Макро изгиб оптического волокна - причины и последствия

0:14:05

Кроме того, очень важным показателем является угол, с которым сигнал падает на границу раздела двух сред. Видите, здесь на слайде модель оптического волокна. Как она формировалась, мы рассмотрели в прошлой презентации на прошлом вебинаре. Центральная темная часть - это сердцевина оптического волокна. Она выполнена из более плотного материала, поэтому она темнее. Оболочка выполнена из менее плотного материала, поэтому она здесь светлее. 

• Если оптический свет падает на границу раздела двух сред с острым углом к нормали (менее чем альфа), то большая часть энергии преломляется и уходит за пределы сердцевины.
• При угле падения света равным альфа -  свет тоже преломляется, но начинает распространяться по границе раздела двух сред. Вы, кстати, это видели в видео перед началом вебинара. Затухание в таком случае большое, поэтому тоже не используется для передачи такой эффект.
• Самый идеальный случай – полное внутреннее отражение, которое происходит при падении света из более плотной среды на границу раздела с менее плотной при угле падения больше граничного (альфа).

Угол падения света на границу раздела двух сред (сердцевины и оболочки волокна в данном случае) называется граничным углом в случае, если после прохождения его свет начал распространяться по границе раздела двух сред. Эффект полного внутреннего отражения наблюдается при падении из более плотной среды на границу раздела с менее плотной при угле падения больше граничного.

0:16:11

Перейдём и рассмотрим каждый эффект по отдельности. Угол к нормали острый, в результате чего, по закону Френеля, конечно же, угол падения равен углу отражения. Соответственно, отражение сигнала есть, но в данном случае отражённый сигнал очень маленькой мощности. Поэтому буквально несколько метров он пройдёт далее в зависимости от этого угла и затухнет полностью. Основная же часть мощности уходит за пределы сердцевины оптического волокна и вообще выходит за пределы оптического волокна.

0:16:57

Следующий - граничный угол. В данном случае вся мощность сигнала преломляется и распространяется по границе раздела двух сред.

0:17:12

И наконец -  эффект полного внутреннего преломления или отражения. Представьте себе, свет в волокне распространяется, отражаясь под таким углом от границы раздела двух сред. И теперь представьте, это волокно мы изгибаем с большим углом. В результате чего этот угол

0:17:44  

превращается в этот угол, что продемонстрировано на картинке.

0:17:52

Когда мы изогнули оптическое волокно,  угол падения света стал острым, в результате чего свет вышел за пределы оптического волокна. Если мы светим красным светом, то мы наблюдаем в патч-корде такую картину (свет на оболочке патчкорда и на изгибе волокна в сплайс кассете). ​​​

Это событие называется макроизгиб. На макроизгибе всегда наблюдаются очень большие потери, больше чем на сварке, коннекторе зачастую. Его очень трудно локализовать, потому что макроизгиб выглядит на рефлектограмме. Тему рефлектометров мы будем обсуждать в одном из следующих вебинаров.

В данном случае чтобы определить макроизгиб, необходимо использовать рефлектометр с двумя длинами волн. Потому что чем больше длина волны, например, 850 нм меньше чем 1310 нм, 1310 нм меньше чем 1550 нм. Чем больше длина волны, тем больше мощности сигнала будет выходить на макроизгибе. Если на одном и том же макроизгибе светить двумя разными длинами волн, то на 1310 нм потеряется меньше сигнала на макроизгибе, а на 1550 нм потеряется больше сигнала на макроизгибе.

0:20:07

Так как макроизгиб визуально на рефлектограмме выглядит так же, как и сварка, то единственным способом различить сварку и макроизгиб или понять, на чём же у нас такие потери: на сварке или макроизгибе, нам надо только померить двумя длинами волн: на 1310 нм чаще всего и на 1550 нм и сравнить результаты. Если на большей длине волны потери существенно больше - то на рефлектограмме макроизгиб. Если потери одинаковые, или отличаются не существенно (на несколько процентов) - то это сварка.

Посмотрите на слайде. На длине волны 1310 нм (черная линия) мы видим неотражающее событие с маленькими потерями. А на длине волны 1550 нм (красная линия) потери очень большие. То в данном это не сварка, а макроизгиб (или сварка + макроизгиб), который появилс в результате неправильной укладки волокна в сплайс кассете.

В результате в данном случае вы видите явное изображение макроизгиба на рефлектограмме. 

0:20:40

Поэтому старайтесь оптическое волокно сильно не изгибать, потому как макроизгибы вносят очень большие потери в передачу сигнала по оптоволокну.

Хотел бы также напомнить, структуру волокна, хотя мы это рассматривали на предыдущем вебинаре.

1. Сердцевина (​диаметр сердцевины в одномодовом волокне 8 мкм)
2. Оболочка (диаметр оболочки равен 125 мкм и у одномодового и у многомодового кварцевого волокна.
3. Буферный слой. Бывает плотный буфер – 900 мкм или стандартный буфер из акрилового лака, как мы рассматривали на предыдущем вебинаре, он имеет диаметр 250 мкм.