ในฐานะซัพพลายเออร์ของตัวลดทอนไฟเบอร์ฉันได้เห็นความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเส้นใยโดยตรงและประสิทธิภาพของส่วนประกอบแสงที่สำคัญเหล่านี้ ตัวลดทอนไฟเบอร์มีบทบาทสำคัญในระบบการสื่อสารด้วยแสงโดยการลดพลังของสัญญาณแสงให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับตัวรับสัญญาณ เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์ในปัจจัยอื่น ๆ มีผลต่อความหมายว่าตัวลดทอนไฟเบอร์สามารถทำงานได้ดีเพียงใด ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกถึงวิธีการที่เส้นผ่านศูนย์กลางแกนเส้นใยมีผลต่อประสิทธิภาพของตัวลดทอนไฟเบอร์
ทำความเข้าใจเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์
ก่อนที่เราจะสำรวจผลกระทบที่มีต่อตัวลดทอนไฟเบอร์เรามาทำความเข้าใจสั้น ๆ ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางคืออะไร ในใยแก้วนำแสงแกนกลางเป็นส่วนกลางที่แสงเดินทาง เส้นผ่านศูนย์กลางหลักคือความกว้างของภาคกลางนี้ เส้นใยออพติคอลประเภทต่าง ๆ มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางหลักที่แตกต่างกันและความแตกต่างเหล่านี้สามารถส่งผลให้เกิดผลที่ตามมาสำหรับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ใช้ไฟเบอร์รวมถึงตัวลดทอน
โดยทั่วไปมีสองประเภทหลักของเส้นใยออพติคอลตามเส้นผ่านศูนย์กลางแกน: เส้นใยโหมดเดี่ยว (SMFs) และเส้นใยหลายโหมด (MMFs) โดยทั่วไปแล้วเส้นใยโหมดเดี่ยวจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเล็ก ๆ ซึ่งมักจะอยู่ที่ประมาณ 8 - 10 ไมครอน แกนเล็ก ๆ นี้อนุญาตให้แสงเพียงโหมดเดียว (หรือเส้นทาง) ที่จะเผยแพร่ผ่านเส้นใย ในทางกลับกันเส้นใยหลายโหมดมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่กว่าตั้งแต่ 50 ถึง 62.5 ไมครอนซึ่งช่วยให้แสงหลายโหมดสามารถเดินทางได้พร้อมกัน
กลไกการลดทอนและเส้นผ่านศูนย์กลางแกน
ฟังก์ชั่นพื้นฐานของตัวลดทอนไฟเบอร์คือการแนะนำการสูญเสียปริมาณการควบคุมสัญญาณออปติคัล มีกลไกหลายอย่างที่การลดทอนเกิดขึ้นและเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์สามารถมีอิทธิพลต่อกลไกเหล่านี้แต่ละอย่าง
การดูดซึม
การดูดซึมเป็นกระบวนการที่สัญญาณออปติคัลสูญเสียพลังงานขณะที่มันโต้ตอบกับวัสดุของแกนไฟเบอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางแกนอาจส่งผลกระทบต่อการดูดซึมในหลายวิธี ในเส้นใยเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดเล็กเช่นเส้นใยโหมดเดี่ยวแสงจะเข้มข้นมากขึ้นภายในแกนกลาง ซึ่งหมายความว่ามีความน่าจะเป็นที่สูงขึ้นของแสงที่มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งสกปรกหรือสารเจือปนในวัสดุหลักซึ่งนำไปสู่การดูดซึมที่เพิ่มขึ้น
ในทางตรงกันข้ามในเส้นใยหลายโหมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ขึ้นแสงจะกระจายออกไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ เป็นผลให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและวัสดุหลักต่อปริมาตรหน่วยค่อนข้างต่ำซึ่งอาจนำไปสู่การดูดซึมน้อยกว่าเมื่อเทียบกับเส้นใยโหมดเดี่ยวภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน อย่างไรก็ตามการปรากฏตัวของหลายโหมดในเส้นใยหลายโหมดสามารถแนะนำการสูญเสียการดูดซับเพิ่มเติมเนื่องจากโหมด - การมีเพศสัมพันธ์และการกระเจิงระหว่างโหมดที่แตกต่างกัน
การกระจัดกระจาย
การกระจัดกระจายเป็นกลไกการลดทอนที่สำคัญอีกประการหนึ่ง การกระเจิงของ Rayleigh ซึ่งเกิดจากการเกิดด้วยกล้องจุลทรรศน์ในวัสดุเส้นใยเป็นแหล่งที่สำคัญของการสูญเสียในเส้นใยแสง เส้นผ่านศูนย์กลางหลักสามารถส่งผลกระทบต่อการกระเจิงของ Rayleigh ในเส้นใยโหมดเดี่ยวเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดเล็กจะ จำกัด แสงให้แน่นและการโต้ตอบของแสง - สสารนั้นรุนแรงขึ้น สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การสูญเสียการกระเจิงของ Rayleigh ที่ค่อนข้างสูงกว่าเมื่อเทียบกับเส้นใยหลายโหมด
ในเส้นใยหลายโหมดเส้นผ่านศูนย์กลางแกนที่ใหญ่กว่าช่วยให้แสงกระจายออกไปลดความเข้มของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสง - สสารในปริมาตรที่กำหนด อย่างไรก็ตามดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้การปรากฏตัวของหลายโหมดสามารถแนะนำโหมด - การสูญเสียการกระเจิงขึ้นอยู่กับ เมื่อแสงถูกรวมกันระหว่างโหมดที่แตกต่างกันมันสามารถกระจายไปในทิศทางที่แตกต่างกันเพิ่มการสูญเสียการกระเจิงโดยรวมในเส้นใย
การสูญเสียงอ
การสูญเสียการดัดงอเกิดขึ้นเมื่อใยแก้วนำแสงงอทำให้แสงรั่วไหลออกมาจากแกนกลาง เส้นผ่านศูนย์กลางหลักมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการสูญเสียการดัด เส้นใยโหมดเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดเล็กมีความไวต่อการดัดงอมากขึ้น การ จำกัด แสงอย่างแน่นหนาในเส้นใยโหมดเดี่ยวหมายความว่าแม้แต่การโค้งงอขนาดเล็กก็อาจทำให้ส่วนสำคัญของแสงหนีออกจากแกนได้ส่งผลให้สูญเสียการดัดงอสูง
เส้นใยหลายโหมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ของพวกเขาโดยทั่วไปจะทนได้มากกว่าการดัดงอ แกนกลางขนาดใหญ่มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับแสงในการแพร่กระจายและแสงมีโอกาสน้อยที่จะถูกบังคับให้ออกจากแกนกลางเมื่อเส้นใยงอ สิ่งนี้ทำให้ตัวลดทอนไฟเบอร์หลายโหมดเหมาะสำหรับการใช้งานที่เส้นใยอาจมีระดับการดัดในระดับหนึ่ง
ผลกระทบต่อคุณภาพของสัญญาณ
เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์ยังส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณออปติคัลที่ผ่านตัวลดทอน
การกระจายโหมด
ในเส้นใยหลายโหมดเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ช่วยให้แสงหลายโหมดสามารถแพร่กระจายได้ แต่ละโหมดเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่การกระจายโหมด การกระจายโหมดสามารถทำให้สัญญาณออพติคอลกระจายออกไปในเวลาส่งผลให้สัญญาณบิดเบี้ยวที่ตัวรับสัญญาณ เมื่อใช้ตัวลดทอนไฟเบอร์แบบหลายโหมดการกระจายโหมดนี้สามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบออพติคอลโดยรวม
เส้นใยโหมดเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเล็ก ๆ ของพวกเขาไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากการกระจายโหมดเนื่องจากแสงเพียงโหมดเดียวเท่านั้นที่สามารถแพร่กระจายได้ สิ่งนี้ทำให้ตัวลดทอนไฟเบอร์โหมดเดี่ยวเหมาะสำหรับระบบการสื่อสารทางไกลความเร็วสูง - ระยะยาวซึ่งการบิดเบือนสัญญาณเนื่องจากการกระจายตัวต้องลดลง
สัญญาณ - ต่อ - อัตราส่วนเสียงรบกวน (SNR)
SNR เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในระบบการสื่อสารทางแสงซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนของกำลังสัญญาณต่อกำลังเสียง เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์สามารถมีอิทธิพลต่อ SNR ของสัญญาณที่ผ่านตัวลดทอน ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เส้นใยโหมดเดี่ยวอาจมีการดูดซึมและการสูญเสียการกระเจิงที่สูงขึ้นเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเล็ก ๆ การสูญเสียเหล่านี้สามารถลดพลังสัญญาณซึ่งอาจลด SNR
อย่างไรก็ตามเส้นใยโหมดเดี่ยวยังมีข้อได้เปรียบของการได้รับผลกระทบน้อยลงจากเสียงที่เกี่ยวข้องกับโหมดเมื่อเทียบกับเส้นใยหลายโหมด ในเส้นใยหลายโหมดการปรากฏตัวของหลายโหมดสามารถแนะนำเสียงรบกวนเพิ่มเติมเนื่องจากโหมด - การมีเพศสัมพันธ์และการรบกวนระหว่างโหมดที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังสามารถลดระดับ SNR โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีสัญญาณไฟสูงหรือการส่งผ่านระยะไกล
แอปพลิเคชัน - ข้อควรพิจารณาเฉพาะ
ตัวเลือกของเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์สำหรับตัวลดทอนไฟเบอร์ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะ
สั้น - ระยะทางต่ำ - ความเร็วแอปพลิเคชัน
สำหรับการใช้งานระยะสั้น - ระยะทางต่ำ - ความเร็วต่ำเช่นเครือข่ายในพื้นที่ (LANs) หรือใน - ระบบการสื่อสารอาคารตัวลดทอนไฟเบอร์หลายโหมดมักจะเป็นที่ต้องการ เส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ของเส้นใยหลายโหมดทำให้การเชื่อมต่อและจัดแนวง่ายขึ้นและพวกเขาจะทนต่อการดัดงอมากขึ้น นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายของส่วนประกอบไฟเบอร์หลายโหมดรวมถึง attenuators โดยทั่วไปจะต่ำกว่าเมื่อเทียบกับส่วนประกอบโหมดเดี่ยว คุณสามารถสำรวจช่วงของเราตัวลดทอนไฟเบอร์ออปติคอลเหมาะสำหรับการใช้งานดังกล่าว
ยาว - ระยะทางสูง - ความเร็วแอปพลิเคชัน
ในระยะยาว - ระบบการสื่อสารความเร็วสูงเช่นเครือข่ายโทรคมนาคมหรือศูนย์ข้อมูลตัวลดทอนไฟเบอร์โหมดเดี่ยวเป็นบรรทัดฐาน เส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดเล็กของเส้นใยโหมดเดี่ยวช่วยให้การกระจายต่ำ - การส่งผ่านแบนด์วิดท์สูงในระยะทางไกล ของเราSC fiber Optical Attenuatorและตัวลดทอนไฟเบอร์ออปติคอล FCได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของแอพพลิเคชั่นประสิทธิภาพสูงเหล่านี้
บทสรุป
โดยสรุปเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์มีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อประสิทธิภาพของตัวลดทอนไฟเบอร์ มันมีผลต่อกลไกการลดทอนคุณภาพของสัญญาณและเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความเหมาะสมของตัวลดทอนสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ในฐานะซัพพลายเออร์ของตัวลดทอนไฟเบอร์เราเข้าใจถึงความสำคัญของการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเส้นใยที่เหมาะสมเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา ไม่ว่าคุณจะกำลังมองหาเครื่องลดทอนไฟเบอร์สำหรับ LAN ระยะทางสั้น ๆ หรือเครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคมระยะไกล - ระยะไกล - ระยะไกลเรามีความเชี่ยวชาญและผลิตภัณฑ์เพื่อให้คุณมีทางออกที่ดีที่สุด
หากคุณมีความสนใจในการซื้อเครื่องลดทอนไฟเบอร์หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราโปรดติดต่อเรา ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการค้นหาตัวลดทอนไฟเบอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ
การอ้างอิง
- Ghatak, AK, & Thyagarajan, K. (1998) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- อาวุโส, JM (1992) การสื่อสารด้วยแสงไฟเบอร์: หลักการและการปฏิบัติ Prentice Hall
- Jeunhomme, LB (1990) แสงไฟเบอร์โหมดเดี่ยว Marcel Dekker