Optičko vlakno je dizajnirano da vodi svjetlost kroz vrlo malo stakleno jezgro sa niskim slabljenjem. Međutim, kada je vlakno savijeno ili mehanički deformirano, dio vođene optičke snage može se spojiti iz predviđene putanje širenja. Rezultat jegubitak savijanja vlakana, što može smanjiti marginu veze i, u teškim slučajevima, doprinijeti dugotrajnom-mehaničkom kvaru.
Savijanje vlakana obično se raspravlja u dvije kategorije:makrosavijanjeimikrosavijanje. Makrosavijanje uključuje vidljivu krivinu ili petlju u vlaknu ili kablu. Mikrosavijanje se sastoji od mnogo manjih, često mikroskopskih, deformacija duž ose vlakana uzrokovanih lokaliziranim pritiskom ili mehaničkim naprezanjem. Oba mogu povećati slabljenje, ali njihovi uzroci, izgled i metode kontrole su različiti.
Makrosavijanje naspram mikrosavijanja: u čemu je razlika?
| Faktor | Makrobending | Microbending |
|---|---|---|
| Scale | Relativno velika, vidljiva krivina ili petlja | Mikroskopska ili vrlo mala aksijalna deformacija |
| Tipični uzroci | Čvrsto vođenje, male petlje, oštri uglovi, pretjerano savijanje u zatvaračima ili panelima | Lokalizovani pritisak, naprezanje premaza, pritisak u strukturi kabla, temperaturno{0}}korakterisanje, naprezanje pri lomljenju ili instalaciji |
| Može li se obično vidjeti? | Često da | Obično ne |
| Glavni optički efekat | Zračenje vođene optičke snage kada savijanje postane preusko | Povezivanje modova uzrokovano malim perturbacijama, s nekim spajanjem optičke snage u modove zračenja ili obloge |
| Tipičan dijagnostički trag | Lokalizirani događaj gubitka može se pojaviti tamo gdje postoji uska krivina | Može se pojaviti kao distribuirani višak gubitka na dužem dijelu, a ne kao jedan očigledan fizički zavoj |
| Primarna prevencija | Poštujte navedeni radijus savijanja i pravilno usmjerite kabel | Kontrolni pritisak, konstrukcija kabla, ponašanje premaza, temperaturni napon i instalacijske sile |
Razlika je korisna za rešavanje problema, ali u stvarnim kablovskim sistemima ova dva mehanizma se mogu preklapati. Loša instalacija može stvoriti vidljivo čvrsto savijanje i manje deformacije{1}}indukovane pritiskom unutar kabla.
Šta je Macrobending Loss?
Makrosavijanje nastaje kada se optički ili -optički kabel usmjerava oko krivine koja je preuska za njegov dizajn. Zavoj mijenja uvjete pod kojima vođeni modovi ostaju ograničeni. Kako savijanje postaje čvršće, sve veći dio optičkog polja može zračiti dalje od jezgre, stvarajući dodatno slabljenje.
Uobičajeni primjer na terenu je patch kabel koji je natjeran oko oštrog ugla unutar stalka, rama za distribuciju, kućišta za spajanje ili zidne kutije. Slični problemi mogu se pojaviti kada se višak kabela pohranjuje u petlje koje su manje od radijusa koji preporučuje proizvođač kabela.
Za praktično poređenje proizvoda namijenjenih strožim uvjetima usmjeravanja, pogledajte Hengtongov pregledG.657 karakteristike gubitka{1}}savijanja vlakana.
Zašto se gubici makrosavijanja povećavaju na dužim talasnim dužinama?
Jednomodno{0}} vlakno općenito postaje osjetljivije na savijanje na dužim talasnim dužinama jer se optički način proteže dalje u oblogu. Zbog toga savijanje utiče na veći dio optičkog polja, čineći ograničenje slabijim kada polumjer savijanja postane mali.
StrujaITU{0}}T G.657 preporukaeksplicitno napominje da se gubici optičkog savijanja povećavaju sa talasnom dužinom. Iz tog razloga, performanse makrosavijanja se obično specificiraju na 1550 nm i/ili 1625 nm, gdje je osjetljivost na savijanje zahtjevnija od oko 1310 nm.
Ova zavisnost od talasne dužine je važna tokom rešavanja problema. Savijanje koje uzrokuje samo malu promjenu na 1310 nm može proizvesti očigledniji gubitak na 1550 nm ili 1625 nm. ITU-T G.650.1 također napominje da se gubitak na makro savijanje snažno povećava sa talasnom dužinom i opisuje mjerenje na dužim talasnim dužinama koje se koriste za jedno{7}}procjenu savijanja-modnih vlakana.
Za širi pogled na kategorije jednostrukih{0}}modnih vlakana i njihove predviđene primjene, HengtongPoređenje G.652D u odnosu na G.657A1 i G.657A2pruža koristan kontekst.
Minimalni radijus savijanja: zašto je to važno
Theminimalni radijus savijanjaje najmanji polumjer na kojem bi optički-kabl trebao biti savijen pod određenim uvjetima. To nije jedan univerzalni broj za svaki optički kabel. Ispravna vrijednost ovisi o konstrukciji kabela, vrsti vlakna, promjeru kabela, stanju ugradnje, vlačnom opterećenju i kvalifikacijskim podacima proizvođača.
Široko korišteno inženjersko pravilo je da se radijus savijanja izrazi kao višekratnik vanjskog prečnika kabla. Vrijednosti oko 10 puta većeg od vanjskog promjera kabela uobičajene su za neke neopterećene ili radne uvjete, dok instalacija pod vučnim zatezanjem može zahtijevati veći radijus. Ovo je samo pravilo:instalacijski i radni radijusi savijanja koje je odredio proizvođač trebaju imati prioritet.
Na primjer, kabl od 3 mm bi imao radijus od 30 mm ako bi se primijenilo pravilo 10× vanjskog-promjera. Taj proračun ne treba tretirati kao univerzalni zahtjev za svaki preklopni kabel od 3 mm. Određeni kabel može zahtijevati drugačiju vrijednost u zavisnosti od njegove strukture i upotrebe.
Zašto se radijus savijanja može povećati pod napetošću
Kabel pod vučnim naponom već podnosi mehanički stres. Čvrsto savijanje u isto vrijeme povećava lokalno opterećenje na kabelu i vlaknima. To je razlog zašto mnoge specifikacije kabela razlikuju većeinstalacijski radijus savijanjai manjiradni ili statički radijus savijanjanakon što je vučno opterećenje uklonjeno.
Dobra instalacijska praksa stoga kombinuje kontrolu -radijusa savijanja sa kontrolom zatezanja povlačenja{1}}. Hengtong'svodič za instalaciju optičkog{0}} kablaje korisna vezana referenca pri planiranju usmjeravanja i rukovanja kablovima.
Šta je gubitak mikrosavijanja?
Mikrosavijanje je uzrokovano vrlo malim, često nevidljivim, devijacijama duž ose vlakana. Ove deformacije mogu nastati pritiskom okolnih elemenata kabela, neravnim kontaktnim površinama, naprezanjem premaza, termičkom kontrakcijom, gnječenjem, čvrstim pričvršćivanjem ili drugim lokaliziranim mehaničkim silama.
Mehanizam je preciznije opisan kaospajanje načina radanego kao promjena razlike u osnovnom{0}}indeksu loma između jezgre i omotača. Mikroskopske perturbacije mogu spojiti optičku snagu iz vođenih modova u druge modove, uključujući modove zračenja ili omotača, što stvara višak gubitaka.
Ovo ponašanje je proučavano decenijama u istraživanju optičkih-vlakana. AnOptički papir o gubitku savijanja u optičkim vlaknimaopisuje mikrosavijanje kao proces spajanja koji može preraspodijeliti snagu između vođenih modova i spojiti vođenu snagu u zračene modove.
Šta uzrokuje mikrosavijanje u pravim kablovima?
- Lokalizirana kompresija:stezaljke za kablove, omoti za vezice, spajalice, valjci ili okolni elementi kabla mogu stvoriti koncentrisani pritisak.
- Promjena temperature:različito ponašanje termičkog širenja ili kontrakcije između stakla, premaza, pufera i kablovskih materijala može stvoriti naprezanje vlakana.
- Ponašanje premaza ili pufera:neodgovarajući sistem premaza ili loša kontrola dimenzija mogu prenijeti male deformacije na staklo.
- Pritisak kablova:članovi čvrstoće, cijevi, prediva ili drugi elementi kabela mogu pritisnuti vlakno ako je struktura kabela loše kontrolirana.
- Nepravilna instalacija:gnječenje, pre{0}}zategnuto pričvršćivanje ili prisiljavanje kabla na ograničeni put može dovesti do distribuiranog mikrosavijanja.
Premaz od vlakana stoga igra važnu mehaničku ulogu pored zaštite staklene površine. Za više informacija pogledajte Hengtongov članak outicaj sloja premaza na performanse vlakana.
Može li se mikrosavijanje simulirati brusnim papirom?
Postavljanje vlakana između grubih površina i primjena pritiska može demonstrirati osnovnu ideju mikrosavijanja{0}}indukovanog pritiskom. Međutim, ovo treba opisati kao ademonstracija ili simulacija, a ne kao univerzalna standardizirana metoda ispitivanja.
TheReferenca Fiber Optic Association o makro- i mikrosavijanjunapominje da su isprobani brusni papir, žičana mreža i slični pristupi, ali njihovi rezultati nisu bili dovoljno ponovljivi da bi se uspostavio opći standardni test mikrosavijanja.
Za formalnu procjenu makrosavijanja, standardizirane metode koriste kontroliranu geometriju savijanja, kao što je namotavanje vlakana oko trna definiranog radijusa. ITU-T G.657 upućuje na IEC 60793-1-47 metode za procjenu performansi makrosavijanja.
Kako se savijanje pojavljuje na OTDR tragu?
Reflektometar optičkog vremenskog{0}}domena može pomoći u lociranju problema instalacije, ali trag se mora pažljivo tumačiti. Lokalizirani makroband se može pojaviti kao ne-nereflektirajući događaj gubitka na određenoj udaljenosti. Poređenje tragova na različitim valnim dužinama može biti posebno korisno jer je gubitak savijanja obično izraženiji na dužim valnim dužinama.
Mikrosavijanje može biti teže izolovati jer može biti raspoređeno po dijelu vlakana, a ne koncentrirano na jednom jasno vidljivom savijanju. Distribuirani stres može povećati nagib ili očigledan gubitak po dužini vlakna. Rezultat ne bi trebalo automatski biti označen kao mikrosavijanje bez provjere istorije kablova, zavisnosti od talasne dužine, događaja konektora, kvaliteta spajanja i podešavanja OTDR-a.
Ako vam je potrebno osvježenje o tumačenju tragova, pogledajte HengtongPrincip OTDR testiranja. Fiber Optic Association također napominje da se pretjerano opterećenje ili preusko savijanje može pojaviti na OTDR-u kao događaj gubitka na neočekivanoj lokaciji.
Kako savijanje{0}}neosjetljivo vlakno smanjuje gubitak makrosavijanja
Jednomodno vlakno{0}}neosjetljivo na savijanje- je konstruirano da održava bolje optičko ograničenje pri malim radijusima savijanja od konvencionalnih vlakana. Ne treba ga opisati kao da ima jedan univerzalni unutrašnji dizajn. Proizvođači koriste različite profile-indeksa prelamanja i pristupe dizajnu kako bi postigli potrebne performanse savijanja uz zadržavanje kompatibilnosti i karakteristika prijenosa.
ITU-T G.657 je ključna međunarodna preporuka za savijanje-gubitaka-neosjetljivih jednomodnih- vlakana i kablova. Izdanje iz 2024. definiše kategorije performansi uključujući G.657.A1, G.657.A2 i G.657.B3, sa različitim zahtjevima za makrosavijanje na određenim radijusima savijanja, talasnim dužinama i brojem okreta.
Na primjer, standard specificira granice makrosavijanja-nekabliranih vlakana u definisanim laboratorijskim uslovima. Ove vrijednosti su specifične za-kategoriju i ne treba ih tumačiti kao obećanje da se svaki gotov kabel može saviti na isti radijus u svakoj instalaciji. Konstrukcija kabla može ograničiti ili modificirati savijanje koje vlakno stvarno doživljava.
Hengtong nudi nekoliko opcija G.657 vlakana, uključujućiG.657.A2 jednomodno vlakno, za aplikacije gdje su potrebne poboljšane performanse savijanja.
Kako spriječiti gubitak savijanja vlakana
1. Slijedite specifikaciju radijusa savijanja{1}} proizvođača kabela
Nemojte se oslanjati na jedan generički množitelj radijusa savijanja{0}} kada tehnički list proizvoda daje tačna ograničenja instalacije i rada. Obratite posebnu pažnju na mala kućišta, uglove stalka, nosače za spajanje, pristupne kutije i pohranjene servisne petlje.
2. Kontrolirajte napetost povlačenja i pritisak bočne stijenke
Kabl koji je prihvatljiv u mirovanju može biti preopterećen dok se vuče iza ugla. Koristite specificiranu vučnu napetost, odgovarajuće snopove ili valjke i rutu koja sprječava oštre promjene smjera.
3. Izbjegavajte gnječenje i pre{1}}zategnute pričvršćivače
Vezice za kablove, kopče i spajalice treba da drže kabl bez stvaranja koncentrisanog pritiska. Prekomjerna kompresija može doprinijeti mikrosavijanju čak i kada cjelokupna trasa kabela izgleda ravno.
4. Omogućite temperaturni{1}}stres
Unutarnje i vanjske kablovske strukture doživljavaju promjene dimenzija kako temperatura varira. Odaberite dizajn kablova koji je kvalifikovan za očekivano okruženje i izbegavajte instalacije koje sprečavaju da se kabl prilagodi normalnom toplotnom pomeranju.
5. Koristite vlakna koja nisu osjetljiva na savijanje- gdje je usko usmjeravanje neizbježno
FTTH, u-distribuciji zgrada, kompaktni završni hardver i upravljanje-vlaknima visoke gustine često zahtijevaju čvršće rutiranje od tradicionalnih puteva izvan{2}}fabrika. U ovim aplikacijama, vlakna G.657 kategorije mogu pružiti dodatnu marginu makrosavijanja. To ne eliminira potrebu za dobrom praksom instalacije.
6. Testirajte nakon instalacije i istražite gubitak koji zavisi od talasne dužine-
Ako veza pokazuje neobjašnjivo slabljenje, uporedite optička mjerenja sa uslovima rute i, gdje je prikladno, OTDR tragovima na više valnih dužina. Gubitak koji postaje znatno izraženiji na 1550 nm ili 1625 nm može biti jak trag da je uključeno savijanje.
Za aplikacije za patch{0}}panele i opremu{1}}rack, rukovanje kablovima je posebno važno jer se kratkospojnici često pomiču i preusmjeravaju. Hengtong'soptički{0}}patch kablodjeljak pruža primjere sklopova koji se koriste u ovim okruženjima.
Primjer praktičnog rješavanja problema
Pretpostavimo da veza za jedan-način prođe provjeru gubitka-umetanja na 1310 nm, ali pokazuje primjetno veći gubitak na 1550 nm nakon što se oprema preuredi. OTDR trag otkriva novi ne-nereflektivni gubitak u blizini distributivnog panela. Pregledom se tada nalazi omča patch kabla koja je čvrsto povučena iza vrata panela.
U ovom slučaju, kombinacija nove promjene fizičke rute, lokaliziranog ne-nereflektirajućeg događaja i jačeg gubitka na dužim talasnim dužinama upućuje na makrosavijanje. Pre-usmjeravanje patch kabla sa većim radijusom i ponavljanje mjerenja je praktičan način da se potvrdi dijagnoza.
Drugi slučaj može pokazati postepeno povećanje gubitka u dijelu kabela nakon jakog izlaganja hladnoći bez ikakvog očitog vanjskog savijanja. Taj obrazac bi opravdao provjeru raspodijeljenog mehaničkog naprezanja, kontrakcije kabela, pritiska pričvršćivanja i potencijalnog mikrosavijanja umjesto pretpostavke o jednom makro savijanju.
FAQ
P: Koji je minimalni radijus savijanja za optički- kabl?
O: Ne postoji univerzalni minimalni radijus savijanja za sve optičke- kablove. Koristite specifikaciju proizvođača za tačan kabl i napravite razliku između uslova ugradnje pod naponom i radnih uslova nakon instalacije. Višestruki vanjski promjer kabela su korisna inženjerska pravila samo kada specifikacija proizvoda ne navodi nešto konkretnije.
P: Da li savijanje optičkog vlakna uzrokuje gubitak signala?
O: Da. Dovoljno čvrsto makro savijanje može uzrokovati zračenje vođene optičke snage iz područja jezgre. Mikroskopske deformacije također mogu uzrokovati sprezanje modova i prekomjerno slabljenje. Količina gubitka ovisi o dizajnu vlakna, talasnoj dužini, geometriji savijanja, konstrukciji kabla i mehaničkom naprezanju.
P: Zašto je gubitak savijanja vlakana često veći pri 1550 Nm nego pri 1310 Nm?
O: Na dužim talasnim dužinama, optički mod se proteže dalje u oblogu i generalno je manje čvrsto ograničen. Ovo čini jedno-modno vlakno osjetljivijim na zakrivljenost. Trenutne ITU-T smjernice stoga procjenjuju performanse-gubljenja savijanja na dužim talasnim dužinama kao što su 1550 nm i 1625 nm.
P: Koja je razlika između makro savijanja i mikrosavijanja?
O: Makrosavijanje je relativno veliko, obično vidljivo savijanje vlakna ili kabla. Mikrosavijanje se sastoji od mikroskopskih aksijalnih deformacija uzrokovanih lokaliziranim pritiskom ili mehaničkim naprezanjem. Oba povećavaju slabljenje, ali proizlaze iz različitih fizičkih stanja i mogu proizvesti različite dijagnostičke obrasce.
P: Može li OTDR otkriti krivine vlakana?
O: OTDR može pomoći u identifikaciji gubitka-vezanog za savijanje, posebno kada makro savijanje stvara lokalizirani ne-nereflektirajući događaj. Upoređivanje tragova na više od jedne valne dužine može ojačati dijagnozu. Distribuirano mikrosavijanje može biti teže izolovati i treba ga procijeniti zajedno sa istorijom instalacije i uslovima kablova.
P: Šta je vlakna{0}}neosjetljiva na savijanje?
O: Vlakno{0}}neosjetljivo na savijanje je dizajnirano da postigne manji gubitak makrosavijanja pri manjim radijusima od konvencionalnih vlakana. ITU-T G.657 definira kategorije jednomodnih vlakana-gubitaka-neosjetljivih na savijanje- i njihove zahtjeve za performanse. Odgovarajuća kategorija zavisi od dizajna mreže, ograničenja rutiranja, zahtjeva kompatibilnosti i specifikacija proizvođača kabela.
Zaključak
Gubitak savijanja vlakana nije pojedinačni način kvara.Makrobendingse uglavnom povezuje sa vidljivim oblinama koje su preuske, dokmikrosavijanjeproizlazi iz malih mehaničkih poremećaja i lokaliziranog pritiska. Oba mogu smanjiti optičku snagu i marginu mreže.
Najpouzdaniji pristup je pratiti specifikacije radijusa i zatezanja -proizvođača kablova, kontrolisati instalacioni pritisak, koristiti odgovarajući hardver za{1}}upravljanje kablom i odabrati vlakna koja nisu osjetljiva na savijanje- kada je čvrsto usmjeravanje dio dizajna. Prilikom rješavanja problema, mjerenja zavisna od talasne{4}}ine i OTDR tragovi mogu pružiti korisne dokaze, ali ih uvijek treba tumačiti u kontekstu stvarne trase kabla i uslova instalacije.