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Les connaissances essentielles sur les fibres optiques et les câbles, les recueillir!

2013-08-01

1.Comment les fibres optiques sont-elles combinées ?

 

Réponse : La fibre optique se compose de deux parties principales : un cœur composé de matériaux optiques transparents et une couche de revêtement.

 

2. Quels sont les paramètres de base qui décrivent les caractéristiques de transmission des lignes à fibre optique ?

 

Réponse : Ils incluent la perte, la dispersion, la bande passante, la longueur d’onde de coupure, le diamètre du champ modal, etc.

 

3. Quelles sont les causes de l’atténuation des fibres ?

 

Réponse : L'atténuation de la fibre fait référence à la réduction de la puissance optique entre deux sections transversales d'une fibre, qui est liée à la longueur d'onde. Les principales causes d'atténuation sont la diffusion, l'absorption et la perte optique causées par les connecteurs et les joints.

 

4. Comment est défini le coefficient d’atténuation de la fibre optique ?

 

Réponse : Elle est définie par l'atténuation par unité de longueur d'une fibre optique uniforme dans un état stable (dB/km).

 

5. Qu'est-ce que la perte d'insertion ?

 

Réponse : Cela fait référence à l’atténuation causée par l’insertion de composants optiques (tels que l’insertion de connecteurs ou de coupleurs) dans la ligne de transmission optique.

 

6. À quoi se rapporte la bande passante de la fibre optique ?

 

Réponse : La bande passante de la fibre optique fait référence à la fréquence de modulation lorsque l'amplitude de la puissance optique est réduite de 50 % ou de 3 dB par rapport à l'amplitude de fréquence nulle dans la fonction de transfert de la fibre optique. La bande passante de la fibre optique est approximativement inversement proportionnelle à sa longueur, et le produit de la bande passante et de la longueur est une constante.

 

7. Combien de types de dispersion de fibre optique existe-t-il ? À quoi cela se rapporte-t-il ?

 

Réponse : La dispersion d'une fibre optique fait référence à l'élargissement du retard de groupe dans une fibre optique, y compris la dispersion modale, la dispersion matérielle et la dispersion structurelle. Elle dépend des caractéristiques de la source lumineuse et de la fibre optique.

 

8. Comment décrire les caractéristiques de dispersion des signaux se propageant dans la fibre optique ?

 

Réponse : Cela peut être décrit par trois quantités physiques : l’élargissement de l’impulsion, la bande passante de la fibre optique et le coefficient de dispersion de la fibre optique.

 

9. Quelle est la longueur d’onde de coupure ?

 

Réponse : Il s'agit de la longueur d'onde la plus courte qui ne peut transmettre que le mode fondamental dans la fibre optique. Pour une fibre optique monomode, sa longueur d'onde de coupure doit être plus courte que la longueur d'onde de la lumière transmise.

 

10. Quel impact la dispersion de la fibre optique aura-t-elle sur les performances du système de communication par fibre optique ?

 

Réponse : La dispersion de la fibre optique entraînera l’élargissement de l’impulsion optique pendant la transmission dans la fibre optique, affectant le taux d’erreur binaire, la distance de transmission et le débit du système.

 

11. Quelle est la méthode de rétrodiffusion ?

 

Réponse : La méthode de rétrodiffusion est une méthode de mesure de l'atténuation sur toute la longueur d'une fibre optique. La majeure partie de la puissance optique dans la fibre optique se propage vers l'avant, mais une petite partie est rétrodiffusée vers l'émetteur de lumière. En utilisant un spectromètre au niveau de l'émetteur de lumière pour observer la courbe temporelle de rétrodiffusion, non seulement la longueur et l'atténuation de la fibre optique uniforme connectée peuvent être mesurées à partir d'une extrémité, mais également les irrégularités locales, les points de rupture et la perte de puissance optique causée par les joints et les connecteurs peuvent être mesurés.

 

12. Quel est le principe de test du réflectomètre optique temporel (OTDR) ? Quelles sont ses fonctions ?

 

Réponse : L'OTDR est basé sur le principe de rétrodiffusion de la lumière et de réflexion de Fresnel. Il utilise la lumière rétrodiffusée générée lorsque la lumière se propage dans la fibre optique pour obtenir des informations sur l'atténuation. Il peut être utilisé pour mesurer l'atténuation de la fibre optique, la perte de jonction, la localisation des points de défaut de la fibre optique et comprendre la distribution des pertes sur toute la longueur de la fibre optique. C'est un outil indispensable dans la construction, la maintenance et la surveillance des câbles optiques. Ses principaux indicateurs comprennent : la plage dynamique, la sensibilité, la résolution, le temps de mesure et la zone aveugle.

 

13.Quelle est la zone aveugle de l'OTDR ? Quel est l'impact sur le test ? Comment gérer la zone aveugle lors des tests réels ?

 

Réponse : Généralement, une série de « points aveugles » causés par la saturation de l’extrémité de réception OTDR en raison des réflexions générées par des points caractéristiques tels que des connecteurs actifs et des joints mécaniques sont appelés zones aveugles.

 

Les zones aveugles dans les fibres optiques sont divisées en zones aveugles d'événement et zones aveugles d'atténuation : la distance entre le point de départ du pic de réflexion et le pic de saturation du récepteur provoqué par l'intervention de connecteurs actifs est appelée zones aveugles d'événement ; la distance entre le point de départ du pic de réflexion et d'autres points d'événement identifiables provoqués par l'intervention de connecteurs actifs dans les fibres optiques est appelée zones aveugles d'atténuation.

 

Pour l'OTDR, plus la zone aveugle est petite, mieux c'est. La zone aveugle augmentera avec l'augmentation de la largeur de l'élargissement de l'impulsion. Bien que l'augmentation de la largeur d'impulsion augmente la longueur de mesure, elle augmente également la zone aveugle de mesure. Par conséquent, lors du test des fibres optiques, des impulsions étroites doivent être utilisées pour mesurer la fibre optique et les points d'événements adjacents des accessoires OTDR, tandis que des impulsions larges doivent être utilisées pour mesurer l'extrémité éloignée de la fibre optique.

 

14. L'OTDR peut-il mesurer différents types de fibres optiques ?

 

R : Si vous utilisez un module OTDR monomode pour mesurer une fibre multimode ou si vous utilisez un module OTDR multimode pour mesurer une fibre monomode avec un diamètre de cœur de 62,5 mm, le résultat de la mesure de la longueur de fibre ne sera pas affecté, mais les résultats de la perte de fibre, de la perte de connecteur optique et de la perte de retour seront incorrects. Par conséquent, lors de la mesure de la fibre optique, vous devez choisir un OTDR qui correspond à la fibre mesurée à mesurer, afin de pouvoir obtenir les résultats corrects pour tous les indicateurs de performance.

 

15. Que signifie « 1310 nm » ou « 1550 nm » dans les instruments de test optiques courants ?

 

R : Il s'agit de la longueur d'onde du signal optique. La gamme de longueurs d'onde utilisée dans la communication par fibre optique se situe dans la région proche infrarouge, avec une longueur d'onde comprise entre 800 nm et 1700 nm. Elle est souvent divisée en bandes de longueurs d'onde courtes et en bandes de longueurs d'onde longues, la première faisant référence à la longueur d'onde de 850 nm et la seconde à 1310 nm et 1550 nm.

 

16. Dans les fibres optiques commerciales actuelles, quelle longueur d'onde de lumière présente la plus petite dispersion ? Quelle longueur d'onde de lumière présente la plus petite perte ?

 

Réponse : La lumière avec une longueur d’onde de 1 310 nm présente la plus petite dispersion, et la lumière avec une longueur d’onde de 1 550 nm présente la plus petite perte.

 

17. Comment les fibres optiques sont-elles classées en fonction du changement de l'indice de réfraction du cœur de la fibre optique ?

 

Réponse : Elles peuvent être divisées en fibres optiques à saut d'indice et fibres optiques à gradient d'indice. Les fibres optiques à saut d'indice ont une bande passante étroite et conviennent aux communications à courte distance de faible capacité ; les fibres optiques à gradient d'indice ont une large bande passante et conviennent aux communications de moyenne et grande capacité.

 

18. Comment les fibres optiques sont-elles classées en fonction des différents modes d'ondes lumineuses transmis dans les fibres optiques ?

 

Réponse : Elles peuvent être divisées en fibres optiques monomodes et en fibres optiques multimodes. Le diamètre du cœur des fibres optiques monomodes est d'environ 1 à 10 µm. À une longueur d'onde de travail donnée, un seul mode fondamental est transmis, ce qui convient aux systèmes de communication à grande capacité et longue distance. Les fibres optiques multimodes peuvent transmettre plusieurs modes d'ondes lumineuses, avec un diamètre de cœur d'environ 50 à 60 µm, et leurs performances de transmission sont moins bonnes que celles des fibres optiques monomodes.

 

Lors de la transmission de la protection différentielle de courant de protection multiplexée, des fibres optiques multimodes sont souvent utilisées entre le dispositif de conversion optoélectronique installé dans la salle de communication du poste et le dispositif de protection installé dans la salle de contrôle principale.

 

19. Quelle est la signification de l'ouverture numérique (NA) de la fibre optique à saut d'indice ?

 

Réponse : L'ouverture numérique (NA) indique la capacité de la fibre optique à capter la lumière. Plus l'NA est grande, plus la fibre optique est capable de capter la lumière.

 

20. Quelle est la biréfringence d'une fibre optique monomode ?

 

Réponse : Il existe deux modes de polarisation orthogonaux dans une fibre optique monomode. Lorsque la fibre optique n'est pas complètement cylindriquement symétrique, les deux modes de polarisation orthogonaux ne sont pas dégénérés. La valeur absolue de la différence d'indice de réfraction des deux modes de polarisation orthogonaux est la biréfringence.

 

21. Quelles sont les structures de câbles optiques les plus courantes ?

 

Réponse : Il existe deux types : le type à couches torsadées et le type squelette.

 

22. Quels sont les principaux composants des câbles optiques ?

 

Réponse : Il est principalement composé de : noyau de fibre, graisse de fibre optique, matériau de gaine, PBT (polybutylène téréphtalate) et d'autres matériaux.

 

23. À quoi fait référence l’armure des câbles optiques ?

 

Réponse : Il s'agit de l'élément de protection (généralement un fil d'acier ou une courroie d'acier) utilisé dans les câbles optiques à des fins spéciales (tels que les câbles optiques sous-marins, etc.). L'armure est fixée à la gaine intérieure du câble optique.

 

24. Quels matériaux sont utilisés pour la gaine des câbles optiques ?

 

Réponse : La gaine ou gaine des câbles optiques est généralement constituée de matériaux en polyéthylène (PE) et en polychlorure de vinyle (PVC), et sa fonction est de protéger le noyau du câble des influences extérieures.

 

25. Énumérez les câbles optiques spéciaux utilisés dans les systèmes électriques.

 

Réponse : Il existe principalement trois câbles optiques spéciaux :

 

Câble optique composite à fil de terre (OPGW), la fibre optique est placée dans la ligne électrique de la structure toronnée en aluminium revêtue d'acier. L'application du câble optique OPGW a la double fonction de fil de terre et de communication, améliorant efficacement le taux d'utilisation des poteaux et des tours électriques.

 

Câble optique enveloppé (GWWOP), lorsqu'il existe une ligne de transmission existante, ce type de câble optique est enroulé ou suspendu au fil de terre.

 

Le câble optique autoportant (ADSS) présente une forte résistance à la traction et peut être directement suspendu entre deux pylônes électriques, avec une portée maximale allant jusqu'à 1 000 m.

 

26. Combien de structures d'application existe-t-il pour le câble optique OPGW ?

 

Réponse : Principalement : 1) Structure en tube plastique torsadé + tube en aluminium ; 2) Structure en tube plastique central + tube en aluminium ; 3) Structure en squelette d'aluminium ; 4) Structure en tube d'aluminium en spirale ; 5) Structure en tube d'acier inoxydable monocouche (structure en tube d'acier inoxydable central, structure torsadée en couche de tube d'acier inoxydable) ; 6) Structure en tube composite en acier inoxydable (structure en tube d'acier inoxydable central, structure torsadée en couche de tube d'acier inoxydable).

 

27. Quels sont les principaux composants du fil toronné à l’extérieur du noyau du câble optique OPGW ?

 

Réponse : Il est composé de fil AA (fil en alliage d'aluminium) et de fil AS (fil en acier revêtu d'aluminium).

 

28. Quelles sont les conditions techniques requises pour sélectionner les modèles de câbles optiques OPGW ?

 

Réponse : 1) Résistance nominale à la traction (RTS) du câble OPGW (kN) ; 2) Nombre de noyaux de fibre (SM) du câble OPGW ; 3) Courant de court-circuit (kA) ; 4) Temps de court-circuit (s) ; 5) Plage de température (℃).

 

29. Comment le degré de courbure du câble optique est-il limité ?

 

Réponse : Le rayon de courbure du câble optique ne doit pas être inférieur à 20 fois le diamètre extérieur du câble optique et pas inférieur à 30 fois le diamètre extérieur du câble optique pendant la construction (état non statique).

 

30. À quoi faut-il prêter attention dans l’ingénierie des câbles optiques ADSS ?

 

Réponse : Il existe trois technologies clés : la conception mécanique du câble optique, la détermination des points de suspension et la sélection et l’installation du matériel de support.

 

31. Quels sont les principaux types de raccords de câbles optiques ?

 

Réponse : Les raccords de câbles optiques font référence au matériel utilisé pour installer des câbles optiques, comprenant principalement : des pinces de tension, des pinces de suspension, des isolateurs de vibrations, etc.

 

32. Les connecteurs à fibre optique ont deux paramètres de performance de base, quels sont-ils ?

 

Réponse : Les connecteurs à fibre optique sont communément appelés joints sous tension. Pour les exigences de performances optiques des connecteurs à fibre unique, l'accent est mis sur les deux paramètres de performances les plus fondamentaux que sont la perte d'insertion et la perte de retour.

 

33. Combien de types de connecteurs de fibres optiques couramment utilisés existe-t-il ?

 

Réponse : Selon différentes méthodes de classification, les connecteurs à fibre optique peuvent être divisés en différents types. Selon les différents supports de transmission, ils peuvent être divisés en connecteurs à fibre optique monomode et connecteurs à fibre optique multimode ; selon les différentes structures, ils peuvent être divisés en divers types tels que FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, etc. ; selon la face d'extrémité de la broche du connecteur, ils peuvent être divisés en FC, PC (UPC) et APC. Connecteurs à fibre optique couramment utilisés : connecteur à fibre optique de type FC/PC, connecteur à fibre optique de type SC, connecteur à fibre optique de type LC.

 

34. Dans le système de communication par fibre optique, les éléments suivants sont couramment utilisés. Veuillez indiquer leurs noms.

 

Adaptateur AFC, FC Adaptateur ST Adaptateur SC Connecteur FC/APC, FC/PC Connecteur SC Connecteur ST Cordon de raccordement LC Cordon de raccordement MU Cordon de raccordement monomode ou multimode.

 

35. Quelle est la perte d'insertion (ou perte d'insertion) du connecteur à fibre optique ?

 

Réponse : Il s'agit de la valeur de la réduction de puissance effective de la ligne de transmission provoquée par l'insertion du connecteur. Pour les utilisateurs, plus la valeur est petite, mieux c'est. L'UIT-T stipule que sa valeur ne doit pas dépasser 0,5 dB.

 

36. Quelle est la perte de retour (ou atténuation de réflexion, perte de retour, perte de retour) du connecteur à fibre optique ?

 

Réponse : Il s'agit d'une mesure de la composante de puissance d'entrée réfléchie par le connecteur et renvoyée le long du canal d'entrée. Sa valeur typique ne doit pas être inférieure à 25 dB.

 

37. Quelle est la différence la plus importante entre la lumière émise par les diodes électroluminescentes et les lasers à semi-conducteurs ?

 

Réponse : La lumière générée par une diode électroluminescente est une lumière incohérente avec un spectre large ; la lumière générée par un laser est une lumière cohérente avec un spectre très étroit.

 

38. Quelle est la différence la plus évidente entre les caractéristiques de fonctionnement d'une diode électroluminescente (LED) et d'un laser à semi-conducteur (LD) ?

 

Réponse : la LED n'a pas de seuil, tandis que la LD en a un. Le laser ne sera généré que lorsque le courant injecté dépassera le seuil.

 

39. Quels sont les deux lasers à semi-conducteur monomode longitudinal couramment utilisés ?

 

Réponse : Le laser DFB et le laser DBR sont tous deux des lasers à rétroaction distribuée et leur rétroaction optique est fournie par le réseau de Bragg à rétroaction distribuée dans la cavité optique.

 

40. Quels sont les deux principaux types de dispositifs de réception optique ?

 

Réponse : Il s’agit principalement de photodiodes (tubes PIN) et de photodiodes à avalanche (APD).

 

41. Quels sont les facteurs qui provoquent du bruit dans les systèmes de communication par fibre optique ?

 

Réponse : Il existe du bruit causé par un taux d'extinction non qualifié, du bruit causé par des changements aléatoires d'intensité lumineuse, du bruit causé par la gigue temporelle, du bruit ponctuel et du bruit thermique du récepteur, du bruit de mode de la fibre optique, du bruit causé par l'élargissement des impulsions causé par la dispersion, du bruit de distribution de mode de LD, du bruit causé par le chirp de fréquence de LD et du bruit causé par la réflexion.

 

42. Quelles sont les principales fibres optiques actuellement utilisées pour la construction des réseaux de transmission ? Quelles sont leurs principales caractéristiques ?

 

Réponse : Il existe trois types principaux, à savoir la fibre optique monomode conventionnelle G.652, la fibre optique monomode à dispersion décalée G.653 et la fibre optique à dispersion décalée non nulle G.655.

 

La fibre monomode G.652 présente une grande dispersion dans la bande C 1530-1565 nm et la bande L 1565-1625 nm, généralement de 17 à 22 psnm•km. Lorsque le débit du système atteint 2,5 Gbit/s ou plus, une compensation de dispersion est nécessaire. À 10 Gbit/s, le coût de compensation de dispersion du système est relativement élevé. C'est la fibre la plus couramment utilisée dans le réseau de transmission actuel.

 

La dispersion de la fibre à dispersion décalée G.653 dans la bande C et la bande L est généralement de -1 à 3,5 psnm•km, et sa dispersion est nulle à 1 550 nm. Le débit du système peut atteindre 20 Gbit/s et 40 Gbit/s, ce qui en fait la meilleure fibre pour la transmission ultra-longue distance à longueur d'onde unique. Cependant, en raison de ses caractéristiques de dispersion nulle, des effets non linéaires se produiront lorsque le DWDM est utilisé pour l'extension de capacité, ce qui entraînera une diaphonie du signal et un mélange FWM à quatre ondes, de sorte qu'il n'est pas adapté au DWDM.

 

Fibre à dispersion décalée non nulle G.655 : la dispersion de la fibre à dispersion décalée non nulle G.655 dans la bande C est de 1 à 6 psnm•km, et la dispersion dans la bande L est généralement de 6 à 10 psnm•km. La dispersion est faible, évitant la zone de dispersion nulle, supprimant le FWM de mélange à quatre ondes et pouvant être utilisée pour l'extension de capacité DWDM et l'ouverture de systèmes à haut débit. La nouvelle fibre G.655 peut étendre la zone effective à 1,5 à 2 fois celle des fibres optiques ordinaires. La grande zone effective peut réduire la densité de puissance et réduire l'effet non linéaire de la fibre optique.

 

43. Quelle est la non-linéarité de la fibre optique ?

 

Réponse : Cela signifie que lorsque la puissance optique de la fibre dépasse une certaine valeur, l'indice de réfraction de la fibre optique sera lié de manière non linéaire à la puissance optique, et une diffusion Raman et une diffusion Brillouin seront générées, provoquant un changement de fréquence de la lumière incidente.

 

44. Quel effet la non-linéarité de la fibre optique aura-t-elle sur la transmission ?

 

Réponse : L'effet non linéaire entraînera des pertes et des interférences supplémentaires, détériorant les performances du système. La puissance optique du système WDM est importante et est transmise sur une longue distance le long de la fibre optique, ce qui entraîne une distorsion non linéaire. Il existe deux types de distorsion non linéaire : la diffusion stimulée et la réfraction non linéaire. Parmi elles, la diffusion stimulée comprend la diffusion Raman et la diffusion Brillouin. Les deux types de diffusion ci-dessus réduisent l'énergie de la lumière incidente, ce qui entraîne des pertes. Elle peut être ignorée lorsque la puissance de la fibre d'entrée est faible.

 

45. Qu'est-ce que le PON (Passive Optical Network) ?

 

Réponse : PON est un réseau optique en boucle à fibre optique dans le réseau d'accès utilisateur local, basé sur des dispositifs optiques passifs tels que des coupleurs et des répartiteurs.

 

Différentes causes d’atténuation de la fibre optique

 

1. Les principaux facteurs à l'origine de l'atténuation des fibres sont : intrinsèques, la flexion, l'extrusion, les impuretés, les irrégularités et l'amarrage.

 

Intrinsèque : Il s'agit de la perte inhérente à la fibre optique, comprenant : la diffusion Rayleigh, l'absorption inhérente, etc.

 

Flexion : lorsque la fibre optique est pliée, une partie de la lumière dans la fibre optique sera perdue en raison de la diffusion, provoquant une perte.

 

Extrusion : Perte provoquée par une légère courbure lorsque la fibre optique est comprimée.

 

Impuretés : Les impuretés présentes dans la fibre optique absorbent et dispersent la lumière se propageant dans la fibre optique, provoquant des pertes.

 

Irrégularité : Perte causée par un indice de réfraction irrégulier du matériau de la fibre optique.

 

Docking : perte causée lorsque les fibres optiques sont amarrées, telles que : axes différents (l'exigence de coaxialité de la fibre optique monomode est inférieure à 0,8 μm), la face d'extrémité n'est pas perpendiculaire à l'axe, la face d'extrémité est inégale, le diamètre du noyau d'amarrage ne correspond pas et la qualité de la fusion est médiocre.

 

Lorsque la lumière entre par une extrémité de la fibre optique et sort par l'autre extrémité, l'intensité de la lumière s'affaiblit. Cela signifie qu'une fois que le signal optique s'est propagé à travers la fibre optique, une partie de l'énergie lumineuse est atténuée. Cela montre que certaines substances dans la fibre optique bloquent pour une raison quelconque le passage du signal optique. Il s'agit de la perte de transmission de la fibre optique. Ce n'est qu'en réduisant la perte de la fibre optique que le signal optique peut passer sans problème.

 

2. Classification des pertes de fibres optiques

 

La perte de fibre optique peut être divisée en deux grandes catégories : la perte inhérente à la fibre optique et la perte supplémentaire causée par les conditions d'utilisation après la fabrication de la fibre optique. Les subdivisions spécifiques sont les suivantes :

 

La perte de fibre optique peut être divisée en perte inhérente et perte supplémentaire.

 

La perte inhérente comprend la perte par diffusion, la perte par absorption et la perte causée par une structure de fibre optique imparfaite.

 

Les pertes supplémentaires comprennent les pertes par microcourbure, les pertes par flexion et les pertes par épissure.

 

Parmi elles, des pertes supplémentaires sont provoquées artificiellement lors de la pose de la fibre optique. Dans les applications pratiques, il est inévitable de connecter les fibres optiques une par une, et la connexion des fibres optiques entraînera des pertes. La microcourbure, la compression et l'étirement des fibres optiques entraîneront également des pertes. Ce sont toutes des pertes causées par les conditions d'utilisation de la fibre optique. La principale raison est que dans ces conditions, le mode de transmission dans le cœur de la fibre optique a changé. Les pertes supplémentaires peuvent être évitées autant que possible. Ci-dessous, nous ne discutons que de la perte inhérente à la fibre optique.

 

Parmi les pertes inhérentes, les pertes par diffusion et les pertes par absorption sont déterminées par les caractéristiques du matériau de la fibre optique lui-même, et les pertes inhérentes causées à différentes longueurs d'onde de travail sont également différentes. Il est extrêmement important de comprendre le mécanisme de génération de pertes et d'analyser quantitativement l'ampleur des pertes causées par divers facteurs pour le développement de fibres optiques à faible perte et l'utilisation rationnelle de la fibre optique.

 

3. Perte par absorption de matériaux

 

Les matériaux utilisés pour fabriquer des fibres optiques peuvent absorber l'énergie lumineuse. Une fois que les particules du matériau de la fibre optique ont absorbé l'énergie lumineuse, elles vibrent et génèrent de la chaleur, et l'énergie est perdue, générant ainsi une perte d'absorption. Nous savons que la matière est composée d'atomes et de molécules, et que les atomes sont composés de noyaux atomiques et d'électrons extranucléaires, et que les électrons tournent autour du noyau atomique sur une certaine orbite. C'est exactement comme la terre sur laquelle nous vivons et des planètes comme Vénus et Mars tournent autour du soleil. Chaque électron a une certaine énergie et se trouve sur une certaine orbite, ou en d'autres termes, chaque orbite a un certain niveau d'énergie.

 

Le niveau d'énergie orbital proche du noyau est plus faible, et le niveau d'énergie orbital plus éloigné du noyau est plus élevé. La taille de cette différence de niveau d'énergie entre les orbites est appelée différence de niveau d'énergie. Lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie faible à un niveau d'énergie élevé, il absorbe l'énergie de la différence de niveau d'énergie correspondante.

 

Dans une fibre optique, lorsqu'un électron d'un certain niveau d'énergie est irradié par une lumière d'une longueur d'onde correspondant à la différence de niveau d'énergie, l'électron de l'orbite de faible niveau d'énergie passe à l'orbite de niveau d'énergie plus élevé. Cet électron absorbe l'énergie lumineuse, ce qui entraîne une perte d'absorption de lumière.

 

Le dioxyde de silicium (SiO2), matériau de base pour la fabrication des fibres optiques, absorbe la lumière elle-même. L'une est appelée absorption ultraviolette et l'autre absorption infrarouge. À l'heure actuelle, les communications par fibre optique ne fonctionnent généralement que dans la plage de longueurs d'onde de 0,8 à 1,6 μm, nous ne discutons donc que de la perte dans cette plage de fonctionnement.

 

Le pic d'absorption généré par les transitions électroniques dans le verre de quartz se situe autour de 0,1 à 0,2 μm de longueur d'onde dans la région ultraviolette. À mesure que la longueur d'onde augmente, son effet d'absorption diminue progressivement, mais la zone affectée est très large, jusqu'à des longueurs d'onde supérieures à 1 μm. Cependant, l'absorption ultraviolette a peu d'effet sur les fibres optiques en quartz fonctionnant dans la région infrarouge. Par exemple, dans la région de la lumière visible avec une longueur d'onde de 0,6 μm, l'absorption ultraviolette peut atteindre 1 dB/km, et à une longueur d'onde de 0,8 μm, elle tombe à 0,2 à 0,3 dB/km, et à une longueur d'onde de 1,2 μm, elle n'est que d'environ 0,1 dB/km.

 

La perte d'absorption infrarouge de la fibre optique en quartz est causée par la vibration moléculaire du matériau infrarouge. Il existe plusieurs pics d'absorption des vibrations dans la bande supérieure à 2 μm.

 

En raison de l'influence de divers éléments dopants dans la fibre optique, il est impossible pour la fibre optique à quartz d'avoir une fenêtre de faible perte dans la bande supérieure à 2 µm, et la perte limite théorique à une longueur d'onde de 1,85 µm est de ldB/km.

 

Des recherches ont également montré que le verre de quartz contient des « molécules destructrices » qui posent problème, principalement des impuretés de métaux de transition nocifs, comme le cuivre, le fer, le chrome, le manganèse, etc. Ces « méchants » absorbent avidement l'énergie lumineuse sous l'effet de la lumière, sautent dans tous les sens et provoquent une perte d'énergie lumineuse. L'élimination des « fauteurs de troubles » et la purification chimique des matériaux utilisés pour fabriquer les fibres optiques peuvent réduire considérablement les pertes.

 

Une autre source d'absorption dans la fibre optique en quartz est l'hydroxyle (OHˉ). Selon les recherches de l'époque, les chercheurs ont découvert que l'hydroxyle avait trois pics d'absorption dans la bande de travail de la fibre optique, à savoir 0,95 μm, 1,24 μm et 1,38 μm, parmi lesquels la perte d'absorption à la longueur d'onde de 1,38 μm est la plus grave et a le plus grand impact sur la fibre optique. À une longueur d'onde de 1,38 μm, la perte de pic d'absorption générée par la teneur en hydroxyde de seulement 0,0001 est aussi élevée que 33 dB/km.

 

D'où viennent ces hydroxydes ? Il existe de nombreuses sources d'hydroxydes. Tout d'abord, il y a de l'eau et des composés hydroxydes dans les matériaux utilisés pour fabriquer les fibres optiques. Ces composés hydroxydes ne sont pas faciles à éliminer lors de la purification des matières premières et restent finalement dans la fibre optique sous forme d'hydroxydes. Deuxièmement, il y a une petite quantité d'eau dans les hydroxydes utilisés pour fabriquer les fibres optiques. Troisièmement, l'eau est générée en raison de réactions chimiques pendant le processus de fabrication des fibres optiques. Quatrièmement, de la vapeur d'eau est apportée par l'entrée d'air extérieur. Cependant, le processus de fabrication actuel a atteint un niveau assez élevé et la teneur en hydroxydes est tombée à un niveau suffisamment bas pour que son impact sur les fibres optiques puisse être ignoré.

 

4. Perte par diffusion

 

Dans la nuit noire, si vous éclairez le ciel avec une lampe de poche, vous pouvez voir un faisceau lumineux. Certaines personnes ont également vu d'épais faisceaux lumineux provenant de projecteurs dans le ciel nocturne.

 

Alors pourquoi voyons-nous ces faisceaux de lumière ? C'est parce qu'il y a de nombreuses particules minuscules comme de la fumée et de la poussière qui flottent dans l'atmosphère. Lorsque la lumière brille sur ces particules, elle se disperse et se propage dans toutes les directions. Ce phénomène a été découvert par Rayleigh, et on a donc appelé cette diffusion « diffusion Rayleigh ».

 

Comment se produit la diffusion ? Il s'avère que les minuscules particules telles que les molécules, les atomes et les électrons qui composent la matière vibrent à certaines fréquences inhérentes et peuvent libérer de la lumière avec une longueur d'onde correspondant à la fréquence de vibration. La fréquence de vibration d'une particule est déterminée par la taille de la particule. Plus la particule est grande, plus la fréquence de vibration est basse et plus la longueur d'onde de la lumière libérée est longue ; plus la particule est petite, plus la fréquence de vibration est élevée et plus la longueur d'onde de la lumière libérée est courte. Cette fréquence de vibration est appelée fréquence de vibration inhérente de la particule. Cependant, cette vibration n'est pas générée par elle-même, elle nécessite une certaine quantité d'énergie. Une fois qu'une particule est irradiée par une lumière d'une certaine longueur d'onde, et que la fréquence de la lumière irradiée est la même que la fréquence de vibration inhérente de la particule, elle provoque une résonance. Les électrons de la particule commencent à vibrer à cette fréquence de vibration, ce qui entraîne la diffusion de la lumière par la particule dans toutes les directions, et l'énergie de la lumière incidente est absorbée et convertie en énergie de la particule, et la particule réémet l'énergie sous forme d'énergie lumineuse. Ainsi, pour les personnes qui observent de l’extérieur, il semble que la lumière frappe la particule et s’envole ensuite dans toutes les directions.

 

La diffusion de Rayleigh se produit également dans les fibres optiques, et la perte de lumière qui en résulte est appelée perte par diffusion de Rayleigh. Compte tenu du niveau actuel de la technologie de fabrication des fibres optiques, on peut dire que la perte par diffusion de Rayleigh est inévitable. Cependant, comme l'ampleur de la perte par diffusion de Rayleigh est inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d'onde de la lumière, l'impact de la perte par diffusion de Rayleigh peut être considérablement réduit lorsque la fibre optique fonctionne dans la région des grandes longueurs d'onde.

 

5. Déficience congénitale, personne ne peut aider

 

La structure de la fibre optique est imparfaite, comme des bulles, des impuretés ou une épaisseur inégale dans la fibre optique, en particulier l'interface noyau-gaine inégale. Lorsque la lumière atteint ces endroits, une partie de la lumière sera dispersée dans toutes les directions, provoquant une perte. Cette perte peut être surmontée en améliorant le processus de fabrication de la fibre optique. La diffusion provoque l'émission de lumière dans toutes les directions, et une partie de la lumière diffusée est réfléchie dans la direction opposée à la propagation de la fibre optique. Cette partie de la lumière diffusée peut être reçue à l'extrémité incidente de la fibre optique. La diffusion de la lumière entraîne la perte d'une partie de l'énergie lumineuse, ce qui n'est pas souhaitable. Cependant, ce phénomène peut également être utilisé par nous, car si nous analysons l'intensité de la partie reçue de la lumière à l'extrémité émettrice, nous pouvons vérifier les points de rupture, les défauts et la perte de cette fibre optique. De cette façon, grâce à l'ingéniosité humaine, les mauvaises choses peuvent être transformées en bonnes choses.

 

Ces dernières années, la communication par fibre optique a été largement utilisée dans de nombreux domaines. Un problème important dans la réalisation de la communication par fibre optique est de réduire autant que possible la perte de fibre optique. La perte fait référence à l'atténuation de la fibre optique par unité de longueur, et l'unité est le dB/km. Le niveau de perte de fibre optique affecte directement la distance de transmission ou la distance entre les stations relais. Par conséquent, la compréhension et la réduction de la perte de fibre optique ont une grande importance pratique pour les communications par fibre optique.

 

1. Perte d'absorption de la fibre optique

 

Cela est dû à l'absorption de l'énergie lumineuse par les matériaux et les impuretés des fibres optiques. Ils consomment l'énergie lumineuse sous forme d'énergie thermique dans la fibre optique, ce qui constitue une perte importante dans la fibre optique. La perte d'absorption comprend les éléments suivants :

 

① Perte d'absorption intrinsèque du matériau Il s'agit de la perte causée par l'absorption inhérente du matériau. Elle comporte deux bandes, l'une dans la région de 8 à 12 μm du proche infrarouge. L'absorption intrinsèque de cette bande est due aux vibrations. L'autre bande d'absorption intrinsèque du matériau se situe dans la bande ultraviolette. Lorsque l'absorption est très forte, sa queue sera entraînée vers la bande de 0,7 à 1,1 μm.

 

②Perte d'absorption causée par les dopants et les ions d'impuretés Les matériaux de fibre optique contiennent des métaux de transition tels que le fer, le cuivre, le chrome, etc. Ils ont leurs propres pics d'absorption et bandes d'absorption et varient en fonction de leurs états de valence. La perte de fibre optique causée par l'absorption des ions de métaux de transition dépend de leur concentration. De plus, la présence d'OH- produit également une perte d'absorption. Le pic d'absorption de base d'OH- est proche de 2,7 μm et la bande d'absorption est comprise entre 0,5 et 1,0 μm. Pour la fibre optique en quartz pur, la perte causée par les impuretés peut être ignorée.

 

③ Perte d'absorption des défauts atomiques Lorsque le matériau de la fibre optique est chauffé ou fortement rayonné, il sera stimulé pour produire des défauts atomiques, entraînant une absorption de lumière et une perte, mais en général cet effet est très faible.

 

2. Perte par diffusion de la fibre optique

 

La diffusion à l'intérieur de la fibre optique réduit la puissance de transmission et génère des pertes. La diffusion la plus importante est la diffusion Rayleigh, qui est causée par les changements de densité et de composition à l'intérieur du matériau de la fibre optique.

 

Pendant le processus de chauffage du matériau de fibre optique, en raison de l'agitation thermique, la compressibilité des atomes est inégale, la densité du matériau est inégale, puis l'indice de réfraction est inégal. Cette irrégularité est fixée pendant le processus de refroidissement et sa taille est inférieure à la longueur d'onde de l'onde lumineuse. Lorsque la lumière rencontre ces matériaux inégaux qui sont plus petits que la longueur d'onde de l'onde lumineuse et qui présentent des fluctuations aléatoires pendant la transmission, la direction de transmission est modifiée, une diffusion se produit et une perte se produit. De plus, la concentration inégale d'oxydes contenus dans la fibre optique et un dopage inégal peuvent également provoquer une diffusion et une perte.

 

3. Perte par diffusion du guide d'ondes

 

Il s'agit de la diffusion provoquée par une distorsion ou une rugosité aléatoire de l'interface. En fait, il s'agit de la conversion de mode ou du couplage de mode provoqué par la distorsion ou la rugosité de la surface. Un mode va générer d'autres modes de transmission et modes de rayonnement en raison de la fluctuation de l'interface. Étant donné que l'atténuation des différents modes transmis dans la fibre optique est différente, dans le processus de conversion de mode longue distance, le mode à faible atténuation devient le mode à forte atténuation. Après une conversion continue et une conversion inverse, bien que la perte de chaque mode soit équilibrée, le mode dans son ensemble produira une perte supplémentaire, c'est-à-dire qu'une perte supplémentaire est générée en raison de la conversion du mode. Cette perte supplémentaire est la perte par diffusion du guide d'ondes. Pour réduire cette perte, il est nécessaire d'améliorer le processus de fabrication des fibres optiques. Pour les fibres optiques bien tirées ou de haute qualité, cette perte peut être fondamentalement ignorée.

 

4. Perte de rayonnement causée par la courbure de la fibre optique

 

La fibre optique est souple et peut être courbée. Cependant, après une certaine courbure, bien que la fibre optique puisse guider la lumière, elle modifiera le chemin de transmission de la lumière. La conversion du mode de transmission au mode de rayonnement fait qu'une partie de l'énergie lumineuse pénètre dans la gaine ou traverse la gaine pour devenir un mode de rayonnement et fuir, générant ainsi une perte. Lorsque le rayon de courbure est supérieur à 5 à 10 cm, la perte causée par la courbure peut être ignorée.

 

Source : Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd

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Actualités de l'entreprise-Les connaissances essentielles sur les fibres optiques et les câbles, les recueillir!

Les connaissances essentielles sur les fibres optiques et les câbles, les recueillir!

2013-08-01

1.Comment les fibres optiques sont-elles combinées ?

 

Réponse : La fibre optique se compose de deux parties principales : un cœur composé de matériaux optiques transparents et une couche de revêtement.

 

2. Quels sont les paramètres de base qui décrivent les caractéristiques de transmission des lignes à fibre optique ?

 

Réponse : Ils incluent la perte, la dispersion, la bande passante, la longueur d’onde de coupure, le diamètre du champ modal, etc.

 

3. Quelles sont les causes de l’atténuation des fibres ?

 

Réponse : L'atténuation de la fibre fait référence à la réduction de la puissance optique entre deux sections transversales d'une fibre, qui est liée à la longueur d'onde. Les principales causes d'atténuation sont la diffusion, l'absorption et la perte optique causées par les connecteurs et les joints.

 

4. Comment est défini le coefficient d’atténuation de la fibre optique ?

 

Réponse : Elle est définie par l'atténuation par unité de longueur d'une fibre optique uniforme dans un état stable (dB/km).

 

5. Qu'est-ce que la perte d'insertion ?

 

Réponse : Cela fait référence à l’atténuation causée par l’insertion de composants optiques (tels que l’insertion de connecteurs ou de coupleurs) dans la ligne de transmission optique.

 

6. À quoi se rapporte la bande passante de la fibre optique ?

 

Réponse : La bande passante de la fibre optique fait référence à la fréquence de modulation lorsque l'amplitude de la puissance optique est réduite de 50 % ou de 3 dB par rapport à l'amplitude de fréquence nulle dans la fonction de transfert de la fibre optique. La bande passante de la fibre optique est approximativement inversement proportionnelle à sa longueur, et le produit de la bande passante et de la longueur est une constante.

 

7. Combien de types de dispersion de fibre optique existe-t-il ? À quoi cela se rapporte-t-il ?

 

Réponse : La dispersion d'une fibre optique fait référence à l'élargissement du retard de groupe dans une fibre optique, y compris la dispersion modale, la dispersion matérielle et la dispersion structurelle. Elle dépend des caractéristiques de la source lumineuse et de la fibre optique.

 

8. Comment décrire les caractéristiques de dispersion des signaux se propageant dans la fibre optique ?

 

Réponse : Cela peut être décrit par trois quantités physiques : l’élargissement de l’impulsion, la bande passante de la fibre optique et le coefficient de dispersion de la fibre optique.

 

9. Quelle est la longueur d’onde de coupure ?

 

Réponse : Il s'agit de la longueur d'onde la plus courte qui ne peut transmettre que le mode fondamental dans la fibre optique. Pour une fibre optique monomode, sa longueur d'onde de coupure doit être plus courte que la longueur d'onde de la lumière transmise.

 

10. Quel impact la dispersion de la fibre optique aura-t-elle sur les performances du système de communication par fibre optique ?

 

Réponse : La dispersion de la fibre optique entraînera l’élargissement de l’impulsion optique pendant la transmission dans la fibre optique, affectant le taux d’erreur binaire, la distance de transmission et le débit du système.

 

11. Quelle est la méthode de rétrodiffusion ?

 

Réponse : La méthode de rétrodiffusion est une méthode de mesure de l'atténuation sur toute la longueur d'une fibre optique. La majeure partie de la puissance optique dans la fibre optique se propage vers l'avant, mais une petite partie est rétrodiffusée vers l'émetteur de lumière. En utilisant un spectromètre au niveau de l'émetteur de lumière pour observer la courbe temporelle de rétrodiffusion, non seulement la longueur et l'atténuation de la fibre optique uniforme connectée peuvent être mesurées à partir d'une extrémité, mais également les irrégularités locales, les points de rupture et la perte de puissance optique causée par les joints et les connecteurs peuvent être mesurés.

 

12. Quel est le principe de test du réflectomètre optique temporel (OTDR) ? Quelles sont ses fonctions ?

 

Réponse : L'OTDR est basé sur le principe de rétrodiffusion de la lumière et de réflexion de Fresnel. Il utilise la lumière rétrodiffusée générée lorsque la lumière se propage dans la fibre optique pour obtenir des informations sur l'atténuation. Il peut être utilisé pour mesurer l'atténuation de la fibre optique, la perte de jonction, la localisation des points de défaut de la fibre optique et comprendre la distribution des pertes sur toute la longueur de la fibre optique. C'est un outil indispensable dans la construction, la maintenance et la surveillance des câbles optiques. Ses principaux indicateurs comprennent : la plage dynamique, la sensibilité, la résolution, le temps de mesure et la zone aveugle.

 

13.Quelle est la zone aveugle de l'OTDR ? Quel est l'impact sur le test ? Comment gérer la zone aveugle lors des tests réels ?

 

Réponse : Généralement, une série de « points aveugles » causés par la saturation de l’extrémité de réception OTDR en raison des réflexions générées par des points caractéristiques tels que des connecteurs actifs et des joints mécaniques sont appelés zones aveugles.

 

Les zones aveugles dans les fibres optiques sont divisées en zones aveugles d'événement et zones aveugles d'atténuation : la distance entre le point de départ du pic de réflexion et le pic de saturation du récepteur provoqué par l'intervention de connecteurs actifs est appelée zones aveugles d'événement ; la distance entre le point de départ du pic de réflexion et d'autres points d'événement identifiables provoqués par l'intervention de connecteurs actifs dans les fibres optiques est appelée zones aveugles d'atténuation.

 

Pour l'OTDR, plus la zone aveugle est petite, mieux c'est. La zone aveugle augmentera avec l'augmentation de la largeur de l'élargissement de l'impulsion. Bien que l'augmentation de la largeur d'impulsion augmente la longueur de mesure, elle augmente également la zone aveugle de mesure. Par conséquent, lors du test des fibres optiques, des impulsions étroites doivent être utilisées pour mesurer la fibre optique et les points d'événements adjacents des accessoires OTDR, tandis que des impulsions larges doivent être utilisées pour mesurer l'extrémité éloignée de la fibre optique.

 

14. L'OTDR peut-il mesurer différents types de fibres optiques ?

 

R : Si vous utilisez un module OTDR monomode pour mesurer une fibre multimode ou si vous utilisez un module OTDR multimode pour mesurer une fibre monomode avec un diamètre de cœur de 62,5 mm, le résultat de la mesure de la longueur de fibre ne sera pas affecté, mais les résultats de la perte de fibre, de la perte de connecteur optique et de la perte de retour seront incorrects. Par conséquent, lors de la mesure de la fibre optique, vous devez choisir un OTDR qui correspond à la fibre mesurée à mesurer, afin de pouvoir obtenir les résultats corrects pour tous les indicateurs de performance.

 

15. Que signifie « 1310 nm » ou « 1550 nm » dans les instruments de test optiques courants ?

 

R : Il s'agit de la longueur d'onde du signal optique. La gamme de longueurs d'onde utilisée dans la communication par fibre optique se situe dans la région proche infrarouge, avec une longueur d'onde comprise entre 800 nm et 1700 nm. Elle est souvent divisée en bandes de longueurs d'onde courtes et en bandes de longueurs d'onde longues, la première faisant référence à la longueur d'onde de 850 nm et la seconde à 1310 nm et 1550 nm.

 

16. Dans les fibres optiques commerciales actuelles, quelle longueur d'onde de lumière présente la plus petite dispersion ? Quelle longueur d'onde de lumière présente la plus petite perte ?

 

Réponse : La lumière avec une longueur d’onde de 1 310 nm présente la plus petite dispersion, et la lumière avec une longueur d’onde de 1 550 nm présente la plus petite perte.

 

17. Comment les fibres optiques sont-elles classées en fonction du changement de l'indice de réfraction du cœur de la fibre optique ?

 

Réponse : Elles peuvent être divisées en fibres optiques à saut d'indice et fibres optiques à gradient d'indice. Les fibres optiques à saut d'indice ont une bande passante étroite et conviennent aux communications à courte distance de faible capacité ; les fibres optiques à gradient d'indice ont une large bande passante et conviennent aux communications de moyenne et grande capacité.

 

18. Comment les fibres optiques sont-elles classées en fonction des différents modes d'ondes lumineuses transmis dans les fibres optiques ?

 

Réponse : Elles peuvent être divisées en fibres optiques monomodes et en fibres optiques multimodes. Le diamètre du cœur des fibres optiques monomodes est d'environ 1 à 10 µm. À une longueur d'onde de travail donnée, un seul mode fondamental est transmis, ce qui convient aux systèmes de communication à grande capacité et longue distance. Les fibres optiques multimodes peuvent transmettre plusieurs modes d'ondes lumineuses, avec un diamètre de cœur d'environ 50 à 60 µm, et leurs performances de transmission sont moins bonnes que celles des fibres optiques monomodes.

 

Lors de la transmission de la protection différentielle de courant de protection multiplexée, des fibres optiques multimodes sont souvent utilisées entre le dispositif de conversion optoélectronique installé dans la salle de communication du poste et le dispositif de protection installé dans la salle de contrôle principale.

 

19. Quelle est la signification de l'ouverture numérique (NA) de la fibre optique à saut d'indice ?

 

Réponse : L'ouverture numérique (NA) indique la capacité de la fibre optique à capter la lumière. Plus l'NA est grande, plus la fibre optique est capable de capter la lumière.

 

20. Quelle est la biréfringence d'une fibre optique monomode ?

 

Réponse : Il existe deux modes de polarisation orthogonaux dans une fibre optique monomode. Lorsque la fibre optique n'est pas complètement cylindriquement symétrique, les deux modes de polarisation orthogonaux ne sont pas dégénérés. La valeur absolue de la différence d'indice de réfraction des deux modes de polarisation orthogonaux est la biréfringence.

 

21. Quelles sont les structures de câbles optiques les plus courantes ?

 

Réponse : Il existe deux types : le type à couches torsadées et le type squelette.

 

22. Quels sont les principaux composants des câbles optiques ?

 

Réponse : Il est principalement composé de : noyau de fibre, graisse de fibre optique, matériau de gaine, PBT (polybutylène téréphtalate) et d'autres matériaux.

 

23. À quoi fait référence l’armure des câbles optiques ?

 

Réponse : Il s'agit de l'élément de protection (généralement un fil d'acier ou une courroie d'acier) utilisé dans les câbles optiques à des fins spéciales (tels que les câbles optiques sous-marins, etc.). L'armure est fixée à la gaine intérieure du câble optique.

 

24. Quels matériaux sont utilisés pour la gaine des câbles optiques ?

 

Réponse : La gaine ou gaine des câbles optiques est généralement constituée de matériaux en polyéthylène (PE) et en polychlorure de vinyle (PVC), et sa fonction est de protéger le noyau du câble des influences extérieures.

 

25. Énumérez les câbles optiques spéciaux utilisés dans les systèmes électriques.

 

Réponse : Il existe principalement trois câbles optiques spéciaux :

 

Câble optique composite à fil de terre (OPGW), la fibre optique est placée dans la ligne électrique de la structure toronnée en aluminium revêtue d'acier. L'application du câble optique OPGW a la double fonction de fil de terre et de communication, améliorant efficacement le taux d'utilisation des poteaux et des tours électriques.

 

Câble optique enveloppé (GWWOP), lorsqu'il existe une ligne de transmission existante, ce type de câble optique est enroulé ou suspendu au fil de terre.

 

Le câble optique autoportant (ADSS) présente une forte résistance à la traction et peut être directement suspendu entre deux pylônes électriques, avec une portée maximale allant jusqu'à 1 000 m.

 

26. Combien de structures d'application existe-t-il pour le câble optique OPGW ?

 

Réponse : Principalement : 1) Structure en tube plastique torsadé + tube en aluminium ; 2) Structure en tube plastique central + tube en aluminium ; 3) Structure en squelette d'aluminium ; 4) Structure en tube d'aluminium en spirale ; 5) Structure en tube d'acier inoxydable monocouche (structure en tube d'acier inoxydable central, structure torsadée en couche de tube d'acier inoxydable) ; 6) Structure en tube composite en acier inoxydable (structure en tube d'acier inoxydable central, structure torsadée en couche de tube d'acier inoxydable).

 

27. Quels sont les principaux composants du fil toronné à l’extérieur du noyau du câble optique OPGW ?

 

Réponse : Il est composé de fil AA (fil en alliage d'aluminium) et de fil AS (fil en acier revêtu d'aluminium).

 

28. Quelles sont les conditions techniques requises pour sélectionner les modèles de câbles optiques OPGW ?

 

Réponse : 1) Résistance nominale à la traction (RTS) du câble OPGW (kN) ; 2) Nombre de noyaux de fibre (SM) du câble OPGW ; 3) Courant de court-circuit (kA) ; 4) Temps de court-circuit (s) ; 5) Plage de température (℃).

 

29. Comment le degré de courbure du câble optique est-il limité ?

 

Réponse : Le rayon de courbure du câble optique ne doit pas être inférieur à 20 fois le diamètre extérieur du câble optique et pas inférieur à 30 fois le diamètre extérieur du câble optique pendant la construction (état non statique).

 

30. À quoi faut-il prêter attention dans l’ingénierie des câbles optiques ADSS ?

 

Réponse : Il existe trois technologies clés : la conception mécanique du câble optique, la détermination des points de suspension et la sélection et l’installation du matériel de support.

 

31. Quels sont les principaux types de raccords de câbles optiques ?

 

Réponse : Les raccords de câbles optiques font référence au matériel utilisé pour installer des câbles optiques, comprenant principalement : des pinces de tension, des pinces de suspension, des isolateurs de vibrations, etc.

 

32. Les connecteurs à fibre optique ont deux paramètres de performance de base, quels sont-ils ?

 

Réponse : Les connecteurs à fibre optique sont communément appelés joints sous tension. Pour les exigences de performances optiques des connecteurs à fibre unique, l'accent est mis sur les deux paramètres de performances les plus fondamentaux que sont la perte d'insertion et la perte de retour.

 

33. Combien de types de connecteurs de fibres optiques couramment utilisés existe-t-il ?

 

Réponse : Selon différentes méthodes de classification, les connecteurs à fibre optique peuvent être divisés en différents types. Selon les différents supports de transmission, ils peuvent être divisés en connecteurs à fibre optique monomode et connecteurs à fibre optique multimode ; selon les différentes structures, ils peuvent être divisés en divers types tels que FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT, etc. ; selon la face d'extrémité de la broche du connecteur, ils peuvent être divisés en FC, PC (UPC) et APC. Connecteurs à fibre optique couramment utilisés : connecteur à fibre optique de type FC/PC, connecteur à fibre optique de type SC, connecteur à fibre optique de type LC.

 

34. Dans le système de communication par fibre optique, les éléments suivants sont couramment utilisés. Veuillez indiquer leurs noms.

 

Adaptateur AFC, FC Adaptateur ST Adaptateur SC Connecteur FC/APC, FC/PC Connecteur SC Connecteur ST Cordon de raccordement LC Cordon de raccordement MU Cordon de raccordement monomode ou multimode.

 

35. Quelle est la perte d'insertion (ou perte d'insertion) du connecteur à fibre optique ?

 

Réponse : Il s'agit de la valeur de la réduction de puissance effective de la ligne de transmission provoquée par l'insertion du connecteur. Pour les utilisateurs, plus la valeur est petite, mieux c'est. L'UIT-T stipule que sa valeur ne doit pas dépasser 0,5 dB.

 

36. Quelle est la perte de retour (ou atténuation de réflexion, perte de retour, perte de retour) du connecteur à fibre optique ?

 

Réponse : Il s'agit d'une mesure de la composante de puissance d'entrée réfléchie par le connecteur et renvoyée le long du canal d'entrée. Sa valeur typique ne doit pas être inférieure à 25 dB.

 

37. Quelle est la différence la plus importante entre la lumière émise par les diodes électroluminescentes et les lasers à semi-conducteurs ?

 

Réponse : La lumière générée par une diode électroluminescente est une lumière incohérente avec un spectre large ; la lumière générée par un laser est une lumière cohérente avec un spectre très étroit.

 

38. Quelle est la différence la plus évidente entre les caractéristiques de fonctionnement d'une diode électroluminescente (LED) et d'un laser à semi-conducteur (LD) ?

 

Réponse : la LED n'a pas de seuil, tandis que la LD en a un. Le laser ne sera généré que lorsque le courant injecté dépassera le seuil.

 

39. Quels sont les deux lasers à semi-conducteur monomode longitudinal couramment utilisés ?

 

Réponse : Le laser DFB et le laser DBR sont tous deux des lasers à rétroaction distribuée et leur rétroaction optique est fournie par le réseau de Bragg à rétroaction distribuée dans la cavité optique.

 

40. Quels sont les deux principaux types de dispositifs de réception optique ?

 

Réponse : Il s’agit principalement de photodiodes (tubes PIN) et de photodiodes à avalanche (APD).

 

41. Quels sont les facteurs qui provoquent du bruit dans les systèmes de communication par fibre optique ?

 

Réponse : Il existe du bruit causé par un taux d'extinction non qualifié, du bruit causé par des changements aléatoires d'intensité lumineuse, du bruit causé par la gigue temporelle, du bruit ponctuel et du bruit thermique du récepteur, du bruit de mode de la fibre optique, du bruit causé par l'élargissement des impulsions causé par la dispersion, du bruit de distribution de mode de LD, du bruit causé par le chirp de fréquence de LD et du bruit causé par la réflexion.

 

42. Quelles sont les principales fibres optiques actuellement utilisées pour la construction des réseaux de transmission ? Quelles sont leurs principales caractéristiques ?

 

Réponse : Il existe trois types principaux, à savoir la fibre optique monomode conventionnelle G.652, la fibre optique monomode à dispersion décalée G.653 et la fibre optique à dispersion décalée non nulle G.655.

 

La fibre monomode G.652 présente une grande dispersion dans la bande C 1530-1565 nm et la bande L 1565-1625 nm, généralement de 17 à 22 psnm•km. Lorsque le débit du système atteint 2,5 Gbit/s ou plus, une compensation de dispersion est nécessaire. À 10 Gbit/s, le coût de compensation de dispersion du système est relativement élevé. C'est la fibre la plus couramment utilisée dans le réseau de transmission actuel.

 

La dispersion de la fibre à dispersion décalée G.653 dans la bande C et la bande L est généralement de -1 à 3,5 psnm•km, et sa dispersion est nulle à 1 550 nm. Le débit du système peut atteindre 20 Gbit/s et 40 Gbit/s, ce qui en fait la meilleure fibre pour la transmission ultra-longue distance à longueur d'onde unique. Cependant, en raison de ses caractéristiques de dispersion nulle, des effets non linéaires se produiront lorsque le DWDM est utilisé pour l'extension de capacité, ce qui entraînera une diaphonie du signal et un mélange FWM à quatre ondes, de sorte qu'il n'est pas adapté au DWDM.

 

Fibre à dispersion décalée non nulle G.655 : la dispersion de la fibre à dispersion décalée non nulle G.655 dans la bande C est de 1 à 6 psnm•km, et la dispersion dans la bande L est généralement de 6 à 10 psnm•km. La dispersion est faible, évitant la zone de dispersion nulle, supprimant le FWM de mélange à quatre ondes et pouvant être utilisée pour l'extension de capacité DWDM et l'ouverture de systèmes à haut débit. La nouvelle fibre G.655 peut étendre la zone effective à 1,5 à 2 fois celle des fibres optiques ordinaires. La grande zone effective peut réduire la densité de puissance et réduire l'effet non linéaire de la fibre optique.

 

43. Quelle est la non-linéarité de la fibre optique ?

 

Réponse : Cela signifie que lorsque la puissance optique de la fibre dépasse une certaine valeur, l'indice de réfraction de la fibre optique sera lié de manière non linéaire à la puissance optique, et une diffusion Raman et une diffusion Brillouin seront générées, provoquant un changement de fréquence de la lumière incidente.

 

44. Quel effet la non-linéarité de la fibre optique aura-t-elle sur la transmission ?

 

Réponse : L'effet non linéaire entraînera des pertes et des interférences supplémentaires, détériorant les performances du système. La puissance optique du système WDM est importante et est transmise sur une longue distance le long de la fibre optique, ce qui entraîne une distorsion non linéaire. Il existe deux types de distorsion non linéaire : la diffusion stimulée et la réfraction non linéaire. Parmi elles, la diffusion stimulée comprend la diffusion Raman et la diffusion Brillouin. Les deux types de diffusion ci-dessus réduisent l'énergie de la lumière incidente, ce qui entraîne des pertes. Elle peut être ignorée lorsque la puissance de la fibre d'entrée est faible.

 

45. Qu'est-ce que le PON (Passive Optical Network) ?

 

Réponse : PON est un réseau optique en boucle à fibre optique dans le réseau d'accès utilisateur local, basé sur des dispositifs optiques passifs tels que des coupleurs et des répartiteurs.

 

Différentes causes d’atténuation de la fibre optique

 

1. Les principaux facteurs à l'origine de l'atténuation des fibres sont : intrinsèques, la flexion, l'extrusion, les impuretés, les irrégularités et l'amarrage.

 

Intrinsèque : Il s'agit de la perte inhérente à la fibre optique, comprenant : la diffusion Rayleigh, l'absorption inhérente, etc.

 

Flexion : lorsque la fibre optique est pliée, une partie de la lumière dans la fibre optique sera perdue en raison de la diffusion, provoquant une perte.

 

Extrusion : Perte provoquée par une légère courbure lorsque la fibre optique est comprimée.

 

Impuretés : Les impuretés présentes dans la fibre optique absorbent et dispersent la lumière se propageant dans la fibre optique, provoquant des pertes.

 

Irrégularité : Perte causée par un indice de réfraction irrégulier du matériau de la fibre optique.

 

Docking : perte causée lorsque les fibres optiques sont amarrées, telles que : axes différents (l'exigence de coaxialité de la fibre optique monomode est inférieure à 0,8 μm), la face d'extrémité n'est pas perpendiculaire à l'axe, la face d'extrémité est inégale, le diamètre du noyau d'amarrage ne correspond pas et la qualité de la fusion est médiocre.

 

Lorsque la lumière entre par une extrémité de la fibre optique et sort par l'autre extrémité, l'intensité de la lumière s'affaiblit. Cela signifie qu'une fois que le signal optique s'est propagé à travers la fibre optique, une partie de l'énergie lumineuse est atténuée. Cela montre que certaines substances dans la fibre optique bloquent pour une raison quelconque le passage du signal optique. Il s'agit de la perte de transmission de la fibre optique. Ce n'est qu'en réduisant la perte de la fibre optique que le signal optique peut passer sans problème.

 

2. Classification des pertes de fibres optiques

 

La perte de fibre optique peut être divisée en deux grandes catégories : la perte inhérente à la fibre optique et la perte supplémentaire causée par les conditions d'utilisation après la fabrication de la fibre optique. Les subdivisions spécifiques sont les suivantes :

 

La perte de fibre optique peut être divisée en perte inhérente et perte supplémentaire.

 

La perte inhérente comprend la perte par diffusion, la perte par absorption et la perte causée par une structure de fibre optique imparfaite.

 

Les pertes supplémentaires comprennent les pertes par microcourbure, les pertes par flexion et les pertes par épissure.

 

Parmi elles, des pertes supplémentaires sont provoquées artificiellement lors de la pose de la fibre optique. Dans les applications pratiques, il est inévitable de connecter les fibres optiques une par une, et la connexion des fibres optiques entraînera des pertes. La microcourbure, la compression et l'étirement des fibres optiques entraîneront également des pertes. Ce sont toutes des pertes causées par les conditions d'utilisation de la fibre optique. La principale raison est que dans ces conditions, le mode de transmission dans le cœur de la fibre optique a changé. Les pertes supplémentaires peuvent être évitées autant que possible. Ci-dessous, nous ne discutons que de la perte inhérente à la fibre optique.

 

Parmi les pertes inhérentes, les pertes par diffusion et les pertes par absorption sont déterminées par les caractéristiques du matériau de la fibre optique lui-même, et les pertes inhérentes causées à différentes longueurs d'onde de travail sont également différentes. Il est extrêmement important de comprendre le mécanisme de génération de pertes et d'analyser quantitativement l'ampleur des pertes causées par divers facteurs pour le développement de fibres optiques à faible perte et l'utilisation rationnelle de la fibre optique.

 

3. Perte par absorption de matériaux

 

Les matériaux utilisés pour fabriquer des fibres optiques peuvent absorber l'énergie lumineuse. Une fois que les particules du matériau de la fibre optique ont absorbé l'énergie lumineuse, elles vibrent et génèrent de la chaleur, et l'énergie est perdue, générant ainsi une perte d'absorption. Nous savons que la matière est composée d'atomes et de molécules, et que les atomes sont composés de noyaux atomiques et d'électrons extranucléaires, et que les électrons tournent autour du noyau atomique sur une certaine orbite. C'est exactement comme la terre sur laquelle nous vivons et des planètes comme Vénus et Mars tournent autour du soleil. Chaque électron a une certaine énergie et se trouve sur une certaine orbite, ou en d'autres termes, chaque orbite a un certain niveau d'énergie.

 

Le niveau d'énergie orbital proche du noyau est plus faible, et le niveau d'énergie orbital plus éloigné du noyau est plus élevé. La taille de cette différence de niveau d'énergie entre les orbites est appelée différence de niveau d'énergie. Lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie faible à un niveau d'énergie élevé, il absorbe l'énergie de la différence de niveau d'énergie correspondante.

 

Dans une fibre optique, lorsqu'un électron d'un certain niveau d'énergie est irradié par une lumière d'une longueur d'onde correspondant à la différence de niveau d'énergie, l'électron de l'orbite de faible niveau d'énergie passe à l'orbite de niveau d'énergie plus élevé. Cet électron absorbe l'énergie lumineuse, ce qui entraîne une perte d'absorption de lumière.

 

Le dioxyde de silicium (SiO2), matériau de base pour la fabrication des fibres optiques, absorbe la lumière elle-même. L'une est appelée absorption ultraviolette et l'autre absorption infrarouge. À l'heure actuelle, les communications par fibre optique ne fonctionnent généralement que dans la plage de longueurs d'onde de 0,8 à 1,6 μm, nous ne discutons donc que de la perte dans cette plage de fonctionnement.

 

Le pic d'absorption généré par les transitions électroniques dans le verre de quartz se situe autour de 0,1 à 0,2 μm de longueur d'onde dans la région ultraviolette. À mesure que la longueur d'onde augmente, son effet d'absorption diminue progressivement, mais la zone affectée est très large, jusqu'à des longueurs d'onde supérieures à 1 μm. Cependant, l'absorption ultraviolette a peu d'effet sur les fibres optiques en quartz fonctionnant dans la région infrarouge. Par exemple, dans la région de la lumière visible avec une longueur d'onde de 0,6 μm, l'absorption ultraviolette peut atteindre 1 dB/km, et à une longueur d'onde de 0,8 μm, elle tombe à 0,2 à 0,3 dB/km, et à une longueur d'onde de 1,2 μm, elle n'est que d'environ 0,1 dB/km.

 

La perte d'absorption infrarouge de la fibre optique en quartz est causée par la vibration moléculaire du matériau infrarouge. Il existe plusieurs pics d'absorption des vibrations dans la bande supérieure à 2 μm.

 

En raison de l'influence de divers éléments dopants dans la fibre optique, il est impossible pour la fibre optique à quartz d'avoir une fenêtre de faible perte dans la bande supérieure à 2 µm, et la perte limite théorique à une longueur d'onde de 1,85 µm est de ldB/km.

 

Des recherches ont également montré que le verre de quartz contient des « molécules destructrices » qui posent problème, principalement des impuretés de métaux de transition nocifs, comme le cuivre, le fer, le chrome, le manganèse, etc. Ces « méchants » absorbent avidement l'énergie lumineuse sous l'effet de la lumière, sautent dans tous les sens et provoquent une perte d'énergie lumineuse. L'élimination des « fauteurs de troubles » et la purification chimique des matériaux utilisés pour fabriquer les fibres optiques peuvent réduire considérablement les pertes.

 

Une autre source d'absorption dans la fibre optique en quartz est l'hydroxyle (OHˉ). Selon les recherches de l'époque, les chercheurs ont découvert que l'hydroxyle avait trois pics d'absorption dans la bande de travail de la fibre optique, à savoir 0,95 μm, 1,24 μm et 1,38 μm, parmi lesquels la perte d'absorption à la longueur d'onde de 1,38 μm est la plus grave et a le plus grand impact sur la fibre optique. À une longueur d'onde de 1,38 μm, la perte de pic d'absorption générée par la teneur en hydroxyde de seulement 0,0001 est aussi élevée que 33 dB/km.

 

D'où viennent ces hydroxydes ? Il existe de nombreuses sources d'hydroxydes. Tout d'abord, il y a de l'eau et des composés hydroxydes dans les matériaux utilisés pour fabriquer les fibres optiques. Ces composés hydroxydes ne sont pas faciles à éliminer lors de la purification des matières premières et restent finalement dans la fibre optique sous forme d'hydroxydes. Deuxièmement, il y a une petite quantité d'eau dans les hydroxydes utilisés pour fabriquer les fibres optiques. Troisièmement, l'eau est générée en raison de réactions chimiques pendant le processus de fabrication des fibres optiques. Quatrièmement, de la vapeur d'eau est apportée par l'entrée d'air extérieur. Cependant, le processus de fabrication actuel a atteint un niveau assez élevé et la teneur en hydroxydes est tombée à un niveau suffisamment bas pour que son impact sur les fibres optiques puisse être ignoré.

 

4. Perte par diffusion

 

Dans la nuit noire, si vous éclairez le ciel avec une lampe de poche, vous pouvez voir un faisceau lumineux. Certaines personnes ont également vu d'épais faisceaux lumineux provenant de projecteurs dans le ciel nocturne.

 

Alors pourquoi voyons-nous ces faisceaux de lumière ? C'est parce qu'il y a de nombreuses particules minuscules comme de la fumée et de la poussière qui flottent dans l'atmosphère. Lorsque la lumière brille sur ces particules, elle se disperse et se propage dans toutes les directions. Ce phénomène a été découvert par Rayleigh, et on a donc appelé cette diffusion « diffusion Rayleigh ».

 

Comment se produit la diffusion ? Il s'avère que les minuscules particules telles que les molécules, les atomes et les électrons qui composent la matière vibrent à certaines fréquences inhérentes et peuvent libérer de la lumière avec une longueur d'onde correspondant à la fréquence de vibration. La fréquence de vibration d'une particule est déterminée par la taille de la particule. Plus la particule est grande, plus la fréquence de vibration est basse et plus la longueur d'onde de la lumière libérée est longue ; plus la particule est petite, plus la fréquence de vibration est élevée et plus la longueur d'onde de la lumière libérée est courte. Cette fréquence de vibration est appelée fréquence de vibration inhérente de la particule. Cependant, cette vibration n'est pas générée par elle-même, elle nécessite une certaine quantité d'énergie. Une fois qu'une particule est irradiée par une lumière d'une certaine longueur d'onde, et que la fréquence de la lumière irradiée est la même que la fréquence de vibration inhérente de la particule, elle provoque une résonance. Les électrons de la particule commencent à vibrer à cette fréquence de vibration, ce qui entraîne la diffusion de la lumière par la particule dans toutes les directions, et l'énergie de la lumière incidente est absorbée et convertie en énergie de la particule, et la particule réémet l'énergie sous forme d'énergie lumineuse. Ainsi, pour les personnes qui observent de l’extérieur, il semble que la lumière frappe la particule et s’envole ensuite dans toutes les directions.

 

La diffusion de Rayleigh se produit également dans les fibres optiques, et la perte de lumière qui en résulte est appelée perte par diffusion de Rayleigh. Compte tenu du niveau actuel de la technologie de fabrication des fibres optiques, on peut dire que la perte par diffusion de Rayleigh est inévitable. Cependant, comme l'ampleur de la perte par diffusion de Rayleigh est inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d'onde de la lumière, l'impact de la perte par diffusion de Rayleigh peut être considérablement réduit lorsque la fibre optique fonctionne dans la région des grandes longueurs d'onde.

 

5. Déficience congénitale, personne ne peut aider

 

La structure de la fibre optique est imparfaite, comme des bulles, des impuretés ou une épaisseur inégale dans la fibre optique, en particulier l'interface noyau-gaine inégale. Lorsque la lumière atteint ces endroits, une partie de la lumière sera dispersée dans toutes les directions, provoquant une perte. Cette perte peut être surmontée en améliorant le processus de fabrication de la fibre optique. La diffusion provoque l'émission de lumière dans toutes les directions, et une partie de la lumière diffusée est réfléchie dans la direction opposée à la propagation de la fibre optique. Cette partie de la lumière diffusée peut être reçue à l'extrémité incidente de la fibre optique. La diffusion de la lumière entraîne la perte d'une partie de l'énergie lumineuse, ce qui n'est pas souhaitable. Cependant, ce phénomène peut également être utilisé par nous, car si nous analysons l'intensité de la partie reçue de la lumière à l'extrémité émettrice, nous pouvons vérifier les points de rupture, les défauts et la perte de cette fibre optique. De cette façon, grâce à l'ingéniosité humaine, les mauvaises choses peuvent être transformées en bonnes choses.

 

Ces dernières années, la communication par fibre optique a été largement utilisée dans de nombreux domaines. Un problème important dans la réalisation de la communication par fibre optique est de réduire autant que possible la perte de fibre optique. La perte fait référence à l'atténuation de la fibre optique par unité de longueur, et l'unité est le dB/km. Le niveau de perte de fibre optique affecte directement la distance de transmission ou la distance entre les stations relais. Par conséquent, la compréhension et la réduction de la perte de fibre optique ont une grande importance pratique pour les communications par fibre optique.

 

1. Perte d'absorption de la fibre optique

 

Cela est dû à l'absorption de l'énergie lumineuse par les matériaux et les impuretés des fibres optiques. Ils consomment l'énergie lumineuse sous forme d'énergie thermique dans la fibre optique, ce qui constitue une perte importante dans la fibre optique. La perte d'absorption comprend les éléments suivants :

 

① Perte d'absorption intrinsèque du matériau Il s'agit de la perte causée par l'absorption inhérente du matériau. Elle comporte deux bandes, l'une dans la région de 8 à 12 μm du proche infrarouge. L'absorption intrinsèque de cette bande est due aux vibrations. L'autre bande d'absorption intrinsèque du matériau se situe dans la bande ultraviolette. Lorsque l'absorption est très forte, sa queue sera entraînée vers la bande de 0,7 à 1,1 μm.

 

②Perte d'absorption causée par les dopants et les ions d'impuretés Les matériaux de fibre optique contiennent des métaux de transition tels que le fer, le cuivre, le chrome, etc. Ils ont leurs propres pics d'absorption et bandes d'absorption et varient en fonction de leurs états de valence. La perte de fibre optique causée par l'absorption des ions de métaux de transition dépend de leur concentration. De plus, la présence d'OH- produit également une perte d'absorption. Le pic d'absorption de base d'OH- est proche de 2,7 μm et la bande d'absorption est comprise entre 0,5 et 1,0 μm. Pour la fibre optique en quartz pur, la perte causée par les impuretés peut être ignorée.

 

③ Perte d'absorption des défauts atomiques Lorsque le matériau de la fibre optique est chauffé ou fortement rayonné, il sera stimulé pour produire des défauts atomiques, entraînant une absorption de lumière et une perte, mais en général cet effet est très faible.

 

2. Perte par diffusion de la fibre optique

 

La diffusion à l'intérieur de la fibre optique réduit la puissance de transmission et génère des pertes. La diffusion la plus importante est la diffusion Rayleigh, qui est causée par les changements de densité et de composition à l'intérieur du matériau de la fibre optique.

 

Pendant le processus de chauffage du matériau de fibre optique, en raison de l'agitation thermique, la compressibilité des atomes est inégale, la densité du matériau est inégale, puis l'indice de réfraction est inégal. Cette irrégularité est fixée pendant le processus de refroidissement et sa taille est inférieure à la longueur d'onde de l'onde lumineuse. Lorsque la lumière rencontre ces matériaux inégaux qui sont plus petits que la longueur d'onde de l'onde lumineuse et qui présentent des fluctuations aléatoires pendant la transmission, la direction de transmission est modifiée, une diffusion se produit et une perte se produit. De plus, la concentration inégale d'oxydes contenus dans la fibre optique et un dopage inégal peuvent également provoquer une diffusion et une perte.

 

3. Perte par diffusion du guide d'ondes

 

Il s'agit de la diffusion provoquée par une distorsion ou une rugosité aléatoire de l'interface. En fait, il s'agit de la conversion de mode ou du couplage de mode provoqué par la distorsion ou la rugosité de la surface. Un mode va générer d'autres modes de transmission et modes de rayonnement en raison de la fluctuation de l'interface. Étant donné que l'atténuation des différents modes transmis dans la fibre optique est différente, dans le processus de conversion de mode longue distance, le mode à faible atténuation devient le mode à forte atténuation. Après une conversion continue et une conversion inverse, bien que la perte de chaque mode soit équilibrée, le mode dans son ensemble produira une perte supplémentaire, c'est-à-dire qu'une perte supplémentaire est générée en raison de la conversion du mode. Cette perte supplémentaire est la perte par diffusion du guide d'ondes. Pour réduire cette perte, il est nécessaire d'améliorer le processus de fabrication des fibres optiques. Pour les fibres optiques bien tirées ou de haute qualité, cette perte peut être fondamentalement ignorée.

 

4. Perte de rayonnement causée par la courbure de la fibre optique

 

La fibre optique est souple et peut être courbée. Cependant, après une certaine courbure, bien que la fibre optique puisse guider la lumière, elle modifiera le chemin de transmission de la lumière. La conversion du mode de transmission au mode de rayonnement fait qu'une partie de l'énergie lumineuse pénètre dans la gaine ou traverse la gaine pour devenir un mode de rayonnement et fuir, générant ainsi une perte. Lorsque le rayon de courbure est supérieur à 5 à 10 cm, la perte causée par la courbure peut être ignorée.

 

Source : Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd