了解光纖訊號損耗和衰減

如今，全球範圍內的高速資料傳輸依賴光纖，但訊號損失和衰減可能會導致問題。如果不管理這些損失，您的網路可能會面臨速度變慢和效能下降的問題。但是，請保持冷靜！有一個好消息，就是損失可以降到最低。

因此，撰寫此部落格的目的是讓您熟悉光纖電纜中的光纖損耗問題及其原因。因此，在本文中，您將了解光纖訊號損失是什麼、它的類型、測量方法以及如何最大限度減少此類損失的技巧。所以，和我們在一起吧！

圖 1 光纖訊號損耗與衰減

1）什麼是 光纖損耗?

“光纖損耗 當目前通過電纜的部分光在到達終端之前變弱時就會發生這種情況。 」 

此外，想像一下一個人在隧道深處大喊的場景；起初，聲音傳播得很好，但隨著傳播距離的增加，音量逐漸減少。這種衰落被稱為 光纖衰減，以分貝每公里（dB/km）為單位。 

• 光纖損耗與衰減

現在，您可能會問損失和衰減之間有什麼區別。出色地！損耗描述的是訊號功率的任何下降。另一方面，衰減是指由於光吸收和散射而在光纖中發生的特定類型的損失。此外，請記住，在使用長距離互聯網或高速網路時這一點尤其重要。 

然而，如果沒有解決方案，視訊通話就會落後，串流媒體會反覆緩衝，下載也會明顯變慢。這就是為什麼盡量減少光纖損耗極為重要。

2）光纖損耗的類型及其原因

光纖損耗（db/km）分為兩類：內在損耗和非內在損耗。這些進一步分為各種類型，每種類型都有不同的原因。那麼，就讓我們來分解一下吧！

i) 內在損失

此類損失是指纖維材料本身造成的損失。不幸的是，它無法從纖維中完全去除，但可以透過使用高品質的材料來減少其中的一部分。

一個。吸收損失 

假設你用燈光照射一扇髒窗戶，但有些光線卻無法穿透。同樣，在光纖電纜中，當光進入玻璃芯時，它會吸收能量，因為玻璃中的微小雜質會將能量轉化為熱量，稱為吸收損失。

• 主要原因： 

• 吸收損失的主要原因是纖維中 OH- 離子（水分子）濃度較低。這些離子捕獲能量，從而削弱 1383 nm 左右的訊號。請記住，大多數玻璃即使是最純淨的，也會吸收能量。然而，一些更適合纖維的材料可以最大限度地減少這個問題。

• 例子：

在 1550 nm 處，優質光纖的吸收損耗約為 0.2 dB/km。如果纖維中雜質較多，損耗還會更大。 

圖 2 類型 纖維損失

b.散射損失 

您曾經觀察過霧散射太陽光線嗎？這就是光纖電纜中發生的情況。例如;當光纖材料的微觀變化導致光向不同方向散射時，這稱為瑞利散射。

• 主要原因： 

• 纖維的密度在製造過程中會發生微小的變化。這些小的缺陷改變了能量的散射。

• 例子：

• 瑞利散射造成的損耗在 1550 nm 處為 0.18 dB/km，在 850nm 處上升至 2.5 dB/km。這就是為什麼我們更喜歡使用較長的波長進行遠距離通訊。

ii) 外部損失 

外在損失與內在損失相反；這是由於對光纖執行的操作而發生的，例如過度彎曲、連接不良以及添加過多的網路元素。別擔心，幾乎所有這些問題都可以解決或在您的控制範圍內。

c.彎曲損耗

如果吸管彎曲的角度超過某個角度，液體就無法自由流動。同樣，如果你過度彎曲你的 光纖電纜，同樣的事情又發生了。一部分光並沒有完美地包含在纖芯中，而是洩漏了出去，這對訊號值是有害的。讓我們看看它的類型！

• 宏彎： 光纖電纜彎曲過大（例如捲得太緊或被踩踏）也會產生後果。例如，當光纖彎曲半徑小於 30 毫米時，可能會失去大量訊號。

• 微彎： 這種彎曲損耗是由於外部壓力和光纖安裝不良造成的。例如，您知道光纖上的凹痕可能會導致損耗增加 0.5 dB 甚至更多。

d. 光纖連接器和熔接損耗

每次連接兩條光纖電纜時，由於缺乏精確對準，可能會造成一定程度的光損失。這種情況發生在連接器和接頭處，並且會對您的網路產生負面影響。讓我們分解一下它的類型！

• 熔接： 該技術透過熱量連接光纖，並提供低損耗連接（損耗約為 0.1 dB）。

• 機械拼接： 光纖使用膠水黏合在一起，如果操作不當，大約會損失 0.5 dB 或更多。

此外，請記住，如果光纖的輸出端剛好對齊，即使是很小的間隙也可能導致嚴重的訊號損失。

例如插入損耗 

除此之外，由於增加了連接器、分離器和耦合器等元件，光纖網路的品質正在下降，從而降低了系統中良好訊號的數量。

例如，標準連接器會使損耗增加到約 0.2 dB。此外，根據分離器的類型，額外損耗設定為 3 dB 或更大，這表示訊號將減半。

此外，Qoura 上的一位用戶，上海博通通訊設備有限公司的營運專家 Peter Brown 也談到了上述光纖遺失的原因。因此，我們必須考慮這些問題並尋找解決方案，以享受高速互聯網而不會出現任何延遲。

• 摘要表

損失類型	原因	影響	典型損失
吸收損失	雜質（OH-離子）	光轉化為熱	0.2 分貝/公里
散射損失	材料缺陷	光被誤導	0.18分貝/公里
宏彎損耗	光纖彎曲較大	光線洩漏	如果 <30 毫米則高
微彎損耗	微小的纖維變形	光被誤導	0.2 dB/連接
連接器損耗	對齊不良	穿過的光線較少	0.5 分貝以上
熔接損耗	光纖連接不良	削弱資料傳輸	0.1 dB（融合），0.5 dB（機械）
插入損耗	額外組件（分離器）	訊號減弱	3 dB/分流器

3）光衰減測量

光纖損耗的測量單位是每公里分貝 (dB/km)。這顯示光在每公里光纖電纜中傳輸時訊號強度的損失程度。此外，dB/km 值越低，代表光纖越清晰，資料保存效果越好。

• 評估光纖中訊號損失的方法：

i）光時域反射器（OTDR）： 您可以將其視為光纖的雷達。它通過電纜發送光脈衝並估計反射回來的光量。除此之外，OTDR 還可以精確定位薄弱點、斷裂或彎曲的位置。

圖3 光時域反射儀（OTDR）

ii）削減法： 該技術涉及透過光纖發送光並測量輸入和輸出端口的殘留光。這種技術非常可靠，但是由於需要切斷光纖，因此浪費一小塊。

圖 4 削減法

iii）功率計測量： 此方法涉及使用光源和功率計來測量電纜終端的光。這種方法很簡單，因此在光纖網路的初始設定和定期維護期間是首選方法。

圖5 光功率計

因此，透過定期檢查衰減，您可以確保光纖保持最佳狀態並繼續促進快速的資料傳輸。

4）光學 光纖損耗計算 

您還可以 計算光纖損耗 使用下面提到的公式；

損耗（dB）=10 × log⁡10 (P在  /P出去 ) 

在哪裡： 

磷在  = 輸入功率，或開始時的訊號強度。

磷出去  = 輸出功率，或最後的訊號強度。 

在這種情況下，測量單位是分貝（dB），表示訊號損失的程度。

• 範例計算

假設您的輸入功率為 1mW，輸出功率為 0.5mW。產生的損失計算如下：

損耗 = 10 × log10 ( 1/0.5 ) =10 × log10 ( 2 ) = 3 dB 損耗 

因此，這會導致訊號功率損失 3 dB。

• 每公里損失

此外，如果您想找到每公里的衰減，您可以使用下面提到的公式！

衰減（db/km）=總損耗/光纖長度

5）減少 纖維損失

在本節中，我將與您分享一些有用的技巧，您可以利用這些技巧享受互聯網，而不會遇到訊號遺失問題。那麼，就讓我們開始吧！

? 使用優質纖維： 一如既往，從最好的材料開始至關重要。其中一些帶有微小的缺陷，會吸收光線並削弱訊號，就像一些光纖電纜一樣。因此，選擇超純矽玻璃，因為它經過精心精煉，可以減少所有雜質，甚至是 OH 離子。

? 小心處理： 此外，我必須說，你的行動應該與光學系統的設計相輔相成。把光纖電纜想像成一條非常精緻的玻璃吸管。您知道吸管彎曲過度會導致損失嗎？因此，我們建議避免使用尖角和緊密連接來壓縮光纖，因為它們會導致訊號彎曲，最終導致訊號變弱。

圖 6 定期測試電纜

? 使用良好的連接器和拼接： 此外，請記住，如果連接器髒了或沒有對準，訊號就會下降。確保在插入之前清潔它們。當涉及光纖熔接時，我建議您進行熔接（將兩端熔合在一起）。這是因為，使用這種方法，損失約為 0.1 dB，而機械拼接的損失為 0.2-0.75 dB。

圖 7 光纖電纜熔接

？定期測試和維護： 最後， 即使您的光纖安裝完好，也要進行測試。可以使用 OTDR 或功率計測試弱點。此外，定期清潔和檢查連接器將消除任何不必要的損失，從而保持網路運作。

6）最終判決

現在您知道光纖訊號遺失和衰減會影響網路速度和可靠性。好消息是它可以被最小化。您只需使用優質光纖、小心處理、良好的連接器，而且定期測試就能確保強訊號。雖然光纖帶來了速度和效率，但只有正確的維護才能發揮其真正的潛力。從而確保未來數年內的順暢連結。 
此外，我建議你 購買光纖電纜 來自 Dekam Fibres。我們的光纖已通過CE、ROHS等專業認證。從而確保我們的產品品質優良、安全。因此，今天就來參觀我們的網站吧！