneffenheden en koppeling.
Intrinsiek: Dit is het inherente verlies van optische vezels, waaronder: Rayleigh-verstrooiing, inherente absorptie, enz.
Buigen: Wanneer de optische vezel wordt gebogen, gaat een deel van het licht in de optische vezel verloren door verstrooiing, waardoor er verlies ontstaat.
Extrusie: Verlies veroorzaakt door een lichte buiging wanneer de optische vezel wordt samengedrukt.
Onzuiverheden: Onzuiverheden in de optische vezel absorberen en verstrooien het licht dat door de optische vezel wordt voortgeplant, waardoor er verlies ontstaat.
Oneffenheid: Verlies veroorzaakt door een ongelijkmatige brekingsindex van het optische vezelmateriaal.
Docking: Verlies dat ontstaat wanneer optische vezels worden gekoppeld, zoals: verschillende assen (de coaxialiteitseis voor single-mode optische vezels is minder dan 0,8 μm), het uiteinde staat niet loodrecht op de as, het uiteinde is ongelijk, de diameter van de dockingkern komt niet overeen en de kwaliteit van de fusie is slecht.
Wanneer licht van het ene uiteinde van de optische vezel binnenkomt en van het andere uiteinde weer naar buiten gaat, zal de intensiteit van het licht afnemen. Dit betekent dat nadat het optische signaal door de optische vezel is gepropageerd, een deel van de lichtenergie wordt verzwakt. Dit toont aan dat er bepaalde stoffen in de optische vezel zitten of om een of andere reden de doorgang van het optische signaal blokkeren. Dit is het transmissieverlies van de optische vezel. Alleen door het verlies van de optische vezel te verminderen, kan het optische signaal soepel passeren.
2. Classificatie van optische vezelverlies
Optische vezelverlies kan grofweg worden onderverdeeld in het inherente verlies van optische vezel en het extra verlies veroorzaakt door de gebruiksomstandigheden nadat de optische vezel is gemaakt. De specifieke onderverdelingen zijn als volgt:
Verlies door optische vezels kan worden onderverdeeld in inherent verlies en additioneel verlies.
Inherent verlies omvat verstrooiingsverlies, absorptieverlies en verlies veroorzaakt door een onvolmaakte optische vezelstructuur.
Bijkomend verlies omvat microbuigingsverlies, buigingsverlies en lasverlies.
Daaronder wordt extra verlies kunstmatig veroorzaakt tijdens het leggen van optische vezels. In praktische toepassingen is het onvermijdelijk om optische vezels één voor één te verbinden, en optische vezelverbinding zal verlies veroorzaken. Microbuigen, knijpen en uitrekken van optische vezels zal ook verlies veroorzaken. Dit zijn allemaal verliezen die worden veroorzaakt door de gebruiksomstandigheden van optische vezels. De belangrijkste reden is dat onder deze omstandigheden de transmissiemodus in de optische vezelkern is veranderd. Extra verlies kan zoveel mogelijk worden vermeden. Hieronder bespreken we alleen het inherente verlies van optische vezels.
Onder de inherente verliezen worden verstrooiingsverlies en absorptieverlies bepaald door de kenmerken van het optische vezelmateriaal zelf, en het inherente verlies dat wordt veroorzaakt bij verschillende werkgolflengten is ook verschillend. Het is uiterst belangrijk om het mechanisme van verliesgeneratie te begrijpen en de omvang van het verlies dat wordt veroorzaakt door verschillende factoren kwantitatief te analyseren voor de ontwikkeling van optische vezels met een laag verlies en het rationele gebruik van optische vezels.
3. Absorptieverlies van materialen
De materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken, kunnen lichtenergie absorberen. Nadat de deeltjes in het optische vezelmateriaal lichtenergie absorberen, trillen ze en genereren ze warmte, en de energie gaat verloren, waardoor er absorptieverlies ontstaat. We weten dat materie is samengesteld uit atomen en moleculen, en atomen zijn samengesteld uit atoomkernen en extranucleaire elektronen, en elektronen draaien rond de atoomkern in een bepaalde baan. Dit is net als de aarde waarop we leven en planeten zoals Venus en Mars draaien rond de zon. Elk elektron heeft een bepaalde energie en bevindt zich in een bepaalde baan, of met andere woorden, elke baan heeft een bepaald energieniveau.
Het orbitale energieniveau dicht bij de kern is lager, en het orbitale energieniveau verder van de kern is hoger. De grootte van dit energieniveauverschil tussen banen wordt het energieniveauverschil genoemd. Wanneer een elektron overgaat van een laag energieniveau naar een hoog energieniveau, absorbeert het de energie van het corresponderende energieniveauverschil.
In een optische vezel, wanneer een elektron op een bepaald energieniveau wordt bestraald door licht van een golflengte die overeenkomt met het energieniveauverschil, zal het elektron in de baan met het lage energieniveau overgaan naar de baan met een hoger energieniveau. Dit elektron absorbeert lichtenergie, wat resulteert in lichtabsorptieverlies.
Siliciumdioxide (SiO2), het basismateriaal voor het maken van optische vezels, absorbeert zelf licht. De ene wordt ultravioletabsorptie genoemd en de andere infraroodabsorptie. Op dit moment werken optische vezelcommunicaties over het algemeen alleen in het golflengtebereik van 0,8 tot 1,6 μm, dus we bespreken alleen het verlies in dit werkbereik.
De absorptiepiek die wordt gegenereerd door elektronenovergangen in kwartsglas ligt rond de 0,1 tot 0,2 μm golflengte in het ultraviolette gebied. Naarmate de golflengte toeneemt, neemt het absorptie-effect geleidelijk af, maar het aangetaste gebied is erg breed, tot golflengtes boven 1 μm. Ultraviolette absorptie heeft echter weinig effect op optische kwartsvezels die in het infraroodgebied werken. Bijvoorbeeld, in het zichtbare lichtgebied met een golflengte van 0,6 μm kan de ultraviolette absorptie 1 dB/km bereiken, en bij een golflengte van 0,8 μm daalt deze tot 0,2 tot 0,3 dB/km, en bij een golflengte van 1,2 μm is deze slechts ongeveer 0,1 dB/km.
Het verlies van infraroodabsorptie van kwarts optische vezels wordt veroorzaakt door de moleculaire vibratie van het infrarood materiaal. Er zijn verschillende vibratieabsorptiepieken in de band boven 2 μm.
Door de invloed van verschillende dopingelementen in de optische vezel is het voor kwartsoptische vezels onmogelijk om een venster met laag verlies te hebben in de band boven 2 μm. Het theoretische limietverlies bij een golflengte van 1,85 μm bedraagt ldB/km.
Door onderzoek werd ook ontdekt dat er enkele "destructieve moleculen" in kwartsglas zitten die problemen veroorzaken, voornamelijk enkele schadelijke overgangsmetaalverontreinigingen, zoals koper, ijzer, chroom, mangaan, enz. Deze "slechteriken" absorberen gretig lichtenergie onder lichtbestraling, springen rond en veroorzaken lichtenergieverlies. Het verwijderen van de "lastposten" en het chemisch zuiveren van de materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken, kan het verlies aanzienlijk verminderen.
Een andere absorptiebron in kwarts optische vezel is hydroxyl (OHˉ). Volgens het onderzoek van de periode ontdekten mensen dat hydroxyl drie absorptiepieken heeft in de werkband van optische vezel, namelijk 0,95 μm, 1,24 μm en 1,38 μm, waarvan het absorptieverlies bij de golflengte van 1,38 μm het ernstigst is en de grootste impact heeft op de optische vezel. Bij een golflengte van 1,38 μm is het absorptiepiekverlies gegenereerd door het hydroxidegehalte van slechts 0,0001 zo hoog als 33 dB/km.
Waar komen deze hydroxiden vandaan? Er zijn veel bronnen van hydroxiden. Ten eerste zitten er water en hydroxideverbindingen in de materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken. Deze hydroxideverbindingen zijn niet gemakkelijk te verwijderen tijdens de zuivering van grondstoffen en blijven uiteindelijk in de optische vezel achter in de vorm van hydroxiden; ten tweede zit er een kleine hoeveelheid water in de hydroxiden die worden gebruikt om optische vezels te maken; ten derde wordt water gegenereerd door chemische reacties tijdens het productieproces van optische vezels; ten vierde wordt waterdamp binnengebracht door de intrede van buitenlucht. Het huidige productieproces heeft zich echter ontwikkeld tot een vrij hoog niveau en het hydroxidegehalte is gedaald tot een voldoende laag niveau dat de impact ervan op optische vezels kan worden genegeerd.
4. Verstrooiingsverlies
In de donkere nacht, als je met een zaklamp in de lucht schijnt, kun je een lichtbundel zien. Mensen hebben ook dikke lichtbundels van zoeklichten in de nachtelijke hemel gezien.
Waarom zien we deze lichtbundels? Dit komt doordat er veel kleine deeltjes zoals rook en stof in de atmosfeer zweven. Wanneer licht op deze deeltjes schijnt, verstrooit het en schiet het in alle richtingen. Dit fenomeen werd voor het eerst ontdekt door Rayleigh, dus mensen noemden deze verstrooiing "Rayleigh-verstrooiing".
Hoe ontstaat verstrooiing? Het blijkt dat de kleine deeltjes zoals moleculen, atomen en elektronen waaruit materie bestaat, trillen op bepaalde inherente frequenties en licht kunnen afgeven met een golflengte die overeenkomt met de trillingsfrequentie. De trillingsfrequentie van een deeltje wordt bepaald door de grootte van het deeltje. Hoe groter het deeltje, hoe lager de trillingsfrequentie en hoe langer de golflengte van het afgegeven licht; hoe kleiner het deeltje, hoe hoger de trillingsfrequentie en hoe korter de golflengte van het afgegeven licht. Deze trillingsfrequentie wordt de inherente trillingsfrequentie van het deeltje genoemd. Deze trilling wordt echter niet door zichzelf gegenereerd, het vereist een bepaalde hoeveelheid energie. Zodra een deeltje wordt bestraald met licht van een bepaalde golflengte, en de frequentie van het bestraalde licht hetzelfde is als de inherente trillingsfrequentie van het deeltje, zal het resonantie veroorzaken. De elektronen in het deeltje beginnen te trillen op deze trillingsfrequentie, wat resulteert in het verstrooien van licht in alle richtingen door het deeltje, en de energie van het invallende licht wordt geabsorbeerd en omgezet in de energie van het deeltje, en het deeltje zendt de energie opnieuw uit in de vorm van lichtenergie. Voor mensen die van buitenaf kijken, lijkt het alsof het licht het deeltje raakt en vervolgens in alle richtingen wegvliegt.
Rayleigh-verstrooiing treedt ook op in optische vezels en het lichtverlies dat hierdoor wordt veroorzaakt, wordt Rayleigh-verstrooiingsverlies genoemd. Gezien het huidige niveau van optische vezelproductietechnologie, kan worden gesteld dat Rayleigh-verstrooiingsverlies onvermijdelijk is. Omdat de omvang van Rayleigh-verstrooiingsverlies echter omgekeerd evenredig is met de vierde macht van de golflengte van licht, kan de impact van Rayleigh-verstrooiingsverlies aanzienlijk worden verminderd wanneer de optische vezel in het langegolflengtegebied werkt.
5. Aangeboren afwijking, niemand kan helpen
De optische vezelstructuur is onvolmaakt, zoals bellen, onzuiverheden of ongelijke dikte in de optische vezel, met name de ongelijke kern-mantelinterface. Wanneer het licht deze plaatsen bereikt, wordt een deel van het licht in alle richtingen verstrooid, wat verlies veroorzaakt. Dit verlies kan worden overwonnen door het optische vezelproductieproces te verbeteren. Verstrooiing zorgt ervoor dat licht in alle richtingen wordt uitgezonden en een deel van het verstrooide licht wordt teruggekaatst in de tegenovergestelde richting van de optische vezelvoortplanting. Dit deel van het verstrooide licht kan worden ontvangen aan het invallende uiteinde van de optische vezel. De verstrooiing van licht zorgt ervoor dat een deel van de lichtenergie verloren gaat, wat ongewenst is. Dit fenomeen kan echter ook door ons worden gebruikt, want als we de sterkte van het ontvangen deel van het licht aan het verzendende uiteinde analyseren, kunnen we de breekpunten, defecten en het verlies van deze optische vezel controleren. Op deze manier kunnen slechte dingen door menselijke vindingrijkheid in goede dingen worden omgezet.
Vezelverlies De laatste jaren wordt optische vezelcommunicatie op grote schaal gebruikt in veel vakgebieden. Een belangrijk punt bij het realiseren van optische vezelcommunicatie is om het verlies van optische vezel zoveel mogelijk te beperken. Het zogenaamde verlies verwijst naar de demping van optische vezel per lengte-eenheid, en de eenheid is dB/km. Het niveau van optische vezelverlies heeft direct invloed op de transmissieafstand of de afstand tussen relaisstations. Daarom is het begrijpen en verminderen van optische vezelverlies van groot praktisch belang voor optische vezelcommunicatie.
1. Absorptieverlies van optische vezels
Dit wordt veroorzaakt door de absorptie van lichtenergie door optische vezelmaterialen en onzuiverheden. Ze verbruiken lichtenergie in de vorm van warmte-energie in de optische vezel, wat een belangrijk verlies is in optische vezelverlies. Absorptieverlies omvat het volgende:
① Intrinsiek absorptieverlies van materiaal Dit is het verlies dat wordt veroorzaakt door de inherente absorptie van het materiaal. Het heeft twee banden, één in het 8-12μm-gebied van nabij-infrarood. De intrinsieke absorptie van deze band is te wijten aan trillingen. De andere intrinsieke absorptieband van het materiaal bevindt zich in de ultraviolette band. Wanneer de absorptie erg sterk is, wordt de staart ervan naar de 0,7-1,1μm-band gesleept.
②Absorptieverlies veroorzaakt door dopanten en onzuiverheidsionen Optische vezelmaterialen bevatten overgangsmetalen zoals ijzer, koper, chroom, enz. Ze hebben hun eigen absorptiepieken en absorptiebanden en variëren met hun valentietoestanden. Het optische vezelverlies veroorzaakt door de absorptie van overgangsmetaalionen is afhankelijk van hun concentratie. Bovendien veroorzaakt de aanwezigheid van OH- ook absorptieverlies. De basisabsorptiepiek van OH- ligt in de buurt van 2,7 μm en de absorptieband ligt in het bereik van 0,5-1,0 μm. Voor zuivere kwarts optische vezels kan het verlies veroorzaakt door onzuiverheden worden genegeerd.
③ Verlies door absorptie van atomaire defecten Wanneer het optische vezelmateriaal wordt verhit of sterk wordt bestraald, wordt het gestimuleerd om atomaire defecten te produceren, wat resulteert in absorptie van licht en verlies, maar over het algemeen is dit effect erg klein.
2. Verstrooiingsverlies van optische vezels
De verstrooiing in de optische vezel zal het transmissievermogen verminderen en verlies genereren. De belangrijkste verstrooiing is Rayleigh-verstrooiing, die wordt veroorzaakt door de veranderingen in dichtheid en samenstelling in het optische vezelmateriaal.
Tijdens het verwarmingsproces van het optische vezelmateriaal is de samendrukbaarheid van de atomen ongelijkmatig, de dichtheid van het materiaal ongelijkmatig en vervolgens de brekingsindex ongelijkmatig door thermische agitatie. Deze ongelijkmatigheid wordt tijdens het afkoelingsproces vastgelegd en de grootte ervan is kleiner dan de golflengte van de lichtgolf. Wanneer licht deze ongelijkmatige materialen tegenkomt die kleiner zijn dan de golflengte van de lichtgolf en willekeurige fluctuaties hebben tijdens de transmissie, verandert de transmissierichting, treedt verstrooiing op en treedt verlies op. Bovendien kunnen de ongelijkmatige concentratie van oxiden in de optische vezel en ongelijkmatige dotering ook verstrooiing en verlies veroorzaken.
3. Golfgeleiderverstrooiingsverlies
Dit is de verstrooiing die wordt veroorzaakt door willekeurige vervorming of ruwheid van de interface. In feite is het de modusconversie of moduskoppeling die wordt veroorzaakt door oppervlaktevervorming of ruwheid. Eén modus genereert andere transmissiemodi en stralingsmodi vanwege de fluctuatie van de interface. Omdat de demping van verschillende modi die in de optische vezel worden verzonden, verschillend is, wordt in het proces van langeafstandsmodusconversie de modus met lage demping de modus met grote demping. Na continue conversie en omgekeerde conversie zal het verlies van elke modus in evenwicht zijn, maar de modus als geheel zal extra verlies produceren, dat wil zeggen dat er extra verlies wordt gegenereerd vanwege de conversie van de modus. Dit extra verlies is het verlies van de golfgeleiderverstrooiing. Om dit verlies te verminderen, is het noodzakelijk om het productieproces van optische vezels te verbeteren. Voor optische vezels die goed worden getrokken of van hoge kwaliteit zijn, kan dit verlies in principe worden genegeerd.
4. Stralingsverlies veroorzaakt door het buigen van optische vezels
Optische vezel is zacht en kan worden gebogen. Echter, na het buigen tot op zekere hoogte, hoewel de optische vezel licht kan geleiden, zal het het transmissiepad van licht veranderen. De conversie van transmissiemodus naar stralingsmodus zorgt ervoor dat een deel van de lichtenergie in de bekleding doordringt of door de bekleding heen gaat om een stralingsmodus te worden en weg te lekken, waardoor verlies ontstaat. Wanneer de buigradius groter is dan 5 tot 10 cm, kan het verlies veroorzaakt door buigen worden genegeerd.
Bron: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.
1. Hoe worden optische vezels gecombineerd?
Antwoord: Optische vezels bestaan uit twee basisonderdelen: een kern van transparant optisch materiaal en een mantel- en coatinglaag.
2. Wat zijn de basisparameters die de transmissiekarakteristieken van glasvezellijnen beschrijven?
Antwoord: Hieronder vallen onder andere verlies, dispersie, bandbreedte, afsnijgolflengte, diameter van het modusveld, etc.
3. Wat zijn de oorzaken van glasvezelverzwakking?
Antwoord: Fiber attenuation verwijst naar de vermindering van optisch vermogen tussen twee dwarsdoorsneden van een fiber, wat gerelateerd is aan de golflengte. De belangrijkste oorzaken van attenuation zijn verstrooiing, absorptie en optisch verlies veroorzaakt door connectoren en verbindingen.
4. Hoe wordt de dempingscoëfficiënt van optische vezels gedefinieerd?
Antwoord: Het wordt gedefinieerd als de demping per lengte-eenheid van een uniforme optische vezel in een stabiele toestand (dB/km).
5. Wat is invoegingsverlies?
Antwoord: Hiermee wordt de demping bedoeld die ontstaat door het invoegen van optische componenten (zoals het invoegen van connectoren of koppelingen) in de optische transmissielijn.
6. Waarmee heeft de bandbreedte van glasvezel te maken?
Antwoord: De bandbreedte van optische vezels verwijst naar de modulatiefrequentie wanneer de amplitude van het optische vermogen met 50% of 3 dB wordt verminderd in vergelijking met de amplitude van de nulfrequentie in de overdrachtsfunctie van optische vezels. De bandbreedte van optische vezels is ongeveer omgekeerd evenredig met de lengte ervan, en het product van bandbreedte en lengte is een constante.
7. Hoeveel soorten optische vezeldispersie zijn er? Waar heeft het mee te maken?
Antwoord: De dispersie van optische vezels verwijst naar de verbreding van groepsvertraging in een optische vezel, inclusief modusdispersie, materiaaldispersie en structurele dispersie. Het hangt af van de kenmerken van zowel de lichtbron als de optische vezel.
8. Hoe beschrijf je de dispersiekarakteristieken van signalen die zich voortplanten via glasvezel?
Antwoord: Dit kan worden beschreven met drie fysieke grootheden: pulsverbreding, bandbreedte van de optische vezel en dispersiecoëfficiënt van de optische vezel.
9. Wat is de grensgolflengte?
Antwoord: Het verwijst naar de kortste golflengte die alleen de fundamentele modus in de optische vezel kan overbrengen. Voor single-mode optische vezel moet de cutoff golflengte korter zijn dan de golflengte van het overgebrachte licht.
10. Welke impact zal de verspreiding van glasvezel hebben op de prestaties van glasvezelcommunicatiesystemen?
Antwoord: De spreiding van de glasvezel zorgt ervoor dat de optische puls tijdens de transmissie in de glasvezel breder wordt, wat van invloed is op de bitfoutfrequentie, de transmissieafstand en de systeemsnelheid.
11. Wat is de backscattering-methode?
Antwoord: De backscattering-methode is een methode om demping over de lengte van een optische vezel te meten. Het grootste deel van het optische vermogen in de optische vezel plant zich voorwaarts voort, maar een klein deel wordt teruggekaatst naar de lichtemitter. Door een spectrometer bij de lichtemitter te gebruiken om de tijdscurve van de backscattering te observeren, kunnen niet alleen de lengte en demping van de aangesloten uniforme optische vezel vanaf één uiteinde worden gemeten, maar kunnen ook de lokale onregelmatigheden, breekpunten en het optische vermogensverlies veroorzaakt door verbindingen en connectoren worden gemeten.
12. Wat is het testprincipe van de optische tijdsdomeinreflectometer (OTDR)? Wat zijn de functies ervan?
Antwoord: OTDR is gebaseerd op het principe van lichtterugkaatsing en Fresnel-reflectie. Het gebruikt het teruggekaatste licht dat wordt gegenereerd wanneer licht zich voortplant in de optische vezel om dempingsinformatie te verkrijgen. Het kan worden gebruikt om demping van optische vezels, gewrichtsverlies, de locatie van optische vezelbreukpunten te meten en de verliesverdeling over de lengte van de optische vezel te begrijpen. Het is een onmisbaar hulpmiddel bij de constructie, het onderhoud en de bewaking van optische kabels. De belangrijkste indicatoren zijn: dynamisch bereik, gevoeligheid, resolutie, meettijd en blind gebied.
13.Wat is het blinde gebied van OTDR? Wat is de impact op de test? Hoe ga je om met het blinde gebied bij het daadwerkelijk testen?
Antwoord: Meestal worden blinde gebieden een aantal 'blinde vlekken' genoemd. Deze worden veroorzaakt door de verzadiging van de OTDR-ontvangstzijde vanwege reflecties die worden gegenereerd door kenmerkende punten zoals actieve connectoren en mechanische verbindingen.
De blinde gebieden in optische vezels worden onderverdeeld in gebeurtenisblinde gebieden en verzwakkingsblinde gebieden: de afstand van het beginpunt van de reflectiepiek tot de piek van de ontvangerverzadiging, veroorzaakt door de tussenkomst van actieve connectoren, wordt gebeurtenisblinde gebieden genoemd; de afstand van het beginpunt van de reflectiepiek tot andere identificeerbare gebeurtenispunten, veroorzaakt door de tussenkomst van actieve connectoren in optische vezels, wordt verzwakkingsblinde gebieden genoemd.
Voor OTDR geldt: hoe kleiner het blinde gebied, hoe beter. Het blinde gebied zal toenemen naarmate de breedte van de pulsverbreding toeneemt. Hoewel het vergroten van de pulsbreedte de meetlengte vergroot, vergroot het ook het blinde gebied van de meting. Daarom moeten bij het testen van optische vezels smalle pulsen worden gebruikt om de optische vezel en aangrenzende gebeurtenispunten van de OTDR-accessoires te meten, terwijl brede pulsen moeten worden gebruikt om het verre uiteinde van de optische vezel te meten.
14. Kan OTDR verschillende soorten optische vezels meten?
A: Als u een single-mode OTDR-module gebruikt om een multimodevezel te meten, of een multimode OTDR-module gebruikt om een single-modevezel met een kerndiameter van 62,5 mm te meten, wordt het meetresultaat van de vezellengte niet beïnvloed, maar de resultaten van vezelverlies, verlies van optische connector en retourverlies zijn onjuist. Daarom moet u bij het meten van optische vezels een OTDR kiezen die overeenkomt met de gemeten vezel die u wilt meten, zodat u de juiste resultaten krijgt voor alle prestatie-indicatoren.
15. Wat betekent "1310nm" of "1550nm" in gangbare optische testinstrumenten?
A: Het verwijst naar de golflengte van het optische signaal. Het golflengtebereik dat wordt gebruikt in optische vezelcommunicatie bevindt zich in het nabije infraroodgebied, met een golflengte tussen 800 nm en 1700 nm. Het wordt vaak verdeeld in kortegolflengtebanden en langegolflengtebanden, de eerste verwijst naar 850 nm golflengte, en de laatste verwijst naar 1310 nm en 1550 nm.
16. Welke golflengte van licht heeft de kleinste dispersie in huidige commerciële optische vezels? Welke golflengte van licht heeft het kleinste verlies?
Antwoord: Licht met een golflengte van 1310 nm heeft de kleinste dispersie, en licht met een golflengte van 1550 nm heeft het kleinste verlies.
17. Hoe worden optische vezels geclassificeerd op basis van de verandering in de brekingsindex van de kern van de optische vezel?
Antwoord: Ze kunnen worden onderverdeeld in optische vezels met stapindex en optische vezels met gradiëntindex. Optische vezels met stapindex hebben een smalle bandbreedte en zijn geschikt voor communicatie met een kleine capaciteit en korte afstanden; optische vezels met gradiëntindex hebben een brede bandbreedte en zijn geschikt voor communicatie met een gemiddelde en grote capaciteit.
18. Hoe worden optische vezels geclassificeerd op basis van de verschillende lichtgolfmodi die door optische vezels worden doorgegeven?
Antwoord: Ze kunnen worden onderverdeeld in single-mode optische vezels en multi-mode optische vezels. De kerndiameter van single-mode optische vezels ligt ongeveer tussen de 1 en 10 μm. Bij een gegeven werkgolflengte wordt slechts één fundamentele modus verzonden, wat geschikt is voor communicatiesystemen met grote capaciteit en lange afstanden. Multi-mode optische vezels kunnen meerdere modi van lichtgolven verzenden, met een kerndiameter van ongeveer tussen de 50 en 60 μm, en hun transmissieprestaties zijn slechter dan die van single-mode optische vezels.
Bij het overbrengen van de huidige differentiële bescherming van gemultiplexte bescherming worden vaak multimode optische vezels gebruikt tussen het opto-elektronische conversieapparaat dat is geïnstalleerd in de communicatieruimte van het onderstation en het beveiligingsapparaat dat is geïnstalleerd in de hoofdcontrolekamer.
19. Wat is de betekenis van de numerieke apertuur (NA) van optische vezels met stapsgewijze index?
Antwoord: De numerieke apertuur (NA) geeft het lichtverzamelend vermogen van de optische vezel aan. Hoe groter de NA, hoe sterker het vermogen van de optische vezel om licht te verzamelen.
20. Wat is de dubbelbreking van single-mode optische vezels?
Antwoord: Er zijn twee orthogonale polarisatiemodi in een single-mode optische vezel. Wanneer de optische vezel niet volledig cilindrisch symmetrisch is, zijn de twee orthogonale polarisatiemodi niet gedegenereerd. De absolute waarde van het verschil in de brekingsindex van de twee orthogonale polarisatiemodi is de dubbelbreking.
21. Wat zijn de meest voorkomende optische kabelstructuren?
Antwoord: Er zijn twee typen: het laaggedraaide type en het skelettype.
22. Wat zijn de belangrijkste onderdelen van optische kabels?
Antwoord: Het bestaat voornamelijk uit: vezelkern, optisch vezelvet, mantelmateriaal, PBT (polybutyleentereftalaat) en andere materialen.
23. Waar verwijst de bepantsering van optische kabels naar?
Antwoord: Het verwijst naar het beschermende element (meestal staaldraad of stalen band) dat wordt gebruikt in optische kabels voor speciale doeleinden (zoals optische kabels voor onderzeeërs, enz.). Het pantser is bevestigd aan de binnenmantel van de optische kabel.
24. Welke materialen worden gebruikt voor de mantel van optische kabels?
Antwoord: De mantel of omhulling van optische kabels is meestal gemaakt van polyethyleen (PE) en polyvinylchloride (PVC) materialen en heeft als functie de kabelkern te beschermen tegen invloeden van buitenaf.
25. Geef een overzicht van de speciale optische kabels die in energiesystemen worden gebruikt.
Antwoord: Er zijn hoofdzakelijk drie speciale optische kabels:
Ground wire composite optical cable (OPGW), de optische vezel wordt in de stroomleiding van de met staal beklede aluminium strengstructuur geplaatst. De toepassing van OPGW optische kabel heeft de dubbele functies van aarddraad en communicatie, wat de benuttingsgraad van elektriciteitspalen en -torens effectief verbetert.
Gewikkelde optische kabel (GWWOP): als er al een transmissielijn aanwezig is, wordt dit type optische kabel om de aarddraad gewikkeld of opgehangen.
Zelfdragende optische kabels (ADSS) hebben een hoge treksterkte en kunnen direct tussen twee hoogspanningsmasten worden gehangen, met een maximale overspanning van 1000 m.
26. Hoeveel toepassingsstructuren zijn er voor OPGW optische kabel?
Antwoord: Hoofdzakelijk: 1) Kunststof buislaag gedraaid + aluminium buisstructuur; 2) Centrale kunststof buis + aluminium buisstructuur; 3) Aluminium skeletstructuur; 4) Spiraalvormige aluminium buisstructuur; 5) Enkellaagse roestvrijstalen buisstructuur (centrale roestvrijstalen buisstructuur, roestvrijstalen buislaag gedraaide structuur); 6) Samengestelde roestvrijstalen buisstructuur (centrale roestvrijstalen buisstructuur, roestvrijstalen buislaag gedraaide structuur).
27. Wat zijn de hoofdcomponenten van de getwiste draad buiten de kern van de OPGW-optische kabel?
Antwoord: Het bestaat uit AA-draad (draad van aluminiumlegering) en AS-draad (draad van aluminium bekleed staal).
28. Wat zijn de technische voorwaarden die vereist zijn om OPGW optische kabelmodellen te selecteren?
Antwoord: 1) Nominale treksterkte (RTS) van OPGW-kabel (kN); 2) Aantal vezelkernen (SM) van OPGW-kabel; 3) Kortsluitstroom (kA); 4) Kortsluittijd (s); 5) Temperatuurbereik (℃).
29. Hoe wordt de buigingsgraad van de optische kabel beperkt?
Antwoord: De buigradius van de optische kabel mag niet kleiner zijn dan 20 keer de buitendiameter van de optische kabel, en niet kleiner dan 30 keer de buitendiameter van de optische kabel tijdens de constructie (niet-statische toestand).
30. Waar moet op worden gelet bij ADSS optische kabeltechniek?
Antwoord: Er zijn drie belangrijke technologieën: mechanisch ontwerp van optische kabels, bepaling van ophangpunten en selectie en installatie van ondersteunende hardware.
31. Wat zijn de belangrijkste soorten optische kabelaansluitingen?
Antwoord: Met optische kabelfittingen wordt de hardware bedoeld die wordt gebruikt om optische kabels te installeren. Het gaat hierbij voornamelijk om: spanklemmen, ophangklemmen, trillingsdempers, etc.
32. Optische glasvezelconnectoren hebben twee fundamentele prestatieparameters. Wat zijn deze?
Antwoord: Optische vezelconnectoren staan algemeen bekend als live joints. Voor de vereisten van de optische prestaties van single-fiber connectoren ligt de focus op de twee meest fundamentele prestatieparameters van insertion loss en return loss.
33. Hoeveel soorten veelgebruikte glasvezelconnectoren zijn er?
Antwoord: Volgens verschillende classificatiemethoden kunnen optische vezelconnectoren worden onderverdeeld in verschillende typen. Volgens verschillende transmissiemedia kunnen ze worden onderverdeeld in single-mode optische vezelconnectoren en multi-mode optische vezelconnectoren; volgens verschillende structuren kunnen ze worden onderverdeeld in verschillende typen zoals FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, enz.; volgens het pin-eindvlak van de connector kunnen ze worden onderverdeeld in FC, PC (UPC) en APC. Veelgebruikte optische vezelconnectoren: FC/PC-type optische vezelconnector, SC-type optische vezelconnector, LC-type optische vezelconnector.
34. In het glasvezelcommunicatiesysteem worden de volgende items vaak aangetroffen. Geef hun namen aan.
AFC, FC-adapter ST-adapter SC-adapter FC/APC, FC/PC-connector SC-connector ST-connector LC-patchkabel MU-patchkabel Single-mode of multi-mode patchkabel.
35. Wat is het invoegverlies (of insertion loss) van de glasvezelconnector?
Antwoord: Het verwijst naar de waarde van de vermindering van het effectieve vermogen van de transmissielijn, veroorzaakt door het invoegen van de connector. Voor gebruikers geldt: hoe kleiner de waarde, hoe beter. ITU-T bepaalt dat de waarde niet hoger mag zijn dan 0,5 dB.
36. Wat is het retourverlies (of reflectiedemping, retourverlies, retourverlies) van de glasvezelconnector?
Antwoord: Het is een maat voor de input power component die wordt gereflecteerd van de connector en teruggestuurd via het input kanaal. De typische waarde zou niet lager moeten zijn dan 25dB.
37. Wat is het meest opvallende verschil tussen het licht dat wordt uitgezonden door lichtgevende diodes en halfgeleiderlasers?
Antwoord: Het licht dat door een lichtgevende diode wordt gegenereerd, is incoherent licht met een breed spectrum. Het licht dat door een laser wordt gegenereerd, is coherent licht met een zeer smal spectrum.
38. Wat is het meest voor de hand liggende verschil tussen de werkingskenmerken van een lichtgevende diode (LED) en een halfgeleiderlaser (LD)?
Antwoord: LED heeft geen drempelwaarde, terwijl LD een drempelwaarde heeft. Laser wordt alleen gegenereerd wanneer de geïnjecteerde stroom de drempelwaarde overschrijdt.
39. Wat zijn de twee meest gebruikte enkelvoudige longitudinale modus halfgeleiderlasers?
Antwoord: DFB-laser en DBR-laser zijn beide lasers met gedistribueerde feedback. Hun optische feedback wordt verzorgd door het Bragg-rooster met gedistribueerde feedback in de optische holte.
40. Wat zijn de twee belangrijkste soorten optische ontvangstapparaten?
Antwoord: Het zijn voornamelijk fotodiodes (PIN-buizen) en lawinefotodiodes (APD's).
41. Welke factoren veroorzaken ruis in glasvezelcommunicatiesystemen?
Antwoord: Er is ruis veroorzaakt door een niet-gekwalificeerde extinctieverhouding, ruis veroorzaakt door willekeurige veranderingen in de lichtintensiteit, ruis veroorzaakt door tijdsjitter, puntruis en thermische ruis van de ontvanger, modusruis van de optische vezel, ruis veroorzaakt door pulsverbreding veroorzaakt door dispersie, modusdistributieruis van LD, ruis veroorzaakt door frequentietjirp van LD en ruis veroorzaakt door reflectie.
42. Wat zijn de belangrijkste optische vezels die momenteel worden gebruikt voor de constructie van transmissienetwerken? Wat zijn hun belangrijkste kenmerken?
Antwoord: Er zijn drie hoofdtypen, namelijk G.652 conventionele single-mode optische vezel, G.653 dispersie-verschoven single-mode optische vezel en G.655 niet-nul dispersie-verschoven optische vezel.
G.652 single-mode fiber heeft een grote spreiding in de C-band 1530-1565nm en L-band 1565-1625nm, over het algemeen 17-22psnm•km. Wanneer de systeemsnelheid 2,5Gbit/s of hoger bereikt, is dispersiecompensatie vereist. Bij 10Gbit/s zijn de kosten voor systeemdispersiecompensatie relatief hoog. Het is de meest gebruikte fiber in het huidige transmissienetwerk.
De dispersie van G.653 dispersie-verschoven vezel in de C-band en L-band is over het algemeen -1-3,5 psnm•km, en het is nul dispersie bij 1550 nm. De systeemsnelheid kan 20 Gbit/s en 40 Gbit/s bereiken, waardoor het de beste vezel is voor ultra-lange-afstandstransmissie met één golflengte. Vanwege de nul dispersie-eigenschappen zullen er echter niet-lineaire effecten optreden wanneer DWDM wordt gebruikt voor capaciteitsuitbreiding, wat resulteert in signaaloverspraak en vier-golfmenging FWM, dus het is niet geschikt voor DWDM.
G.655 niet-nul dispersie-verschoven vezel: De dispersie van G.655 niet-nul dispersie-verschoven vezel in de C-band is 1 tot 6 psnm•km, en de dispersie in de L-band is over het algemeen 6 tot 10 psnm•km. De dispersie is klein, vermijdt het nul-dispersiegebied, onderdrukt vier-golfmenging FWM en kan worden gebruikt voor DWDM-capaciteitsuitbreiding en het openen van hogesnelheidssystemen. De nieuwe G.655-vezel kan het effectieve gebied uitbreiden tot 1,5 tot 2 keer dat van gewone optische vezels. Het grote effectieve gebied kan de vermogensdichtheid verminderen en het niet-lineaire effect van de optische vezel verminderen.
43. Wat is de niet-lineariteit van glasvezel?
Antwoord: Dit betekent dat wanneer het optische vermogen van de vezel een bepaalde waarde overschrijdt, de brekingsindex van de optische vezel niet-lineair gerelateerd is aan het optische vermogen. Er ontstaat dan Raman- en Brillouin-verstrooiing, waardoor de frequentie van het invallende licht verandert.
44. Welk effect zal de niet-lineariteit van glasvezel hebben op de transmissie?
Antwoord: Het niet-lineaire effect zal wat extra verlies en interferentie veroorzaken, wat de prestaties van het systeem verslechtert. Het optische vermogen van het WDM-systeem is groot en wordt over een lange afstand via de optische vezel verzonden, dus er treedt niet-lineaire vervorming op. Er zijn twee soorten niet-lineaire vervorming: gestimuleerde verstrooiing en niet-lineaire refractie. Onder hen omvat gestimuleerde verstrooiing Raman-verstrooiing en Brillouin-verstrooiing. De bovenstaande twee soorten verstrooiing verminderen de energie van het invallende licht, wat verlies veroorzaakt. Het kan worden genegeerd wanneer het ingangsvezelvermogen klein is.
45. Wat is PON (Passief Optisch Netwerk)?
Antwoord: PON is een glasvezellusoptisch netwerk in het lokale gebruikersnetwerk, gebaseerd op passieve optische apparaten zoals koppelingen en splitters.
Verschillende oorzaken van demping van glasvezel
1. De belangrijkste factoren die de demping van vezels veroorzaken zijn: intrinsieke factoren, buiging, extrusie, onzuiverheden, oneffenheden en koppeling.
Intrinsiek: Dit is het inherente verlies van optische vezels, waaronder: Rayleigh-verstrooiing, inherente absorptie, enz.
Buigen: Wanneer de optische vezel wordt gebogen, gaat een deel van het licht in de optische vezel verloren door verstrooiing, waardoor er verlies ontstaat.
Extrusie: Verlies veroorzaakt door een lichte buiging wanneer de optische vezel wordt samengedrukt.
Onzuiverheden: Onzuiverheden in de optische vezel absorberen en verstrooien het licht dat door de optische vezel wordt voortgeplant, waardoor er verlies ontstaat.
Oneffenheid: Verlies veroorzaakt door een ongelijkmatige brekingsindex van het optische vezelmateriaal.
Docking: Verlies dat ontstaat wanneer optische vezels worden gekoppeld, zoals: verschillende assen (de coaxialiteitseis voor single-mode optische vezels is minder dan 0,8 μm), het uiteinde staat niet loodrecht op de as, het uiteinde is ongelijk, de diameter van de dockingkern komt niet overeen en de kwaliteit van de fusie is slecht.
Wanneer licht van het ene uiteinde van de optische vezel binnenkomt en van het andere uiteinde weer naar buiten gaat, zal de intensiteit van het licht afnemen. Dit betekent dat nadat het optische signaal door de optische vezel is gepropageerd, een deel van de lichtenergie wordt verzwakt. Dit toont aan dat er bepaalde stoffen in de optische vezel zitten of om een of andere reden de doorgang van het optische signaal blokkeren. Dit is het transmissieverlies van de optische vezel. Alleen door het verlies van de optische vezel te verminderen, kan het optische signaal soepel passeren.
2. Classificatie van optische vezelverlies
Optische vezelverlies kan grofweg worden onderverdeeld in het inherente verlies van optische vezel en het extra verlies veroorzaakt door de gebruiksomstandigheden nadat de optische vezel is gemaakt. De specifieke onderverdelingen zijn als volgt:
Verlies door optische vezels kan worden onderverdeeld in inherent verlies en additioneel verlies.
Inherent verlies omvat verstrooiingsverlies, absorptieverlies en verlies veroorzaakt door een onvolmaakte optische vezelstructuur.
Bijkomend verlies omvat microbuigingsverlies, buigingsverlies en lasverlies.
Daaronder wordt extra verlies kunstmatig veroorzaakt tijdens het leggen van optische vezels. In praktische toepassingen is het onvermijdelijk om optische vezels één voor één te verbinden, en optische vezelverbinding zal verlies veroorzaken. Microbuigen, knijpen en uitrekken van optische vezels zal ook verlies veroorzaken. Dit zijn allemaal verliezen die worden veroorzaakt door de gebruiksomstandigheden van optische vezels. De belangrijkste reden is dat onder deze omstandigheden de transmissiemodus in de optische vezelkern is veranderd. Extra verlies kan zoveel mogelijk worden vermeden. Hieronder bespreken we alleen het inherente verlies van optische vezels.
Onder de inherente verliezen worden verstrooiingsverlies en absorptieverlies bepaald door de kenmerken van het optische vezelmateriaal zelf, en het inherente verlies dat wordt veroorzaakt bij verschillende werkgolflengten is ook verschillend. Het is uiterst belangrijk om het mechanisme van verliesgeneratie te begrijpen en de omvang van het verlies dat wordt veroorzaakt door verschillende factoren kwantitatief te analyseren voor de ontwikkeling van optische vezels met een laag verlies en het rationele gebruik van optische vezels.
3. Absorptieverlies van materialen
De materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken, kunnen lichtenergie absorberen. Nadat de deeltjes in het optische vezelmateriaal lichtenergie absorberen, trillen ze en genereren ze warmte, en de energie gaat verloren, waardoor er absorptieverlies ontstaat. We weten dat materie is samengesteld uit atomen en moleculen, en atomen zijn samengesteld uit atoomkernen en extranucleaire elektronen, en elektronen draaien rond de atoomkern in een bepaalde baan. Dit is net als de aarde waarop we leven en planeten zoals Venus en Mars draaien rond de zon. Elk elektron heeft een bepaalde energie en bevindt zich in een bepaalde baan, of met andere woorden, elke baan heeft een bepaald energieniveau.
Het orbitale energieniveau dicht bij de kern is lager, en het orbitale energieniveau verder van de kern is hoger. De grootte van dit energieniveauverschil tussen banen wordt het energieniveauverschil genoemd. Wanneer een elektron overgaat van een laag energieniveau naar een hoog energieniveau, absorbeert het de energie van het corresponderende energieniveauverschil.
In een optische vezel, wanneer een elektron op een bepaald energieniveau wordt bestraald door licht van een golflengte die overeenkomt met het energieniveauverschil, zal het elektron in de baan met het lage energieniveau overgaan naar de baan met een hoger energieniveau. Dit elektron absorbeert lichtenergie, wat resulteert in lichtabsorptieverlies.
Siliciumdioxide (SiO2), het basismateriaal voor het maken van optische vezels, absorbeert zelf licht. De ene wordt ultravioletabsorptie genoemd en de andere infraroodabsorptie. Op dit moment werken optische vezelcommunicaties over het algemeen alleen in het golflengtebereik van 0,8 tot 1,6 μm, dus we bespreken alleen het verlies in dit werkbereik.
De absorptiepiek die wordt gegenereerd door elektronenovergangen in kwartsglas ligt rond de 0,1 tot 0,2 μm golflengte in het ultraviolette gebied. Naarmate de golflengte toeneemt, neemt het absorptie-effect geleidelijk af, maar het aangetaste gebied is erg breed, tot golflengtes boven 1 μm. Ultraviolette absorptie heeft echter weinig effect op optische kwartsvezels die in het infraroodgebied werken. Bijvoorbeeld, in het zichtbare lichtgebied met een golflengte van 0,6 μm kan de ultraviolette absorptie 1 dB/km bereiken, en bij een golflengte van 0,8 μm daalt deze tot 0,2 tot 0,3 dB/km, en bij een golflengte van 1,2 μm is deze slechts ongeveer 0,1 dB/km.
Het verlies van infraroodabsorptie van kwarts optische vezels wordt veroorzaakt door de moleculaire vibratie van het infrarood materiaal. Er zijn verschillende vibratieabsorptiepieken in de band boven 2 μm.
Door de invloed van verschillende dopingelementen in de optische vezel is het voor kwartsoptische vezels onmogelijk om een venster met laag verlies te hebben in de band boven 2 μm. Het theoretische limietverlies bij een golflengte van 1,85 μm bedraagt ldB/km.
Door onderzoek werd ook ontdekt dat er enkele "destructieve moleculen" in kwartsglas zitten die problemen veroorzaken, voornamelijk enkele schadelijke overgangsmetaalverontreinigingen, zoals koper, ijzer, chroom, mangaan, enz. Deze "slechteriken" absorberen gretig lichtenergie onder lichtbestraling, springen rond en veroorzaken lichtenergieverlies. Het verwijderen van de "lastposten" en het chemisch zuiveren van de materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken, kan het verlies aanzienlijk verminderen.
Een andere absorptiebron in kwarts optische vezel is hydroxyl (OHˉ). Volgens het onderzoek van de periode ontdekten mensen dat hydroxyl drie absorptiepieken heeft in de werkband van optische vezel, namelijk 0,95 μm, 1,24 μm en 1,38 μm, waarvan het absorptieverlies bij de golflengte van 1,38 μm het ernstigst is en de grootste impact heeft op de optische vezel. Bij een golflengte van 1,38 μm is het absorptiepiekverlies gegenereerd door het hydroxidegehalte van slechts 0,0001 zo hoog als 33 dB/km.
Waar komen deze hydroxiden vandaan? Er zijn veel bronnen van hydroxiden. Ten eerste zitten er water en hydroxideverbindingen in de materialen die worden gebruikt om optische vezels te maken. Deze hydroxideverbindingen zijn niet gemakkelijk te verwijderen tijdens de zuivering van grondstoffen en blijven uiteindelijk in de optische vezel achter in de vorm van hydroxiden; ten tweede zit er een kleine hoeveelheid water in de hydroxiden die worden gebruikt om optische vezels te maken; ten derde wordt water gegenereerd door chemische reacties tijdens het productieproces van optische vezels; ten vierde wordt waterdamp binnengebracht door de intrede van buitenlucht. Het huidige productieproces heeft zich echter ontwikkeld tot een vrij hoog niveau en het hydroxidegehalte is gedaald tot een voldoende laag niveau dat de impact ervan op optische vezels kan worden genegeerd.
4. Verstrooiingsverlies
In de donkere nacht, als je met een zaklamp in de lucht schijnt, kun je een lichtbundel zien. Mensen hebben ook dikke lichtbundels van zoeklichten in de nachtelijke hemel gezien.
Waarom zien we deze lichtbundels? Dit komt doordat er veel kleine deeltjes zoals rook en stof in de atmosfeer zweven. Wanneer licht op deze deeltjes schijnt, verstrooit het en schiet het in alle richtingen. Dit fenomeen werd voor het eerst ontdekt door Rayleigh, dus mensen noemden deze verstrooiing "Rayleigh-verstrooiing".
Hoe ontstaat verstrooiing? Het blijkt dat de kleine deeltjes zoals moleculen, atomen en elektronen waaruit materie bestaat, trillen op bepaalde inherente frequenties en licht kunnen afgeven met een golflengte die overeenkomt met de trillingsfrequentie. De trillingsfrequentie van een deeltje wordt bepaald door de grootte van het deeltje. Hoe groter het deeltje, hoe lager de trillingsfrequentie en hoe langer de golflengte van het afgegeven licht; hoe kleiner het deeltje, hoe hoger de trillingsfrequentie en hoe korter de golflengte van het afgegeven licht. Deze trillingsfrequentie wordt de inherente trillingsfrequentie van het deeltje genoemd. Deze trilling wordt echter niet door zichzelf gegenereerd, het vereist een bepaalde hoeveelheid energie. Zodra een deeltje wordt bestraald met licht van een bepaalde golflengte, en de frequentie van het bestraalde licht hetzelfde is als de inherente trillingsfrequentie van het deeltje, zal het resonantie veroorzaken. De elektronen in het deeltje beginnen te trillen op deze trillingsfrequentie, wat resulteert in het verstrooien van licht in alle richtingen door het deeltje, en de energie van het invallende licht wordt geabsorbeerd en omgezet in de energie van het deeltje, en het deeltje zendt de energie opnieuw uit in de vorm van lichtenergie. Voor mensen die van buitenaf kijken, lijkt het alsof het licht het deeltje raakt en vervolgens in alle richtingen wegvliegt.
Rayleigh-verstrooiing treedt ook op in optische vezels en het lichtverlies dat hierdoor wordt veroorzaakt, wordt Rayleigh-verstrooiingsverlies genoemd. Gezien het huidige niveau van optische vezelproductietechnologie, kan worden gesteld dat Rayleigh-verstrooiingsverlies onvermijdelijk is. Omdat de omvang van Rayleigh-verstrooiingsverlies echter omgekeerd evenredig is met de vierde macht van de golflengte van licht, kan de impact van Rayleigh-verstrooiingsverlies aanzienlijk worden verminderd wanneer de optische vezel in het langegolflengtegebied werkt.
5. Aangeboren afwijking, niemand kan helpen
De optische vezelstructuur is onvolmaakt, zoals bellen, onzuiverheden of ongelijke dikte in de optische vezel, met name de ongelijke kern-mantelinterface. Wanneer het licht deze plaatsen bereikt, wordt een deel van het licht in alle richtingen verstrooid, wat verlies veroorzaakt. Dit verlies kan worden overwonnen door het optische vezelproductieproces te verbeteren. Verstrooiing zorgt ervoor dat licht in alle richtingen wordt uitgezonden en een deel van het verstrooide licht wordt teruggekaatst in de tegenovergestelde richting van de optische vezelvoortplanting. Dit deel van het verstrooide licht kan worden ontvangen aan het invallende uiteinde van de optische vezel. De verstrooiing van licht zorgt ervoor dat een deel van de lichtenergie verloren gaat, wat ongewenst is. Dit fenomeen kan echter ook door ons worden gebruikt, want als we de sterkte van het ontvangen deel van het licht aan het verzendende uiteinde analyseren, kunnen we de breekpunten, defecten en het verlies van deze optische vezel controleren. Op deze manier kunnen slechte dingen door menselijke vindingrijkheid in goede dingen worden omgezet.
Vezelverlies De laatste jaren wordt optische vezelcommunicatie op grote schaal gebruikt in veel vakgebieden. Een belangrijk punt bij het realiseren van optische vezelcommunicatie is om het verlies van optische vezel zoveel mogelijk te beperken. Het zogenaamde verlies verwijst naar de demping van optische vezel per lengte-eenheid, en de eenheid is dB/km. Het niveau van optische vezelverlies heeft direct invloed op de transmissieafstand of de afstand tussen relaisstations. Daarom is het begrijpen en verminderen van optische vezelverlies van groot praktisch belang voor optische vezelcommunicatie.
1. Absorptieverlies van optische vezels
Dit wordt veroorzaakt door de absorptie van lichtenergie door optische vezelmaterialen en onzuiverheden. Ze verbruiken lichtenergie in de vorm van warmte-energie in de optische vezel, wat een belangrijk verlies is in optische vezelverlies. Absorptieverlies omvat het volgende:
① Intrinsiek absorptieverlies van materiaal Dit is het verlies dat wordt veroorzaakt door de inherente absorptie van het materiaal. Het heeft twee banden, één in het 8-12μm-gebied van nabij-infrarood. De intrinsieke absorptie van deze band is te wijten aan trillingen. De andere intrinsieke absorptieband van het materiaal bevindt zich in de ultraviolette band. Wanneer de absorptie erg sterk is, wordt de staart ervan naar de 0,7-1,1μm-band gesleept.
②Absorptieverlies veroorzaakt door dopanten en onzuiverheidsionen Optische vezelmaterialen bevatten overgangsmetalen zoals ijzer, koper, chroom, enz. Ze hebben hun eigen absorptiepieken en absorptiebanden en variëren met hun valentietoestanden. Het optische vezelverlies veroorzaakt door de absorptie van overgangsmetaalionen is afhankelijk van hun concentratie. Bovendien veroorzaakt de aanwezigheid van OH- ook absorptieverlies. De basisabsorptiepiek van OH- ligt in de buurt van 2,7 μm en de absorptieband ligt in het bereik van 0,5-1,0 μm. Voor zuivere kwarts optische vezels kan het verlies veroorzaakt door onzuiverheden worden genegeerd.
③ Verlies door absorptie van atomaire defecten Wanneer het optische vezelmateriaal wordt verhit of sterk wordt bestraald, wordt het gestimuleerd om atomaire defecten te produceren, wat resulteert in absorptie van licht en verlies, maar over het algemeen is dit effect erg klein.
2. Verstrooiingsverlies van optische vezels
De verstrooiing in de optische vezel zal het transmissievermogen verminderen en verlies genereren. De belangrijkste verstrooiing is Rayleigh-verstrooiing, die wordt veroorzaakt door de veranderingen in dichtheid en samenstelling in het optische vezelmateriaal.
Tijdens het verwarmingsproces van het optische vezelmateriaal is de samendrukbaarheid van de atomen ongelijkmatig, de dichtheid van het materiaal ongelijkmatig en vervolgens de brekingsindex ongelijkmatig door thermische agitatie. Deze ongelijkmatigheid wordt tijdens het afkoelingsproces vastgelegd en de grootte ervan is kleiner dan de golflengte van de lichtgolf. Wanneer licht deze ongelijkmatige materialen tegenkomt die kleiner zijn dan de golflengte van de lichtgolf en willekeurige fluctuaties hebben tijdens de transmissie, verandert de transmissierichting, treedt verstrooiing op en treedt verlies op. Bovendien kunnen de ongelijkmatige concentratie van oxiden in de optische vezel en ongelijkmatige dotering ook verstrooiing en verlies veroorzaken.
3. Golfgeleiderverstrooiingsverlies
Dit is de verstrooiing die wordt veroorzaakt door willekeurige vervorming of ruwheid van de interface. In feite is het de modusconversie of moduskoppeling die wordt veroorzaakt door oppervlaktevervorming of ruwheid. Eén modus genereert andere transmissiemodi en stralingsmodi vanwege de fluctuatie van de interface. Omdat de demping van verschillende modi die in de optische vezel worden verzonden, verschillend is, wordt in het proces van langeafstandsmodusconversie de modus met lage demping de modus met grote demping. Na continue conversie en omgekeerde conversie zal het verlies van elke modus in evenwicht zijn, maar de modus als geheel zal extra verlies produceren, dat wil zeggen dat er extra verlies wordt gegenereerd vanwege de conversie van de modus. Dit extra verlies is het verlies van de golfgeleiderverstrooiing. Om dit verlies te verminderen, is het noodzakelijk om het productieproces van optische vezels te verbeteren. Voor optische vezels die goed worden getrokken of van hoge kwaliteit zijn, kan dit verlies in principe worden genegeerd.
4. Stralingsverlies veroorzaakt door het buigen van optische vezels
Optische vezel is zacht en kan worden gebogen. Echter, na het buigen tot op zekere hoogte, hoewel de optische vezel licht kan geleiden, zal het het transmissiepad van licht veranderen. De conversie van transmissiemodus naar stralingsmodus zorgt ervoor dat een deel van de lichtenergie in de bekleding doordringt of door de bekleding heen gaat om een stralingsmodus te worden en weg te lekken, waardoor verlies ontstaat. Wanneer de buigradius groter is dan 5 tot 10 cm, kan het verlies veroorzaakt door buigen worden genegeerd.
Bron: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd.
