Ako dodávateľ jednovidových vlákien som sa v priebehu rokov stretol s mnohými problémami v systémoch s jednovidovými vláknami. Pochopenie týchto bežných chýb je kľúčové pre inštalatérov systému aj koncových používateľov, aby sa zabezpečila bezproblémová prevádzka ich sietí s optickými vláknami. V tomto blogu sa ponorím do niektorých najbežnejších problémov v systémoch s jedným režimom vlákien.
1. Strata konektora a spoja
Jedným z najčastejších problémov v jednovidových optických systémoch je strata konektora a spoja. Konektory sa používajú na spojenie vlákien dohromady alebo na pripojenie vlákien k iným sieťovým komponentom, zatiaľ čo spoje sú trvalé spojenia medzi dvoma vláknami.
Strata konektora
Strata konektora môže nastať z niekoľkých dôvodov. Po prvé, hlavným vinníkom je fyzické poškodenie konca konektora. Prach, škrabance alebo nesprávne čistenie môžu spôsobiť rozptýlenie alebo absorpciu svetla na rozhraní konektora, čo vedie k zvýšeným stratám. Napríklad, ak technik nepoužije správne čistiace nástroje a utrie koniec konektora špinavou handričkou, môže zanechať zvyšky, ktoré znehodnocujú pripojenie.
Po druhé, nesprávne usporiadanie jadier vlákien v konektore môže tiež viesť k významnej strate. Dokonca aj malé bočné alebo uhlové vychýlenie môže spôsobiť stratu veľkej časti svetla, keď sa pokúša prejsť z jedného vlákna do druhého.
Strata spoja
Strata spájania na druhej strane často súvisí s procesom spájania. Existujú dva hlavné typy spájania: tavné spájanie a mechanické spájanie. Ak pri tavnom spájaní nie je tavný oblúk správne kalibrovaný, môže to spôsobiť nerovnomerné roztavenie koncov vlákien, čo má za následok stratové spájanie. Pri mechanickom spájaní môže nepresné zarovnanie vlákien v spojovacom puzdre viesť k vysokým stratám.
Na zmiernenie týchto problémov je nevyhnutné používať vysokokvalitné konektory a spojovacie zariadenia. Nevyhnutné je aj pravidelné čistenie konektorov pomocou vhodných čistiacich súprav a riadne zaškolenie technikov pre operácie spájania.
2. Strata ohybu
Jednovidové vlákna sú citlivé na ohyb a strata ohybu je ďalšou bežnou chybou v systémoch jednovidových vlákien. Existujú dva typy strát ohybom: makro - strata ohybom a mikro - strata ohybom.
Makro - strata ohybu
Makro-strata ohybu nastáva, keď je vlákno ohnuté s veľkým polomerom, zvyčajne viditeľné voľným okom. Keď je vlákno ohnuté, svetlo prechádzajúce cez neho môže uniknúť z jadra do plášťa, čo vedie k strate. Napríklad, ak je optický kábel počas inštalácie ostro ohnutý okolo rohu, môže to spôsobiť značné makro straty ohybom.
Micro - bend Loss
Na druhej strane mikro-ohybové straty sú spôsobené malými deformáciami vo vlákne, ako sú tie, ktoré sú spôsobené nesprávnou inštaláciou kábla alebo faktormi prostredia, ako sú zmeny teploty a tlaku. Tieto mikroohyby môžu spôsobiť rozptyl svetla a stratu vo vlákne.
Aby ste predišli strate ohybu, je dôležité pri montáži dodržiavať výrobcom odporúčaný minimálny polomer ohybu. Použitie ohybu - necitlivé vlákna akoG.657.A1aG.657.B3môže tiež výrazne znížiť riziko straty ohybu, najmä v aplikáciách, kde sa nedá vyhnúť úzkym ohybom.
3. Chromatická disperzia
Chromatická disperzia je jav, ktorý ovplyvňuje výkon jednovidových vláknových systémov, najmä pri vysokorýchlostných aplikáciách na dlhé vzdialenosti. Vyskytuje sa preto, že rôzne vlnové dĺžky svetla sa šíria rôznymi rýchlosťami cez vlákno.
V systéme s optickými vláknami zdroj svetla zvyčajne vyžaruje rozsah vlnových dĺžok. Keď tieto vlnové dĺžky prechádzajú vláknom, v priebehu času sa šíria, čo spôsobuje rozšírenie optických impulzov. Toto rozšírenie môže viesť k interferencii medzi symbolmi (ISI) v digitálnych komunikačných systémoch, kde sa impulzy začnú prekrývať, čo sťažuje prijímaču rozlíšenie medzi rôznymi symbolmi.
Existujú dva hlavné typy chromatickej disperzie: disperzia materiálu a disperzia vlnovodu. Disperzia materiálu je spôsobená inherentnými vlastnosťami vláknitého materiálu, zatiaľ čo disperzia vlnovodu súvisí so štruktúrou vlákna.
Na kompenzáciu chromatickej disperzie možno použiť techniky, ako sú vlákna kompenzujúce disperziu (DCF). Tieto vlákna majú negatívny disperzný koeficient, ktorý môže pôsobiť proti kladnej disperzii prenosového vlákna. Ďalšou možnosťou je použiť pokročilé modulačné formáty a techniky digitálneho spracovania signálu na konci prijímača na zmiernenie účinkov disperzie.
4. Polarizácia – režimová disperzia (PMD)
Polarizácia – režimová disperzia (PMD) je ďalšou dôležitou otázkou v jednovidových vláknových systémoch. V ideálnom vlákne s jedným režimom sa svetlo šíri v jednom režime. V skutočnosti však vlákno nie je dokonale symetrické a svetlo môže byť rozdelené do dvoch ortogonálnych polarizačných režimov.
Tieto dva polarizačné režimy sa môžu pohybovať rôznymi rýchlosťami cez vlákno, čo spôsobuje časové oneskorenie medzi nimi. Podobne ako pri chromatickej disperzii môže toto časové oneskorenie viesť v digitálnych komunikačných systémoch k rozšíreniu impulzov a inter-symbolovej interferencii.
PMD je štatistický jav a jeho hodnota sa môže v priebehu času meniť v dôsledku faktorov prostredia, ako je teplota a mechanické namáhanie. Na riadenie PMD môžu dizajnéri systému použiť PMD - kompenzačné zariadenia alebo vybrať vlákna s nízkymi koeficientmi PMD, ako napr.G.655.
5. Útlm v dôsledku kontaminantov
Kontaminanty vo vlákne môžu tiež spôsobiť útlm v jednovidových vláknových systémoch. Tieto kontaminanty môžu byť zavedené počas výrobného procesu alebo počas inštalácie a údržby.
Napríklad molekuly vody môžu absorbovať svetlo pri určitých vlnových dĺžkach, čo spôsobuje zvýšený útlm. Ak je optický kábel dlhší čas vystavený vlhkému prostrediu, voda môže preniknúť do kábla a dostať sa až k vláknu, čo vedie k vyšším stratám. Iné nečistoty ako prach, špina a chemické zvyšky môžu tiež rozptyľovať alebo absorbovať svetlo, čím sa znižuje intenzita signálu.
Aby sa predišlo útlmu spôsobenému nečistotami, je nevyhnutná správna inštalácia káblov a postupy údržby. To zahŕňa použitie vodotesných a prachotesných káblových plášťov a zabezpečenie čistého prostredia inštalácie.
6. Problémy s kompatibilitou zariadení
V niektorých prípadoch môžu problémy v jednovidových optických systémoch súvisieť s kompatibilitou zariadení. Rôzne komponenty z optických vlákien, ako sú vysielače, prijímače a zosilňovače, musia byť kompatibilné navzájom a so samotným vláknom.
Napríklad, ak je vysielač navrhnutý tak, aby pracoval pri určitej vlnovej dĺžke a vlákno má pri tejto vlnovej dĺžke inú charakteristiku útlmu, môže to viesť k slabému výkonu systému. Podobne, ak citlivosť prijímača nie je prispôsobená výstupnému výkonu vysielača a útlmu vlákna, nemusí byť schopný presne detekovať signály.
Aby sa predišlo problémom s kompatibilitou zariadení, je dôležité starostlivo vybrať všetky komponenty systému optických vlákien a zabezpečiť, aby boli navrhnuté tak, aby spolupracovali.
Záverom možno povedať, že jednovidové optické systémy sú zložité a existuje niekoľko bežných porúch, ktoré môžu ovplyvniť ich výkon. Pochopením týchto porúch a prijatím vhodných preventívnych opatrení, ako je používanie vysokokvalitných komponentov, dodržiavanie správnych inštalačných postupov a implementácia efektívnych stratégií monitorovania a údržby, môžeme zabezpečiť spoľahlivú prevádzku jednovidových optických sietí.
Ak máte nejaké problémy s vašimi jednovidovými vláknovými systémami alebo máte záujem o kúpu vysokokvalitných jednovidových vlákien, neváhajte nás kontaktovať pre podrobnú konzultáciu a prediskutovanie vašich špecifických požiadaviek. Zaviazali sme sa poskytovať vám najlepšie riešenia pre vaše potreby v oblasti optických vlákien.
Referencie
- "Komunikačné systémy z optických vlákien" od Govind P. Agrawal
- Odporúčania ITU - T o štandardoch jednovidových vlákien
- Priemyselné biele knihy o návrhu a údržbe siete z optických vlákien