광섬유는 감쇠가 낮은 매우 작은 유리 코어를 통해 빛을 안내하도록 설계되었습니다. 그러나 광섬유가 구부러지거나 기계적으로 변형되면 유도된 광 출력의 일부가 의도한 전파 경로에서 벗어날 수 있습니다. 결과는섬유 굽힘 손실, 이는 링크 마진을 감소시키고 심각한 경우 -장기적인 기계 고장의 원인이 될 수 있습니다.
섬유 굽힘은 일반적으로 두 가지 범주로 논의됩니다.매크로벤딩그리고마이크로밴딩. 매크로벤딩에는 광섬유나 케이블의 눈에 보이는 곡선이나 루프가 포함됩니다. 마이크로벤딩은 국부적인 압력이나 기계적 응력으로 인해 섬유 축을 따라 발생하는 훨씬 더 작고 미세한 변형으로 구성됩니다. 둘 다 감쇠를 증가시킬 수 있지만 원인, 모양 및 제어 방법이 다릅니다.
매크로벤딩과 마이크로벤딩: 차이점은 무엇입니까?
| 요인 | 매크로벤딩 | 마이크로벤딩 |
|---|---|---|
| 규모 | 상대적으로 크고 눈에 보이는 굽힘 또는 루프 | 미세하거나 매우 작은 축 변형 |
| 일반적인 원인 | 타이트한 라우팅, 작은 루프, 날카로운 모서리, 클로저 또는 패널의 과도한 굽힘 | 국부적인 압력, 코팅 응력, 케이블 구조 압력, 온도-관련 수축, 압착 또는 설치 응력 |
| 보통 볼 수 있나요? | 종종 그렇습니다 | 일반적으로 아니요 |
| 주요 광학 효과 | 굴곡이 너무 빡빡해지면 유도된 광 출력이 방사됩니다. | 작은 섭동으로 인한 모드 결합(일부 광전력이 방사 또는 클래딩 모드로 결합됨) |
| 일반적인 진단 단서 | 급격하게 구부러진 곳에 국부적인 손실 이벤트가 나타날 수 있습니다. | 하나의 명백한 물리적 굴곡이 아닌 더 긴 섹션에 걸쳐 분산된 초과 손실로 나타날 수 있습니다. |
| 1차 예방 | 지정된 굴곡 반경을 준수하고 케이블을 올바르게 배선하십시오. | 압력, 케이블 구성, 코팅 동작, 온도 응력 및 설치력을 제어합니다. |
이러한 구별은 문제 해결에 유용하지만 실제 케이블 시스템에서는 두 메커니즘이 겹칠 수 있습니다. 잘못 설치하면 눈에 띄게 빡빡하게 구부러지고 케이블 내부에 작은 압력-으로 인한 변형이 발생할 수 있습니다.
매크로벤딩 손실이란 무엇입니까?
매크로벤딩은 광섬유 또는 광섬유{0}}케이블이 설계에 비해 너무 좁은 곡선을 따라 라우팅될 때 발생합니다. 굽힘은 안내 모드가 제한된 상태로 유지되는 조건을 변경합니다. 굴곡이 더 촘촘해짐에 따라 광학장의 증가하는 부분이 코어에서 방사되어 추가 감쇠가 발생할 수 있습니다.
일반적인 현장 사례로는 랙, 분배 프레임, 접합 인클로저 또는 벽면 상자 내부의 날카로운 모서리 주위에 강제로 눌려진 패치 코드가 있습니다. 케이블 제조업체가 권장하는 반경보다 작은 루프에 여분의 케이블을 보관하는 경우 유사한 문제가 발생할 수 있습니다.
보다 엄격한 라우팅 조건을 위한 제품의 실제 비교를 보려면 Hengtong의 개요를 참조하십시오.G.657 섬유 굽힘-손실 특성.
더 긴 파장에서 매크로벤딩 손실이 증가하는 이유는 무엇입니까?
단일{0}}모드 광섬유는 광학 모드가 클래딩까지 더 멀리 확장되기 때문에 일반적으로 더 긴 파장에서 굽힘에 더 민감해집니다. 따라서 광학장의 더 큰 부분이 굽힘에 의해 영향을 받아 굽힘 반경이 작아지면 구속이 더 약해집니다.
현재ITU-T G.657 권장사항광학적 굽힘 손실은 파장에 따라 증가한다는 점을 명시적으로 언급합니다. 이러한 이유로 매크로벤딩 성능은 일반적으로 1550nm 및/또는 1625nm에서 지정되며, 여기서 벤딩 감도는 약 1310nm보다 더 요구됩니다.
이러한 파장 의존성은 문제 해결 중에 중요합니다. 1310nm에서 작은 변화만 일으키는 굽힘은 1550nm 또는 1625nm에서 더 뚜렷한 손실을 생성할 수 있습니다. ITU-T G.650.1도 마찬가지로 매크로벤딩 손실이 파장에 따라 크게 증가하고 단일-모드 광섬유 벤드-손실 평가에 사용되는 더 긴 파장에서의 측정을 설명합니다.
단일{0}}모드 광섬유 카테고리와 해당 용도에 대해 더 폭넓게 살펴보려면 Hengtong'sG.652D 대 G.657A1 대 G.657A2 비교유용한 컨텍스트를 제공합니다.
최소 굽힘 반경: 이것이 중요한 이유
그만큼최소 굽힘 반경특정 조건에서 광섬유 케이블을 구부려야 하는 최소 반경입니다.- 모든 광케이블에 대해 하나의 보편적인 번호가 아닙니다. 올바른 값은 케이블 구성, 섬유 유형, 케이블 직경, 설치 조건, 인장 하중 및 제조업체의 자격 데이터에 따라 다릅니다.
널리 사용되는 엔지니어링 경험 법칙은 굽힘 반경을 케이블 외경의 배수로 표현하는 것입니다. 일부 무부하 또는 작동 조건에서는 케이블 외경의 약 10배에 해당하는 값이 일반적이지만, 당김 장력 하에서 설치하려면 더 큰 반경이 필요할 수 있습니다. 이것은 경험에 의한 법칙일 뿐입니다:제조업체가 지정한 설치 및 작동 굽힘 반경이 우선시되어야 합니다..
예를 들어, 10× 외부- 직경 규칙이 적용되면 3mm 케이블의 반경은 30mm가 됩니다. 이 계산은 모든 3mm 패치 코드에 대한 보편적인 요구 사항으로 간주되어서는 안 됩니다. 특정 케이블은 구조와 용도에 따라 다른 값이 필요할 수 있습니다.
굽힘 반경이 장력 하에서 증가할 수 있는 이유
당기는 장력을 받는 케이블은 이미 기계적 응력을 받고 있습니다. 동시에 단단히 구부리면 케이블과 광섬유에 국지적 응력이 증가합니다. 이것이 바로 많은 케이블 사양이 더 큰 케이블과 더 큰 케이블을 구별하는 이유입니다.설치 굴곡 반경그리고 더 작은작동 또는 정적 굽힘 반경당기는 하중을 제거한 후.
따라서 좋은 설치 방법은 굽힘-반경 제어와 당김-장력 제어를 결합하는 것입니다. 헝통스광섬유{0}}케이블 설치 가이드케이블 라우팅 및 취급을 계획할 때 유용한 관련 참고 자료입니다.
마이크로벤딩 손실이란 무엇입니까?
마이크로벤딩은 섬유 축을 따라 매우 작고 눈에 보이지 않는 편차로 인해 발생합니다. 이러한 변형은 주변 케이블 요소, 고르지 않은 접촉 표면, 코팅 응력, 열 수축, 압착, 단단한 고정 또는 기타 국부적인 기계적 힘으로 인한 압력으로 인해 발생할 수 있습니다.
메커니즘은 다음과 같이 더 정확하게 설명됩니다.모드 커플링코어와 클래딩 사이의 기본 굴절률-차이의 변화가 아닙니다. 미세한 섭동은 유도 모드의 광 출력을 방사 또는 클래딩 모드를 포함한 다른 모드로 결합하여 과도한 손실을 초래할 수 있습니다.
이 동작은 광섬유 연구를 통해 수십 년 동안 연구되어 왔습니다. 안광섬유의 굽힘 손실에 관한 Optica 종이는 유도 모드 간에 전력을 재분배하고 유도 전력을 방사 모드에 결합할 수 있는 결합 프로세스로 마이크로벤딩을 설명합니다.
실제 케이블에 마이크로벤딩이 발생하는 원인은 무엇입니까?
- 현지화된 압축:케이블 클램프, 타이 랩, 스테이플, 롤러 또는 주변 케이블 요소로 인해 집중된 압력이 발생할 수 있습니다.
- 온도 변화:유리, 코팅, 완충재 및 케이블 재료 간의 열팽창 또는 수축 동작이 다르면 섬유에 응력이 발생할 수 있습니다.
- 코팅 또는 완충 작용:부적합한 코팅 시스템이나 잘못된 치수 제어로 인해 작은 변형이 유리에 전달될 수 있습니다.
- 케이블링 압력:케이블 구조가 제대로 제어되지 않으면 강도 부재, 튜브, 실 또는 기타 케이블 요소가 섬유를 압박할 수 있습니다.
- 부적절한 설치:압착,-과도한 조임 또는 제한된 경로로 케이블을 강제로 밀어 넣으면 분산된 마이크로벤딩이 발생할 수 있습니다.
따라서 섬유 코팅은 유리 표면을 보호하는 것 외에도 중요한 기계적 역할을 합니다. 자세한 배경 정보는 Hengtong의 기사를 참조하세요.코팅층이 섬유 성능에 미치는 영향.
사포로 마이크로벤딩을 시뮬레이션할 수 있습니까?
거친 표면 사이에 섬유를 놓고 압력을 가하면 압력-으로 인한 마이크로벤딩의 기본 아이디어를 보여줄 수 있습니다. 그러나 이는 다음과 같이 기술되어야 한다.시연 또는 시뮬레이션, 보편적인 표준화된 테스트 방법이 아닙니다.
그만큼매크로- 및 마이크로벤딩에 대한 광섬유 협회의 참조 자료사포, 철망 및 유사한 접근법이 시도되었지만 그 결과는 일반적인 표준 마이크로 굽힘 시험을 확립할 만큼 충분히 재현되지 않았습니다.
공식적인 매크로벤딩 평가를 위해 표준화된 방법은 정의된 반경의 맨드릴 주위에 섬유를 감는 것과 같은 제어된 벤드 형상을 사용합니다. ITU-T G.657은 매크로벤딩 성능 평가를 위해 IEC 60793-1-47 방법을 참조합니다.
OTDR 추적에서 굽힘은 어떻게 나타납니까?
광학 시간-도메인 반사계는 설치 문제를 찾는 데 도움이 될 수 있지만 추적은 주의 깊게 해석되어야 합니다. 국부적인 매크로벤드는 특정 거리에서 -반사되지 않는 손실 이벤트로 나타날 수 있습니다. 벤드 손실은 일반적으로 더 긴 파장에서 더 두드러지기 때문에 다양한 파장의 트레이스를 비교하는 것이 특히 유용할 수 있습니다.
마이크로벤딩은 명확하게 눈에 보이는 하나의 굴곡에 집중되기보다는 섬유 섹션에 분산될 수 있기 때문에 분리하기가 더 어려울 수 있습니다. 분산 응력은 섬유 길이 전체에 걸쳐 기울기 또는 겉보기 손실을 증가시킬 수 있습니다. 케이블 이력, 파장 의존성, 커넥터 이벤트, 접속 품질 및 OTDR 설정을 확인하지 않고 결과에 자동으로 마이크로벤딩 라벨이 지정되어서는 안 됩니다.
추적 해석에 대한 복습이 필요한 경우 Hengtong's를 참조하세요.OTDR 테스트 원리. Fiber Optic Association은 또한 과도한 응력이나 과도하게 빡빡한 굽힘이 예상치 못한 위치에서 손실 이벤트로 OTDR에 나타날 수 있다고 지적합니다.
굴곡-무감도 섬유가 매크로 굴곡 손실을 줄이는 방법
굴곡-무감도 단일{1}}모드 광섬유는 기존 광섬유보다 작은 굴곡 반경에서 더 나은 광학적 감금을 유지하도록 설계되었습니다. 하나의 보편적인 내부 디자인을 갖고 있다고 설명해서는 안 됩니다. 제조업체는 호환성과 투과 특성을 유지하면서 필요한 굽힘 성능을 달성하기 위해 다양한 굴절률- 지수 프로필과 설계 접근 방식을 사용합니다.
ITU-T G.657은 굽힘-손실-민감한 단일{4}}모드 광섬유 및 케이블에 대한 주요 국제 권장 사항입니다. 2024년 판에서는 G.657.A1, G.657.A2 및 G.657.B3을 포함한 성능 범주를 정의하며 지정된 굽힘 반경, 파장 및 회전 수에서 다양한 매크로벤딩 요구 사항을 적용합니다.
예를 들어, 표준은 정의된 실험실 조건에서 케이블이 없는-섬유 매크로벤딩 한계를 지정합니다. 이 값은 카테고리-에 따라 다르며 모든 완성된 케이블을 모든 설치에서 동일한 반경으로 구부릴 수 있다는 약속으로 해석되어서는 안 됩니다. 케이블 구조는 섬유가 실제로 경험하는 굽힘을 제한하거나 수정할 수 있습니다.
Hengtong은 다음을 포함하여 여러 가지 G.657 광섬유 옵션을 제공합니다.G.657.A2 단일- 모드 광섬유, 향상된 굽힘 성능이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
섬유 굽힘 손실을 방지하는 방법
1. 케이블 제조업체의 굽힘-반경 사양을 따르세요.
제품 데이터시트에 정확한 설치 및 작동 제한이 나와 있는 경우 하나의 일반적인 굽힘 반경 승수에만 의존하지 마세요. 작은 인클로저, 랙 모서리, 스플라이스 트레이, 액세스 박스 및 저장된 서비스 루프에 특히 주의하십시오.
2. 당김 장력 및 측벽 압력 제어
정지 상태에서는 허용되는 케이블이 모퉁이를 돌 때 과도한 응력을 받을 수 있습니다. 지정된 당김 장력, 적절한 도르래 또는 롤러, 급격한 방향 변화를 방지하는 경로를 사용하십시오.
3. 뭉개지거나 지나치게 조이는-패스너를 피하세요.
케이블 타이, 클립 및 스테이플은 집중된 압력을 발생시키지 않고 케이블을 고정해야 합니다. 과도한 압축은 전체 케이블 경로가 직선으로 보이는 경우에도 마이크로벤딩을 유발할 수 있습니다.
4. 온도-관련 스트레스를 고려하세요.
실내 및 실외 케이블 구조는 온도 변화에 따라 치수 변화를 경험합니다. 예상되는 환경에 적합한 케이블 설계를 선택하고 케이블이 정상적인 열 움직임을 수용하지 못하게 하는 설치를 피하십시오.
5. 긴밀한 라우팅이 불가피한 경우 굴곡-민감하지 않은 광섬유 사용
FTTH, -건물 배전, 소형 터미네이션 하드웨어 및 고밀도 광케이블 관리에는 종종 기존 외부 공장 경로보다 더 엄격한 라우팅이-필요합니다. 이러한 응용 분야에서 G.657 카테고리 광섬유는 추가적인 매크로벤딩 마진을 제공할 수 있습니다. 좋은 설치 방법이 필요하지 않은 것은 아닙니다.
6. 설치 후 테스트 및 파장 조사-종속 손실
링크에 설명할 수 없는 감쇠가 표시되는 경우 광학 측정을 경로 조건과 비교하고 해당하는 경우 여러 파장의 OTDR 추적을 비교합니다. 1550nm 또는 1625nm에서 훨씬 더 두드러지는 손실은 굽힘이 관련되어 있다는 강력한 단서가 될 수 있습니다.
패치{0}}패널 및 장비-랙 애플리케이션의 경우 점퍼가 자주 이동되고 경로가 변경되므로 케이블 처리가 특히 중요합니다. 헝통스광섬유{0}}패치 코드섹션에서는 이러한 환경에서 사용되는 어셈블리의 예를 제공합니다.
실제 문제 해결 예
단일{0}}모드 링크가 1310nm에서 삽입-손실 검사를 통과했지만 장비를 재배치한 후 1550nm에서 눈에 띄게 더 높은 손실을 보인다고 가정해 보겠습니다. OTDR 추적은 배전반 근처에서 새로운 비반사 손실 이벤트를 보여줍니다.- 검사 결과 패널 도어 뒤에 단단히 당겨진 패치 코드 루프가 발견되었습니다.
이 경우, 새로운 물리적 라우팅 변경, 국부적인 비반사 이벤트, 그리고 매크로벤딩을 향한 더 긴 파장 지점에서의 더 강한 손실이 결합됩니다. 더 큰 반경으로 패치 코드를 다시 라우팅하고 측정을 반복하는 것이 진단을 확인하는 실용적인 방법입니다.
다른 경우에서는 심한 추위에 노출된 후 외부에 뚜렷한 구부러짐 없이 케이블 섹션 전체에 걸쳐 손실이 점진적으로 증가하는 것으로 나타날 수 있습니다. 이러한 패턴은 단일 매크로벤드를 가정하는 대신 분산된 기계적 응력, 케이블 수축, 고정 압력 및 잠재적인 마이크로벤딩에 대한 검사를 정당화합니다.
FAQ
질문: 광섬유-광 케이블의 최소 굽힘 반경은 얼마입니까?
답변: 모든 광섬유 케이블에 대한 보편적인 최소 굴곡 반경은 없습니다.- 정확한 케이블은 제조사의 사양을 이용하고, 장력 하에서의 설치 조건과 설치 후 작동 조건을 구별하십시오. 케이블 외경의 배수는 제품 사양에 더 구체적인 내용이 명시되지 않은 경우에만 유용한 엔지니어링 경험 법칙입니다.
Q: 광섬유를 구부리면 신호 손실이 발생합니까?
답: 그렇습니다. 충분히 단단한 매크로벤드는 유도된 광 출력이 코어 영역 밖으로 방출될 수 있습니다. 미세한 변형으로 인해 모드 결합 및 과도한 감쇠가 발생할 수도 있습니다. 손실량은 섬유 설계, 파장, 굴곡 형상, 케이블 구조 및 기계적 응력에 따라 달라집니다.
Q: 섬유 굽힘 손실이 1310Nm보다 1550Nm에서 더 높은 이유는 무엇입니까?
A: 더 긴 파장에서 광학 모드는 클래딩까지 더 멀리 확장되며 일반적으로 덜 엄격하게 제한됩니다. 이는 단일-모드 광섬유를 곡률에 더욱 민감하게 만듭니다. 따라서 현재 ITU{3}}T 지침은 1550nm 및 1625nm와 같은 더 긴 파장에서 굽힘-손실 성능을 평가합니다.
Q: 매크로벤딩과 마이크로벤딩의 차이점은 무엇입니까?
A: 매크로벤딩은 비교적 크며 일반적으로 광섬유나 케이블에서 눈에 보이는 굴곡입니다. 마이크로벤딩은 국부적인 압력이나 기계적 응력으로 인해 발생하는 미세한 축 변형으로 구성됩니다. 둘 다 감쇠를 증가시키지만 서로 다른 물리적 조건에서 발생하며 서로 다른 진단 패턴을 생성할 수 있습니다.
Q: OTDR이 광섬유 굴곡을 감지할 수 있습니까?
답변: OTDR은 특히 매크로벤드가 국부적인 비반사 이벤트를 생성할 때 벤드-관련 손실을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 두 개 이상의 파장에서 추적을 비교하면 진단이 강화될 수 있습니다. 분산된 마이크로벤딩은 분리하기가 더 어려울 수 있으므로 설치 이력 및 케이블 상태와 함께 평가해야 합니다.
Q: 굴곡-무감각 섬유란 무엇입니까?
A: 굴곡-에 민감하지 않은 섬유는 기존 섬유보다 더 좁은 반경에서 더 낮은 매크로벤딩 손실을 달성하도록 설계되었습니다. ITU-T G.657은 굽힘-손실-민감하지 않은 단일{6}}모드 광섬유 범주와 해당 성능 요구 사항을 정의합니다. 적절한 범주는 네트워크 설계, 라우팅 제약 조건, 호환성 요구 사항 및 케이블 제조업체의 사양에 따라 다릅니다.
결론
섬유 굽힘 손실은 단일 실패 모드가 아닙니다.매크로벤딩주로 눈에 보이는 너무 빡빡한 곡선과 관련이 있지만마이크로밴딩작은 기계적 섭동과 국부적인 압력으로 인해 발생합니다. 둘 다 광전력과 네트워크 마진을 줄일 수 있습니다.
가장 신뢰할 수 있는 접근 방식은 케이블 제조업체의 굽힘-반경 및 인장 사양을 따르고, 설치 압력을 제어하고, 적절한 케이블 관리 하드웨어를 사용하고, 타이트한 라우팅이 설계의 일부인 경우 굽힘에 민감하지 않은-섬유를 선택하는 것입니다. 문제 해결 시 파장-에 따른 측정 및 OTDR 추적이 유용한 증거를 제공할 수 있지만 항상 실제 케이블 경로 및 설치 조건의 맥락에서 해석되어야 합니다.