光ファイバーの損失を理解する

光ファイバー伝送には、銅線や無線伝送などの他の伝送方法に比べてさまざまな利点があります。銅よりも軽く、小さく、柔軟性のある光ファイバーケーブルは、信号をより長い距離でより高速に伝送できます。ただし、多くの要因が光ファイバーのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。光ファイバーの優れた安定した性能を確保するために、多くの問題を考慮する必要があります。光ファイバーの損失は、その中で無視できる問題であり、多くのエンジニアにとって、光ファイバーの選択と処理中に検討することが最優先事項です。この記事では、光ファイバーの損失の詳細情報を提供します。

信号を運ぶ光のビームが光ファイバーのコアを通過するとき、光の強度は低くなります。したがって、信号強度が弱くなります。この光パワーの損失は、一般に光ファイバの損失または減衰と呼ばれます。この電力レベルの低下はdBで表されます。伝送中に何かが発生し、光ファイバーの損失が発生しました。光信号をスムーズかつ安全に伝送するには、光ファイバーの損失を減らす必要があります。 2つの側面にある光ファイバー損失の原因：光ファイバーの内部理由と外部原因。これらは、固有ファイバーコア減衰と外部ファイバー減衰としても知られています。

固有のファイバーコア減衰
光ファイバー自体によって引き起こされる光ファイバー損失の内部的な理由。これは通常、固有減衰とも呼ばれます。固有減衰の主な原因は2つあります。 1つは光の吸収で、もう1つは散乱です。

光吸収は、光伝送中の光ファイバの損失の主な原因です。光は光ファイバーの材料によってファイバーに吸収されます。したがって、光ファイバの光吸収は、材料吸収としても知られています。実際、分子共鳴と波長不純物のために、光パワーは吸収され、熱のような他の形のエネルギーに変換されます。原子構造はあらゆる純粋な材料でできており、選択的な波長の放射線を吸収します。完全に純粋な材料を製造することは不可能です。したがって、光ファイバーメーカーは、光ファイバーコアのパフォーマンスを最適化するために、ゲルマニウムやその他の材料に純粋なシリカをドープすることを選択します。

光ファイバの損失のもう1つの主な原因は散乱です。ガラス構造の分子レベルの不規則性によって引き起こされる光の散乱を指します。散乱が発生すると、光エネルギーはすべての方向に散乱します。それらのいくつかは、順方向に移動し続けています。また、前の方向に散乱されなかった光は、次の図に示すように、光ファイバーリンクで失われます。したがって、散乱による光ファイバーの損失を減らすには、光ファイバーのコアの欠陥を取り除き、光ファイバーのコーティングと押し出しを注意深く制御する必要があります。

光の吸収と散乱を含む固有のファイバーコア減衰は、光ファイバー損失の原因の1つの側面にすぎません。外因性のファイバー減衰も非常に重要です。これは通常、光ファイバーの不適切な取り扱いによって引き起こされます。外因性ファイバーの減衰には主に2つのタイプがあります。曲げ損失とスプライシング損失です。

曲げ損失は、不適切な光ファイバー処理によって発生する光ファイバー損失を引き起こす可能性のある一般的な問題です。文字通り、それは光ファイバーの曲がりが原因です。 2つの基本的なタイプがあります。 1つはマイクロベンディングで、もう1つはマクロベンディングです。マクロベンディングとは、ファイバーの大きなベンド（半径2 mm以上）を指します。光ファイバ損失を減らすには、曲げ損失の次の原因に注意する必要があります。

ファイバーコアが軸から外れています。
製造上の欠陥;
ファイバー敷設プロセス中の機械的制約;
温度、湿度、または圧力の変化などの環境変動。
光ファイバーのスプライシングは、外因性のファイバー減衰のもう1つの主な原因です。光ファイバーネットワークでは、ある光ファイバーを別の光ファイバーに接続することは避けられません。スプライシングによる光ファイバーの損失は避けられませんが、適切な取り扱いで最小限に抑えることができます。高品質の光ファイバコネクタと融着接続を使用すると、光ファイバの損失を効果的に減らすことができます。

光ファイバーの損失の種類

さまざまなタイプの光ファイバーの損失の主な原因を示しています。固有のファイバーコア減衰を減らすには、適切な光ファイバーおよび光学コンポーネントを選択する必要があります。外因性繊維の減衰を最小限に抑えるには、適切な取り扱いとスキルを適用する必要があります。