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純乾貨!光纖的損耗特性瞭解一下

每個傳輸鏈路都會造成訊號的損耗,對於光纖通訊技術,損耗是光沿光纖傳輸過程中光功率的減少。光纖損耗是光纖最重要特性之一,因為它在最大程度上決定了在無需訊號放大和再生的條件下,光傳送機和光接收機之間所允許的最大傳輸距離。

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一、光纖損耗原因分析

1

、材料的吸收損耗

這是由於光纖材料和雜質對光能的吸收而引起的,它們把光能以熱能的形式消耗於光纖中,是光纖損耗中重要的損耗,吸收損耗包括以下幾種:

A、物質本徵吸收損耗(紫外吸收、紅外吸收、本徵吸收曲線)

B、不純物的吸收,主要是光纖材料中含有鐵、銅、鉻等離子,還有OH-。

C、原子缺陷吸收是光纖在製造過程中玻璃受到熱激勵或受強輻射時,產生原子缺陷而造成的損耗。

2

、光纖的散射損耗

散射損耗是由於光纖材料組份中原子密度微起伏或光纖波導結構缺陷等使光功率耦合出或洩露出纖芯外所造成的損耗。

3

、光纖的結構不規則損耗

結構不規則損耗是由於纖芯包層介面上存在著微小結構波動和光纖內部波導結構不均勻而引起的那部份損耗。光纖結構不規則時要發生模變換,將部份傳輸能量射出纖芯外而變成輻射模,使損耗增加。這種損耗可以靠提高製造技術來降低。

4

、光纖的彎曲損耗

彎曲損耗是光纖軸彎曲所引起的損耗。任何肉眼可見的光纖軸線對於直線的偏移稱作彎曲或宏彎曲。光纖彎曲將引起光纖內各模式間的耦合,當傳播模的能量耦合入輻射模或漏洩模時,即產生彎曲損耗。這種損耗隨曲率半徑的減小按指數規律增大。另一類損耗是光纖軸產生隨機的微米級的橫向位移狀態所成的,稱作微彎損耗。產生微彎的原因是光纖在被覆、成纜、擠護套、安裝等過程中,光纖受到過大的不均勻側壓力或縱向應力,或光纖製造後因塗覆層或外套的溫度膨脹係數與光纖的不一致等造成的。

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二、光纖損耗係數

衰減係數的定義為:每公里光纖對光訊號功率的衰減值。

其表示式為:a=10 lg Pi/Po 單位為dB/km其中:Pi 為輸入光功率值(W 瓦特),Po 為輸出光功率值(W 瓦特)。假如某光纖的衰減係數為a=3dB/km,則意味著經過一公里光纖傳輸Pi/Po= 10 0。3= 2後,其光訊號功率值減小了一半。長度為L 公里的光纖總的衰減值為A=aL 。

對於單模光纖,按照0。18dB/km 的衰減。對於一個光訊號,若經過EDFA 放大後輸出功率為+5dBm ,其接收端的接收靈敏度若為-28dBm ,則放大增益為33dB ,除以衰減係數,除數距離為33/0。18=183公里,考慮老化等裕度,可傳輸120km 以上。

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