Teoria strat i rozwiązanie światłowodu w transmisji

Charakterystyka strat transmisyjnych światłowodu jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o odległości transmisji, stabilności transmisji i niezawodności sieci optycznej.Przyczyny utraty transmisji światłowodowej są różne.W budowie i utrzymaniu światłowodowej sieci komunikacyjnej na uwagę zasługują przede wszystkim przyczyny strat transmisji w wykorzystaniu światłowodu oraz sposoby ich ograniczania.Utrata transmisji spowodowana użyciem światłowodu obejmuje głównie utratę połączenia (utrata wrodzona, utrata połączenia i utrata połączenia ruchomego światłowodu) i utrata połączenia (strata zgięcia i utrata spowodowana innymi czynnikami konstrukcyjnymi i środowiskiem aplikacji).
1. Utrata połączenia i jej rozwiązanie

1.1 utrata połączenia
Utrata połączenia światłowodu obejmuje głównie: utratę wewnętrzną spowodowaną przez czynniki wewnętrzne światłowodu, utratę połączenia i utratę połączenia ruchomego wywołaną przez czynniki zewnętrzne światłowodu.
(1) Wrodzona utrata światłowodu wynika głównie z niespójności średnicy pola modowego światłowodu;Niedopasowanie średnicy rdzenia włókna;Przekrój rdzenia włókna nie jest okrągły;Koncentryczność rdzenia włókna i płaszcza jest słaba w czterech punktach;Najważniejszym czynnikiem jest niespójność średnicy pola modu.
(2) Strata spawalnicza czynników niesamoistnych jest spowodowana głównie przez przemieszczenie osiowe;Nachylenie osi (kąt);Separacja czoła (prześwit);Powierzchnia czołowa światłowodu jest niekompletna;Różnica współczynnika załamania;Nieczysta powierzchnia końcowa światłowodu jest spowodowana innymi czynnikami, takimi jak poziom obsługi personelu wykonującego spawanie, etapy operacji, czystość spawanej elektrody elektromechanicznej, ustawienie parametrów spawania, czystość środowiska pracy i tak dalej.
(3) Utrata połączenia ruchomego z czynników niesamoistnych jest spowodowana głównie słabą jakością, słabym kontaktem, nieczystością złącza ruchomego i niektórymi z tych samych czynników, co straty spawalnicze (takie jak przemieszczenie osiowe, luz czołowy, kąt składania, różnica współczynnika załamania światła itp.).
1.2 rozwiązanie utraty połączenia
(1) Podczas projektowania, budowy i konserwacji wybiera się światłowody wysokiej jakości o spójnych właściwościach.Ta sama partia wysokiej jakości gołych światłowodów znanych marek powinna być jak najbardziej zastosowana w jednej linii, tak aby jak najbardziej odpowiadać charakterystyce światłowodów, tak aby zminimalizować wpływ średnicy pola modowego na łączenie światłowodów strata.
(2) Konstrukcja kabla optycznego powinna być wykonywana w ścisłej zgodności z przepisami i wymaganiami
Spróbuj skonfigurować cały panel (pojedynczy panel ≥ 500m), aby zminimalizować liczbę połączeń.Podczas układania należy ściśle przestrzegać numeru szpuli kabla i kolejności zakończenia, aby zminimalizować straty.
(3) Wybierz doświadczonych i dobrze wyszkolonych następców do połączenia i testowania
Poziom personelu łączącego bezpośrednio wpływa na wielkość utraty połączenia.Personel łączący powinien łączyć się ściśle zgodnie z przepływem procesu spawania światłowodu i ściśle kontrolować utratę połączenia.W trakcie procesu zgrzewania należy stale monitorować reflektometr w domenie optycznej (OTDR) (straty na łączeniu ≤ 0,08dB/szt.).Jeżeli nie spełnia wymagań, należy go ponownie zgrzać.W przypadku stosowania optycznego reflektometru w dziedzinie czasu (OTDR), strata złącza powinna być mierzona z dwóch kierunków, a średnia z dwóch wyników powinna być uzyskana w celu wyeliminowania błędu czynnika ludzkiego jednokierunkowego pomiaru OTDR.
(4) Upewnij się, że środowisko połączenia spełnia wymagania
Surowo zabrania się pracy na świeżym powietrzu w zakurzonym i wilgotnym środowisku.Części połączenia kabla optycznego, narzędzia i materiały powinny być utrzymywane w czystości i nie mogą powodować zawilgocenia złącza światłowodowego.Przecinane światłowód musi być czysty i wolny od brudu.Światłowód po przecięciu nie powinien być zbyt długo wystawiony na działanie powietrza, szczególnie w zakurzonym i wilgotnym środowisku.Gdy temperatura otoczenia przy przyłączu jest zbyt niska, należy podjąć niezbędne środki grzewcze.
(5) Przygotowanie idealnej powierzchni końcowej światłowodu
Przygotowanie czoła światłowodu jest najbardziej krytycznym procesem połączenia światłowodu.Doskonałość czoła światłowodu jest jednym z ważnych powodów określania utraty połączenia światłowodu.Wysokiej jakości powierzchnia czołowa powinna być płaska, bez zadziorów i wad oraz prostopadła do osi.Nachylenie osi czoła światłowodu powinno być mniejsze niż 0,3 stopnia, pokazując gładkie i płaskie lustro i utrzymywane w czystości, aby uniknąć zanieczyszczenia pyłem.Wysokiej jakości nóż tnący powinien być dobrany i prawidłowo użyty do cięcia światłowodu.Czyszczenie, cięcie i spawanie gołych włókien powinno być ściśle połączone, a odstępy nie powinny być zbyt długie.Podczas przesuwania światłowodu należy obchodzić się z nim delikatnie, aby zapobiec uszkodzeniu czoła światłowodu w wyniku kolizji z innymi przedmiotami.
(6) Prawidłowe użytkowanie spawarki
Prawidłowe użytkowanie spawarki jest ważną gwarancją i kluczowym ogniwem zmniejszającym straty połączenia światłowodowego.
① Spawarka będzie działać prawidłowo, ściśle według instrukcji obsługi i procedur spawarki.
② Umieść światłowód w rozsądnym miejscu.Podczas umieszczania światłowodu w V-rowku spawarki działanie powinno być lekkie.Dzieje się tak dlatego, że dla światłowodu jednomodowego o średnicy rdzenia 10 nm, jeśli strata w wyniku połączenia jest mniejsza niż 0,1 dB, promieniowe przesunięcie osi światłowodu jest mniejsze niż 0,8 nm.
③ Prawidłowo i rozsądnie ustawić parametry spawania (prąd przed rozładowaniem, czas, główny prąd rozładowania, główny czas rozładowania itp.) zgodnie z rodzajem światłowodu.
④ Pył w spawarce (szczególnie kurz w oprawie, każdym lustrze i rowku w kształcie litery V oraz resztki włókien) należy usunąć na czas podczas i po użyciu.
⑤ Żywotność elektrody elektromechanicznej do spawania wynosi na ogół około 2000 razy.Po długim czasie użytkowania elektroda ulegnie utlenieniu, co spowoduje duży prąd rozładowania i zwiększone straty spawalnicze.W tym momencie elektrodę można wyjąć, delikatnie przetrzeć watą medyczną chłonną nasączoną alkoholem, a następnie zainstalować na spawarce i raz wyładować do czyszczenia.Jeśli prąd rozładowania jest nadal zbyt duży po wielokrotnym czyszczeniu, należy ponownie wymienić elektrodę.
(7) Wysokiej jakości i kwalifikowane łączniki ruchome powinny być wybierane tak dalece, jak to możliwe, aby zapewnić, że wskaźniki wydajności łączników spełniają odpowiednie przepisy.Tłumienie wtrąceniowe ruchomych złączy powinno być kontrolowane poniżej 0,3 dB/szt. (lub nawet mniej), a dodatkowe tłumienie nie powinno być większe niż 0,2 dB/szt.
(8) Ruchome złącze powinno być dobrze połączone i mocno połączone, aby zapobiec wyciekowi światła
(9) Upewnij się, że ruchome złącze jest czyste
Podczas budowy i konserwacji należy zwrócić uwagę na czyszczenie wtyczki i adaptera (kołnierza) i zapewnić czystość maszynowni i otoczenia sprzętu, bezwzględnie chronić wtyczkę i adapter (kołnierz) przed brudem i kurzem oraz zminimalizować straty rozpraszania.
2. Strata nieciągła i jej rozwiązanie
2.1 nieciągła strata
Brak strat połączenia spowodowany użyciem światłowodu obejmuje głównie straty zginania i straty spowodowane innymi czynnikami konstrukcyjnymi i środowiskiem aplikacji.
(1) Utrata promieniowania spowodowana zginaniem, gdy światłowód jest mocno wygięty, a promień gięcia jest porównywalny ze średnicą rdzenia, zmieni się jego charakterystyka transmisji.Duża liczba modów przewodzenia jest przekształcana w mody promieniowania, które nie przenoszą się dalej, ale wchodzą do płaszcza i są pochłaniane przez powłokę lub płaszcz, co powoduje dodatkowe straty w światłowodzie.Straty na zginaniu światłowodu mają dwa typy: makro straty na zginaniu i mikro straty na zginaniu.
① Straty makro na zginaniu dodatkowe straty spowodowane zginaniem (makro zginaniem) światłowodu o promieniu krzywizny znacznie większym niż średnica światłowodu.Głównymi przyczynami są: frezowanie toczenie i gięcie w układaniu;Gięcie spowodowane różnymi rezerwacjami światłowodu i kabla (pierścień rezerwujący, różne gięcia i gięcia naturalne);Nawijanie światłowodu w skrzynce połączeniowej, nawijanie światłowodu w maszynowni i sprzęcie itp.
② Straty mikrozginania generowanie osi światłowodu μ Głównymi przyczynami dodatkowych strat spowodowanych zginaniem w klasie M (mikro zginaniem) są: losowe mikrozginanie spowodowane nierównomiernym naprężeniem każdej części spowodowane małą nieregularnością powierzchni nośnej podczas okablowania światłowodu ;Mikro gięcie utworzone przez nierówne połączenie między rdzeniem a okładziną;Mikro zginanie spowodowane nierównomiernym naprężeniem podczas układania kabla optycznego;Mikrozgięcie powstałe w wyniku nierównomiernego bocznego nacisku na światłowód;Gdy światłowód napotyka zmianę temperatury, tworzy mikrozgięcia z powodu rozszerzalności cieplnej i skurczu na zimno.
(2) Straty spowodowane innymi czynnikami konstrukcyjnymi i środowiskiem aplikacji
① Strata spowodowana niestandardowym kablem optycznym na półce.Kabel optyczny o strukturze warstwowej luźnej tulei jest podatny na takie straty, ponieważ po pierwsze, wiele luźnych tulei na górnej półce kabla optycznego jest skręconych ze sobą;Po drugie, gdy luźna rura jest połączona z bagnetem dysku mocującego włókno skrzynki połączeniowej za pomocą opaski, luźna rura jest ostro zginana;Po trzecie, gdy kabel optyczny jest umieszczany na półce, metalowy element wzmacniający i luźna tuleja światłowodu są niewspółosiowe w górę iw dół.Te czynniki zwiększą stratę.
② Strata spowodowana słabym skurczem termicznym i ochroną przed klejem topliwym.Głównymi przyczynami są: jednym z nich jest problem z jakością samej rury ochronnej do kleju termotopliwego, który zniekształca i wytwarza pęcherzyki po kleju termotopliwym;Po drugie, gdy grzałka spawarki jest rozgrzana, parametry grzania są niewłaściwie ustawione, co skutkuje deformacją rurki ochronnej termotopliwej lub powstawaniem pęcherzyków;Trzecim jest to, że rura termokurczliwa nie jest czysta, jest kurz lub żwir, a miejsce połączenia jest uszkodzone podczas topienia na gorąco, co powoduje zwiększone straty.
③ Straty spowodowane niestandardową konstrukcją bezpośrednio zakopanego kabla optycznego.Przyczyny są następujące: po pierwsze, kabel optyczny nie jest zakopany wystarczająco głęboko i ulega uszkodzeniu po zwinięciu ciężkimi przedmiotami;Drugi to niewłaściwe poprowadzenie kabla optycznego, które powoduje, że kabel optyczny jest poddawany siłom zewnętrznym poza dopuszczalnym zakresem obciążenia ze względu na zmiany środowiska i terenu;Po trzecie, dno rowu kabla optycznego jest nierówne, kabel optyczny jest wygięty w łuk i zawieszony, a po zasypaniu występuje naprężenie szczątkowe;Po czwarte, zewnętrzna warstwa ochronna kabla optycznego jest uszkodzona z innych przyczyn, co powoduje napływ wody i utratę wodoru.
④ Strata spowodowana niestandardową konstrukcją napowietrznego kabla optycznego.Główne przyczyny są następujące: po pierwsze, podczas konstrukcji układania kabla optycznego, kabel optyczny robi małe kółka, zgięcia, skręcenia i tylne zapięcia, szarpnięcia i skoki podczas trakcji, a chwilowa maksymalna siła pociągowa jest zbyt duża;Drugi to niewłaściwe użycie haka kabla optycznego, kierunek zaciskania jest niespójny, występują zagięcia węża, odstępy są zbyt małe, a kabel optyczny jest naprężony z powodu nadmiernego zwisu;Po trzecie, kabel optyczny zwinięty na słupie nie jest mocno zamocowany, a kabel optyczny jest uszkodzony przez długotrwałą siłę zewnętrzną i krótkotrwałą siłę uderzenia;Po czwarte, kabel optyczny jest ułożony zbyt ciasno, a naturalne wydłużenie kabla optycznego nie jest brane pod uwagę;Po piąte, zewnętrzna powłoka kabla optycznego jest uszkodzona z innych przyczyn, co powoduje napływ wody i utratę wodoru.
⑤ Straty spowodowane niestandardową konstrukcją rurociągu i kabla optycznego.Powody są następujące: po pierwsze, gdy kabel optyczny jest rozłożony metodą sieciową, prędkość trakcji nie jest dobrze kontrolowana, a kabel optyczny ma tylne zapięcie i przepięcie;Po drugie, po przełożeniu kabla optycznego nie ma ochronnej plastikowej rury pomocniczej, a kabel optyczny jest porysowany;Po trzecie, zewnętrzna powłoka kabla optycznego jest uszkodzona z innych powodów, co powoduje napływ wody i utratę wodoru.
⑥ Wiązanie i nawijanie pigtaili i zworek światłowodowych w maszynowni i wyposażeniu nie jest standardowe i występuje nawijanie krzyżowe, co powoduje straty.
⑦ Jakość puszki złączy kabla optycznego jest niska, opakowanie i instalacja puszki złączy nie są znormalizowane, a puszka złączy jest uszkodzona z powodu efektów zewnętrznych, co powoduje utratę wody i wodoru.
⑧ Strata spowodowana odkształceniem rozciągającym kabla optycznego podczas montażu, zbyt dużym naciskiem do zaciśnięcia kabla optycznego w skrzynce spawu, zbyt mocnym zaciśnięciem tuby termotopliwej w korytku światłowodowym oraz niestandardowym nawinięciem światłowodu włókno w tacce na błonnik.
2.2 rozwiązanie problemu braku połączenia
(1) Podczas badań inżynieryjnych, projektowania i budowy należy wybrać najlepszą trasę i sposób jej układania.
(2) Bardzo ważne jest ustanowienie i wybór wysokiej jakości zespołu budowlanego, aby zapewnić jakość budowy.Wszelkie zaniedbania konstrukcyjne mogą zwiększyć straty światłowodu.
(3) Podczas projektowania, budowy i konserwacji należy aktywnie podejmować praktyczne i skuteczne „cztery środki zapobiegawcze” (ochrona odgromowa, ochrona przed elektrycznością, ochrona przed korozją i ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi) w celu wzmocnienia ochrony.
(4) Użyj wspornika, aby przytrzymać szpulę kabla, aby ułożyć kabel optyczny.Nie należy układać kabla optycznego w sposób podobny do tego ze szpuli po opuszczeniu szpuli kabla i nie dopuścić do skręcenia kabla optycznego.Podczas układania kabli optycznych należy wzmocnić ujednolicone dowodzenie i komunikację oraz przyjąć naukowe i rozsądne metody trakcji.Prędkość rozmieszczenia nie może być zbyt duża;Długość ciągłego wdrażania nie powinna być zbyt długa.Jeśli to konieczne, należy użyć odwróconego słowa „8” do rozłożenia od środka do obu końców.Zachowaj ostrożność i podejmij niezbędne środki ochronne w rogach i innych miejscach, które mogą uszkodzić kabel optyczny.W przypadku układania kabli optycznych w obszarach śródmiejskich i innych sytuacjach wymagających czasowego ułożenia kabli optycznych, należy zastosować krążek w kształcie 8, aby zabezpieczyć kable optyczne przed skręcaniem.
(5) Podczas układania kabli optycznych należy zwrócić uwagę na dopuszczalne napięcie znamionowe i ograniczenie promienia gięcia.Podczas układania kabli optycznych surowo zabrania się wykonywania małych kółek, zginania i skręcania kabli optycznych, aby zapobiec odkształceniom i przepięciom.Siła trakcyjna nie może przekraczać 80% dopuszczalnej wartości kabla optycznego, a chwilowa maksymalna siła trakcyjna nie może przekraczać 100%.Do wzmocnienia kabla optycznego należy dodać siłę uciągu, zwracając szczególną uwagę, aby nie szarpać i nie załamywać.Gdy kabel optyczny obraca się, promień gięcia nie powinien być mniejszy niż 15 ~ 20-krotność zewnętrznej średnicy kabla optycznego.
(6) Nie używaj gorszych rękawów termokurczliwych, zwłaszcza tych, które zostały wygięte i zdeformowane.Takie tuleje będą generować naprężenia wewnętrzne podczas termokurczliwości, które zostaną przyłożone do światłowodu w celu zwiększenia strat.Podczas przenoszenia i przechowywania obudowy należy zwracać uwagę na jej czyszczenie i zapobiegać przedostawaniu się ciał obcych do obudowy.
(7) Podczas operacji łączenia długość odizolowywania powinna być określona zgodnie z rozmiarem tarczy odbiorczej, a długość odizolowywania powinna być jak najdłuższa, tak aby światłowód można było spokojnie nawinąć w zamknięciu (zastrzeżone długość tarczy to 60 ~ 100cm).Należy zwrócić uwagę na przechowywanie światłowodu po zgrzaniu (nawijanie światłowodu i mocowanie światłowodu).Podczas nawijania włókna im większy promień cewki, tym większy radian i mniejsze straty na całej linii.Dlatego konieczne jest zachowanie pewnego promienia (R ≥ 40mm), aby uniknąć niepotrzebnych strat.Kluczem do połączenia kabla optycznego z dużym rdzeniem jest przechowywanie.Podczas operacji łączenia należy dobrze kontrolować głębokość przecinania kabla w kablu optycznym, a luźna tuleja nie powinna być spłaszczana w celu wymuszenia światłowodu.Należy używać kwalifikowanych materiałów łączeniowych i prawidłowo pakować i instalować skrzynkę połączeniową zgodnie ze specyfikacjami i wymaganiami eksploatacyjnymi.
(8) Maszynownia powinna być tak czysta, jak to tylko możliwe.Włókno ogonka powinno być chronione pasem nawojowym lub należy użyć drutu do włókna ogonka oddzielnie, aby uniknąć nawijania poprzecznego między włóknem ogonka lub innymi liniami łączącymi, a włókno ogonka (nawet do użytku tymczasowego) nie powinno być umieszczane gdzie stopa może nadepnąć.Podczas zakańczania kabla optycznego należy zwrócić uwagę, aby uniknąć odpowiedniego kąta zworki w trasowaniu, zwłaszcza nie wiązać zworki pod kątem prostym taśmą plastikową, w przeciwnym razie utrata światłowodu zwiększy się z powodu długotrwałego naprężenia.Skoczek powinien podążać za zakrętem podczas skręcania, a promień gięcia nie może być mniejszy niż 40mm.Podczas układania upewnij się, że skoczek jest wolny od naprężeń i nacisków, aby uniknąć długotrwałego zmęczenia skoczka.Nie wiąż warkoczy zbyt ciasno podczas ODF.
(9) Wzmocnienie codziennej konserwacji i konserwacji technicznej linii kablowych optycznych.
Światłowody to nieunikniony rozwój ery informacji, a wzajemne połączenia sieci optycznych to jutro cyfrowej ziemi.Wraz z budową i działaniem różnych światłowodowych sieci komunikacyjnych na wszystkich poziomach, stawienie czoła i rozwiązywanie strat transmisji spowodowanych użyciem światłowodu znacznie poprawi i zoptymalizuje wydajność transmisji światłowodowej sieci komunikacyjnej w projektowaniu, budowie i konserwacji światłowodów inżynieria komunikacji światłowodowej.