如何計算并減少網(wǎng)絡中的光纖損耗？

網(wǎng)絡中的光纖損耗是鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡時經(jīng)常被忽視的因素之一，這主要是由于相關(guān)工程師缺乏常識造成的。光纖損耗是信號損耗的術(shù)語，它影響傳輸?shù)目煽啃?。因此，計算光纖損耗并采取適當?shù)拇胧┓浅Ｖ匾＝酉聛?，我們簡要分享一些有關(guān)計算光纖損耗的見解，以及有關(guān)如何減少網(wǎng)絡中光纖損耗的技巧。

計算光纖損耗時要考慮的重要因素

光纖系統(tǒng)設(shè)計并不是一件容易的事，而是一個平衡的行為，應該解決所有可能導致?lián)p耗的系統(tǒng)因素。光纖損耗是由一系列內(nèi)在和外在因素引起的。光纖損耗或信號損耗，也稱為光纖衰減，是由單模和多模光纖的內(nèi)在和外在特性引起的。如果想要知道如何計算網(wǎng)絡中的光纖損耗，就要解決這些因素。

以下是計算光纖損耗預算時需要考慮的一些因素：固有衰減損耗：該術(shù)語涉及三種類型的損耗——吸收損耗、散射損耗和色散損耗。散射損失：它們是由于成分波動、材料密度、制造缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻性的微小變化引起的。通常，這些變化可以在微觀水平上觀察到。色散損耗：有時，光信號在通過光纖傳輸時可能會失真，這導致色散損耗。色散損耗有兩種類型：模式內(nèi)和模式間。模內(nèi)色散主要是由于脈沖在單模光纖中的擴展引起的。這種脈沖擴展是由于傳播常數(shù)或折射率沿長度的變化而發(fā)生的。相反，模間色散是由于多模光纖模式之間的傳播延遲而發(fā)生的脈沖展寬。吸收損耗：這些被認為是光纜中光損耗的主要原因之一。光子在傳輸過程中與不同的玻璃成分、金屬離子或電子相互作用。光在這種相互作用過程中被吸收并轉(zhuǎn)化為其他能量形式，例如熱、波長雜質(zhì)和分子共振。50/125 μm 和 6.25/125 μm 多模光纖的本征衰減為 3.5dB/km@850nm，9 μm 單模光纖的本征衰減為 0.4 dB/Km @1310nm 和 0.3 dB/Km@1550nm。插入損耗：也稱為連接器損耗，是設(shè)備插入光纖或傳輸線時發(fā)生的光功率損耗。一般來說，工廠組裝的單模連接器的損耗在0.1-0.2dB范圍內(nèi)，而現(xiàn)場端接連接器的損耗可能高達0.2-1.0dB。多模連接器的損耗為 0.2-0.5 dB。發(fā)射器：激光發(fā)射器和LED發(fā)射器是大多數(shù)光纖網(wǎng)絡中使用的兩種重要的發(fā)射器類型。激光發(fā)射器有低、中、高三種類型，也稱為短距離、中距離和長距離發(fā)射器。LED 發(fā)射器有標準和高功率 LED 發(fā)射器可供選擇。發(fā)射器的正確選擇取決于所使用的光纖類型。選擇這些發(fā)射器時，需要關(guān)注連接器處的光輸出因素。例如，-5dB 是最常見的光輸出。使用的光纖類型：大多數(shù)網(wǎng)絡使用單模或多模光纖或兩者兼而有之。大多數(shù)多模光纖的損耗因數(shù)為 2.5 (@850nm) 和 0.8 (@1300 nm) dB/km。與此相反，單模光纖的損耗因數(shù)為 0.25 (@1550nm) 和 0.35 (@1310nm) dB/km。單模光纖與激光發(fā)射器兼容，可提供短距離和長距離類型。多模光纖通常與 LED 發(fā)射器集成，因為由于缺乏能量，它們的傳輸距離不會超過 1 公里。高功率 LED 發(fā)射器與單模光纖一起使用。光纖損耗系數(shù)：損耗系數(shù)通常由制造商定義，單位為 dB/公里。光纖損耗系數(shù)的計算可以簡單地計算為損耗系數(shù)×距離。該距離是光纜的總長度，而不僅僅是網(wǎng)絡的距離。冗余量：這是一個廣義術(shù)語，涵蓋多個因素，例如接收器和發(fā)射器組件的老化、光纖老化、光纜的扭曲和彎曲、未來添加設(shè)備的范圍、為修復電纜斷裂而添加的接頭。一般來說，光纖損耗預算冗余量保持在3到10dB之間。光纖熔接：熔接有助于連接光纖的兩端。這樣做是為了確保通過電纜的光與單根光纖一樣強。機械接頭和熔斷接頭是光纜網(wǎng)絡中使用的兩種重要接頭類型。其中，機械接頭在光纖端部使用連接器組，而在熔接類型中，光纖端部直接插接。機械接頭的損耗通常被認為在每個連接器 0.1-1.5 dB 的范圍內(nèi)，而在熔接接頭中，每個接頭的損耗為 0.1-0.5dB。由于損耗系數(shù)低，熔接接頭最受青睞。彎曲：一小部分光纖損耗是由彎曲引起的。這種彎曲可能是由于電纜處理不當造成的。彎曲有兩種類型——宏彎曲和微彎曲。宏彎曲是指電纜中的較大彎曲，而微彎曲是指電纜中的小彎曲。

如何計算光纖損耗

要計算光纖損耗，需要了解以下這些公式：

總鏈路損耗 = 熔接損耗 + 電纜衰減 + 連接器損耗 + 安全冗余

熔接損耗 (dB) = 熔接損耗容限 (dB) x 熔接數(shù)量

電纜衰減 (dB) = 最大電纜衰減系數(shù) (dB/km) × 長度 ( km)

連接器損耗 (dB) = 連接器損耗容限 (dB) x 連接器對數(shù)

總損耗是光纖段中多個變量的總和。盡管了解了如何計算光纖損耗，但請記住這只是一個估計。根據(jù)不同因素，實際值可能會偏高或偏低，因此需要保持平衡。

例如，如果考慮 40 公里長的單模鏈路，在 1310nm 處有 5 個接頭和 2 個連接器對，則計算結(jié)果為：電纜衰減 (dB) = 40km x 0.4 dB/km熔接損耗 = 0.1dB/km x 5連接器損耗 = 0.75dB x2安全裕度=3.0dB鏈路損耗：40km x 0.4 dB/km + 0.1dB/km x5 + 0.75dBx + 3.0dB

計算表明，通過光纖鏈路傳輸至少需要 21dB 功率。設(shè)置網(wǎng)絡后，需要測量并驗證實際的鏈路損耗。這將有助于識別性能問題）。

減少網(wǎng)絡中光纖損耗的技巧

總結(jié)

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