Если вы только начинаете знакомиться с миром волоконной оптики, все технические термины и сокращения могут показаться вам непосильными. Именно поэтому я создал эту серию глоссариев по оптоволокну - чтобы помочь вам понять, что на самом деле означают эти термины, самым простым способом.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

В предыдущей статье мы рассказывали о том. вносимые потери - Часть света, которая не достигает цели при прохождении через разъемы, сращивания и другие компоненты волоконно-оптической линии связи.

Но из этого естественным образом вытекает другой вопрос: Если часть света не движется вперед, то куда он девается?

Во многих случаях этот свет не просто исчезает. Вместо этого он отражается назад, двигаясь в противоположном направлении к источнику света. Это обратное отражение описывается параметром, известным как RL (возвратные потери).

В то время как вносимые потери определяют, сколько света теряется на пути, возвратные потери рассказывают другую историю - сколько света отправленный обратно в сторону передатчика. В современных волоконно-оптических системах, особенно в высокоскоростных и дальних линиях связи, это различие имеет большее значение, чем многие думают.

Потеря возврата: что это такое

Точка соединения между двумя компонентами

Возвратные потери измеряют количество оптической мощности, которая отражается обратно к источнику из-за несовершенства оптоволоконного канала.

Вместо того чтобы считать возвратные потери просто еще одной характеристикой, лучше рассматривать их как признак насколько “чистым” на самом деле является соединение. Хорошее соединение позволяет свету двигаться вперед с минимальным отражением. Плохое соединение действует как крошечное зеркало, отправляя часть сигнала обратно.

Здесь есть важный контраст, о котором стоит помнить:

  • Вносимые потерио свете, который не достигает приемника
  • Возвратные потерио свете, который разворачивается и направляется обратно к передатчику.

Оба термина описывают потери, но выявляют разные проблемы. Соединение может показывать приемлемые вносимые потери, но при этом иметь плохие возвратные потери - ситуация, которая часто приводит к нестабильным или шумным системам.

Почему свет отражается в волоконно-оптических системах

В теории оптическое волокно плавно направляет свет вдоль сердцевины. На практике каждое соединение представляет собой интерфейс, а каждый интерфейс создает возможность для отражения.

На базовом уровне отражение происходит всякий раз, когда свет сталкивается с изменением коэффициента преломления. В оптоволоконных системах это обычно означает переход между стеклом и воздухом или между слегка несовпадающими материалами. Эти переходы неизбежны, но их влияние можно минимизировать - или усилить - в зависимости от качества установки.

Здесь играют роль несколько реальных факторов.

Воздушные зазоры в местах соединения волокон

Возвратные потери - воздушные зазоры на диаграмме волоконно-оптических интерфейсов

Когда два торца волокна не имеют идеального физического контакта, даже микроскопический воздушный зазор может вызвать сильное отражение. На границе стекло-воздух часть света отражается назад, вместо того чтобы идти дальше.

Это одна из наиболее распространенных причин высоких возвратных потерь, которая часто проявляется вместе с повышенными вносимыми потерями.

Качество торцевой поверхности и повреждения поверхности

Царапины, ямки или неравномерная полировка торца волокна рассеивают свет в непредсказуемых направлениях. Часть рассеянного света отражается обратно к источнику.

Даже разъемы, которые невооруженным глазом выглядят нормально, могут давать значительные отражения при осмотре под оптическим прицелом.

Тип разъема и геометрия торцевой поверхности

upc apc pc

Геометрия торцевой поверхности разъема оказывает непосредственное влияние на возвратные потери.

Коннекторы PC и UPC используют плоские или слегка изогнутые поверхности, которые могут отражать свет обратно по тому же пути. Коннекторы APC, напротив, имеют небольшую изогнутую полировку, которая перенаправляет отраженный свет в сторону от сердцевины волокна.

Именно поэтому разъемы APC широко используются в приложениях, где необходимо жестко контролировать отражение.

Загрязнение: Маленькая проблема с большими последствиями

Пыль, масло или остатки на торцевой поверхности разъема могут значительно увеличить обратные потери. Фактически, потери на возврат часто более чувствительны к загрязнению, чем вносимые потери.

Канал может пройти тестирование на вносимые потери, но при этом страдать от плохих возвратных потерь просто потому, что отраженный свет не сильно снижает прямую мощность - но он дестабилизирует передатчик.

Почему потеря возврата имеет большее значение, чем многие думают

Отраженный назад свет не только снижает качество сигнала. В системах на основе лазеров он может создавать помехи непосредственно для самого источника света.

Когда отраженный свет снова попадает в лазер, он может стать причиной:

  • Повышенный уровень шума и флуктуации сигнала
  • Нестабильность лазера и дрейф длины волны
  • Повышение коэффициента битовых ошибок в цифровых системах

Эти эффекты особенно заметны в:

  • Высокоскоростные каналы связи с центрами обработки данных
  • Сети PON и FTTH
  • Аналоговые оптические системы, такие как CATV

Во многих случаях в сети, которая, казалось бы, “работает”, могут возникать периодические проблемы, поскольку возвратные потери не были должным образом устранены.

Практическое измерение возвратных потерь

Возвратные потери обычно измеряются с помощью таких приборов, как рефлектометр или специальный измеритель оптических возвратных потерь (ORL). Эти приборы оценивают, какая часть запущенного света отражается обратно к источнику.

Основное выражение для возвратных потерь следующее:

RL (дБ) = -10 × log₁₀ (Preflected / Pin)

Одна деталь часто сбивает с толку новичков: Более высокие значения возвратных потерь указывают на лучшую производительность. Это противоположно вносимым потерям, где меньшие значения лучше.

Более высокие возвратные потери означают меньшую отраженную мощность и более чистый оптический канал.

Что считается “хорошими” возвратными потерями?

Приемлемые значения возвратных потерь зависят от типа волокна, конструкции разъема и требований приложения.

Одномодовые системы обычно требуют более жесткого контроля отражений, чем многомодовые, из-за больших расстояний передачи и более чувствительных источников света. Если это различие для вас в новинку, Оптоволокно: Одномодовый и многомодовый - в чем разница? предлагает полезное введение.

Это общая тенденция:

  • Разъемы APC обеспечивают наилучшие показатели возвратных потерь
  • Разъемы UPC работают лучше, чем стандартные разъемы для ПК
  • В таких приложениях, как FTTH, часто указывается APC для минимизации отражений.

А если у вас есть вопросы о APC и UPC, эта статья может быть вам полезна: Оптоволоконный APC против UPC - в чем реальная разница?

В многоволоконных средах, таких как соединения MPO и MTP, поддержание постоянных возвратных потерь во всех волокнах становится более сложной задачей из-за сложности выравнивания и разброса торцевых поверхностей.

Советы на местах: Снижение возвратных потерь в реальных установках

Опытные техники придерживаются нескольких практических правил.

Очистка стоит на первом месте. Прежде чем предположить, что разъем или компонент неисправен, необходимо тщательно очистить обе торцевые поверхности с помощью безворсовых салфеток или чистящих карандашей для волокон.

Осмотр следует за чисткой. Визуальный осмотр помогает выявить царапины, сколы или загрязнения, которые не может устранить только чистка.

Наконец, выбор разъема имеет значение. Использование разъемов APC в системах, чувствительных к отражению, часто решает проблемы, которые впоследствии не удается устранить никакими усилиями по устранению неполадок.

Эти шаги могут показаться простыми, но они предотвращают большой процент проблем с возвратными потерями, возникающих в полевых условиях.

Заключительные размышления

Обратные потери описывают, что происходит со светом, который не продолжает двигаться вперед - и во многих системах этот свет, движущийся назад, так же важен, как и мощность, которая достигает приемника.

Вместе вносимые и возвратные потери дают более полное представление о качестве оптоволоконного соединения. Первая показывает, сколько сигнала теряется по пути; вторая - сколько отражается обратно.

Понимание этих двух аспектов позволяет инженерам и монтажникам строить оптоволоконные сети, которые не только функциональны, но и стабильны, надежны и готовы к высокоскоростной работе.

У вас еще остались вопросы?

Если вы все еще сомневаетесь в чем-то, не стесняйтесь обращаться к нам.

Хотите узнать больше терминов по оптоволокну? Загляните в наш блог.

Если нужный вам термин еще не охвачен, дайте мне знать - я добавлю его в список приоритетов!

И напоследок - если вы телекоммуникационный провайдер, оператор сети или занимаетесь развитием волоконно-оптической инфраструктуры и ищете надежного партнера по оптоволоконным компонентам - смело обращайтесь к нам.