Wie hoch ist die Dämpfungsrate von Lasersignalen in Glasfaserkabeln?

Als führender Lieferant auf dem Gebiet der Laser und Glasfaser habe ich aus erster Hand die bemerkenswerten Fortschritte und weit verbreiteten Anwendungen der Glasfasertechnologie erlebt. Einer der kritischsten Aspekte bei der Leistung von Glasfasersystemen ist die Dämpfungsrate von Lasersignalen innerhalb der Kabel. Das Verständnis dieses Konzepts ist für alle, die an der Entwurf, Installation oder Wartung von Glasfasernetzwerken beteiligt sind, von grundlegender Bedeutung.

Die Grundlagen der Lasersignaldämpfung in Glasfaserkabeln

Die Dämpfung bezieht sich im Zusammenhang mit Glasfaser auf die Verringerung der Leistung eines Laserssignals, wenn es durch das Glasfaserkabel wandert. Diese Reduktion ist unvermeidlich und wird in Dezibel pro Kilometer (DB/km) gemessen. Die Abschwächungsrate ist ein Schlüsselparameter, der den maximalen Abstand bestimmt, der ein Signal ohne signifikanten Abbau und die Notwendigkeit einer Signalamplifikation zurücklegen kann.

Mehrere Faktoren tragen zur Abschwächung von Lasersignalen in Glasfaserkabeln bei. Eine der primären Ursachen ist die Absorption. Wenn das Laserlicht mit dem Material der Faser interagiert, wird ein Teil seiner Energie von den Atomen im Glas absorbiert. Diese Absorption ist hauptsächlich auf Verunreinigungen im Glas zurückzuführen, z. B. Hydroxylionen (OH-) und Übergangsmetallionen. Diese Verunreinigungen können Licht bei bestimmten Wellenlängen aufnehmen, was zu einer Abnahme der Signalleistung führt.

Ein weiterer signifikanter Faktor ist die Streuung. Die Rayleigh -Streuung ist die häufigste Art der Streuung in Glasfaserkabeln. Es tritt auf, wenn das Laserlicht mit den mikroskopischen Inhomogenitäten in der Glasstruktur interagiert. Diese Inhomogenitäten bewirken, dass das Licht in verschiedene Richtungen streuert, was zu einem Stromverlust in der vorwärts ausbreitenden Richtung führt. Die Rayleigh -Streuung ist umgekehrt proportional zur vierten Leistung der Wellenlänge, was bedeutet, dass kürzere Wellenlängen durch Streuung stärker beeinflusst werden.

Das Biegen des Glasfaserkabels trägt ebenfalls zur Dämpfung bei. Wenn die Faser verbogen ist, kann sich das Licht, das sich durch sie ausbreitet, aus dem Kern der Faser entkommen, was zu einem Verlust der Signalleistung führt. Es gibt zwei Arten von Biegeverlusten: Makro -Biegung und Mikrobiegung. Makro - Biegung tritt auf, wenn die Faser mit einem großen Radius verbogen wird, beispielsweise wenn sie um eine Ecke installiert ist. Die Mikrobiegung hingegen wird durch kleine Maßstäbe in der Faser verursacht, z. B. durch Druck- oder Temperaturänderungen.

Dämpfungsraten für verschiedene Arten von Glasfaserkabeln

Die Dämpfungsrate der Lasersignale variiert je nach Art des Glasfaserkabels. Es gibt zwei Haupttypen von Glasfaserkabeln: Einzelmodus und Multi -Modus. Einzel -Modus -Fasern sind so ausgelegt, dass sie einen einzelnen Lichtmodus tragen, was längere Übertragungsabstände und höhere Bandbreiten ermöglicht. Multi -Modus -Fasern hingegen können mehrere Lichtmodi tragen, haben jedoch höhere Dämpfungsraten und werden in der Regel für kürzere Entfernungen verwendet.

Unter den einzelnen Modusfasern wurden unterschiedliche Standards entwickelt, um verschiedene Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel,G.657.A2 Biegung unempfindlicher Einzelmodus -Faserist so konzipiert, dass es niedrige Biegeverluste aufweist. Diese Art von Fasern ist besonders nützlich in Anwendungen, bei denen die Faser stark gebogen werden muss, z. Die Dämpfungsrate von G.657.A2 Faser ist relativ niedrig, typischerweise bei einer Wellenlänge von 1310 nm und 0,2 bis 0,3 db/km bei 1550 nm typischerweise etwa 0,3 bis 0,4 db/km.

G.654E Schnittwellenlänge verschobene Einzelmodusfaserist für lange Streckübertragungssysteme optimiert. Es hat eine niedrige Dämpfungsrate bei der Wellenlänge von 1550 nm, nämlich das Fenster, in dem die niedrigste Dämpfung in Kieselsäure -Basis -Fasern auftritt. Die Abschwächungsrate von G.654E -Fasern kann bei 1550 nm nur 0,18 dB/km betragen, was sie ideal für U -Boot -Kabel und langen terrestrischen Netzwerken ist.

G.657.A1 Biegung unempfindlicher Einzelmodus -Faserist eine andere Art von Biegung - unempfindliche Faser. Es bietet eine gute Leistung in Bezug auf Biegeverlust und Dämpfung. Die Dämpfungsrate von G.657.A1 Faser ähnelt der von G.657.A2 Faser, wobei die Werte von rund 0,3 bis 0,4 db/km bei 1310 nm und 0,2 - 0,3 db/km bei 1550 nm sind.

Messung der Dämpfungsrate

Die genaue Messung der Dämpfungsrate von Lasersignalen in Glasfaserkabeln ist entscheidend, um die ordnungsgemäße Leistung von Glasfasernetzwerken sicherzustellen. Es gibt verschiedene Methoden zur Messung der Abschwächung, einschließlich der Schnitt -Back -Methode und der Einfügungsverlustmethode.

Die Cut -Back -Methode ist eine direkte und genaue Methode zur Messung der Dämpfung. Bei dieser Methode wird zunächst eine lange Länge der Faser für seine Ausgangsleistung gemessen. Dann wird eine kurze Länge der Faser abgeschnitten und die Ausgangsleistung erneut gemessen. Die Differenz der Ausgangsleistung zwischen den beiden Messungen, geteilt durch die Länge des Schnitts aus Faser, ergibt die Dämpfungsrate.

Die Insertionsverlustmethode ist eine praktischere Methode für Feldmessungen. Bei dieser Methode werden eine Lichtquelle und ein Leistungsmesser verwendet. Die Lichtquelle ist mit einem Ende der Faser verbunden, und das Leistungsmessgerät ist mit dem anderen Ende verbunden. Die Leistung des durch die Faser übertragenen Lichts wird gemessen, und die Dämpfung wird basierend auf der Differenz zwischen der Eingangsleistung und der Ausgangsleistung berechnet.

Auswirkungen der Dämpfung auf das Design des Glasfasernetzwerks

Die Abschwächungsrate von Lasersignalen hat erhebliche Auswirkungen auf das Design von Glasfasernetzwerken. Eine hohe Dämpfungsrate bedeutet, dass sich das Signal über die Entfernung schneller verschlechtert und mehr Signalverstärker oder Repeater erfordert, um die Signalstärke aufrechtzuerhalten. Dies erhöht die Kosten und Komplexität des Netzwerks.

Lange Distanznetze, wie sie für Telekommunikations- oder Rechenzentren verwendet werden, ist die Minimierung der Dämpfungsrate von entscheidender Bedeutung. Die Verwendung von Fasern mit geringer Dämpfung wie G.654E kann den Bedarf an Signalverstärkung verringern und den Übertragungsabstand erhöhen. Darüber hinaus können ordnungsgemäße Installationspraktiken wie das Vermeiden von übermäßigem Biege der Faser dazu beitragen, die Dämpfung zu verringern.

Kurz gesagt - Entfernungsnetzwerke, wie sie in lokalen Netzwerken (LANs) verwendet werden, ist die Dämpfungsrate möglicherweise nicht so kritisch. Es ist jedoch immer noch wichtig sicherzustellen, dass die Dämpfung innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, um die Verschlechterung der Signalverschlüsse und die Fehler zu vermeiden.

Abschluss

Zusammenfassend ist die Dämpfungsrate von Lasersignalen in Glasfaserkabeln ein komplexes, aber wesentliches Konzept im Bereich der Glasfaser -Optik. Es wird von Faktoren wie Absorption, Streuung und Biegung beeinflusst und variiert je nach Art des Glasfaserkabels. Das Verständnis der Dämpfungsrate ist entscheidend für das Entwerfen, Installieren und Aufrechterhalten von optischen Leistungsnetzwerken mit hoher Leistung.

Als Lieferant von Lasern und Glasfasern sind wir bestrebt, hochwertige Produkte mit niedrigen Dämpfungsquoten bereitzustellen. Unsere Palette an Glasfaserkabeln, einschließlich G.657.A2, G.654E und G.657.A1, ist so konzipiert, dass sie den unterschiedlichen Bedürfnissen unserer Kunden gerecht werden. Unabhängig davon, ob Sie ein langes Distanz -Telekommunikationsnetz oder ein kurzes Distanz -LAN bauen, haben wir die richtige Lösung für Sie.

Wenn Sie mehr über unsere Produkte erfahren oder spezifische Anforderungen für Ihr Glasfasernetzwerk haben, empfehlen wir Ihnen, uns für eine detaillierte Diskussion zu kontaktieren. Unser Expertenteam ist bereit, Sie dabei zu unterstützen, die besten Glasfaserlösungen für Ihre Anwendungen zu finden.

Referenzen

• Agrawal, GP (2002). Glasfaser - Optic Communication Systems. Wiley - Interscience.
• Keiser, G. (2013). Glasfaserkommunikation. McGraw - Hill Education.
• ITU - t Empfehlungen zu optischen Fasern (G.652, G.654, G.657 usw.).