एक लंबे फाइबर ऑप्टिक केबल के परिणामस्वरूप कम क्षीणन क्यों होता है?

Question

मैंने फाइबर ऑप्टिक केबल बनाम लंबाई और केबल के प्रकार के क्षीणन का अध्ययन करने के लिए अपने कॉलेज में एक प्रयोग किया।

इस प्रयोग को एक एलईडी प्रकाश स्रोत और दूसरे छोर पर जुड़े बिजली मीटर के साथ किया गया था।

तरंग दैर्ध्य 1300nm पर सेट किया गया है और परिणाम निम्नानुसार हैं:

Single Mode (1meter) = -36.14 dBm
Single Mode (10meter) = -36.12dBm

Multimode (1meter) = -35.94dBm
Multimode (10meter) = -18.48dBm

कोई भी मुझे समझा सकता है कि क्यों के रूप में केबल लंबे समय तक हो जाता है, प्राप्त शक्ति अधिक हो जाती है और यह भी कि मल्टीमोड फाइबर ऑप्टिक केबल में एकल मोड केबल की तुलना में अधिक बिजली क्यों प्राप्त होती है?

Comments

क्या केबल प्रत्येक लंबाई के लिए समान हैं? या किसी ने लंबे समय तक लोगों के लिए एक उच्च गुणवत्ता का चयन किया?

— प्लाज़्मा एचएच

एलईडी लाइट स्रोत से केबल और केबल से बिजली मीटर तक मिलान करने में कुछ समस्याएं हो सकती हैं। क्या सभी केबलों के सिरों को एक ही परिशुद्धता और गुणवत्ता के साथ काटा और पॉलिश किया जाता है? उन मापों की पुनरावृत्ति के बारे में क्या?

— Uwe

मैं अपना उत्तर नहीं हटाने जा रहा हूं, लेकिन द फोटॉन के बदले स्वीकार करने पर विचार करें (आप जिसे स्वीकार करते हैं उसे बदल सकते हैं)। कट बैक विधि का वर्णन करने में, वह आपको बताता है कि लॉन्च और डिटेक्शन इंटरफ़ेस परिवर्तनशीलता दोनों से कैसे बचा जाए।

— नील_यूके

@JeffPang, जब आप बिना इनपुट के अंधेरे बॉक्स में डालते हैं तो आपका मीटर क्या मापता है?

— फोटॉन

आप कुछ भी उल्लेख नहीं के बारे में collimators, प्रकाशिकी, और तरीकों आप जोड़े को फाइबर के लिए उपयोग कर रहे हैं। यह मुझे बताता है कि या तो आपको नहीं लगता कि यह महत्वपूर्ण है या आपने इसे महत्वपूर्ण कारक नहीं माना है। किसी भी तरह से, आपने फाइबर श्रृंखला में सबसे महत्वपूर्ण लिंक को अनदेखा किया है - पहली जगह में फाइबर में प्रकाश कैसे प्राप्त करें। यह अब तक का सबसे अधिक नुकसान है।

— जे ... ०

Answer 1

यह वह जगह है जहां माप वैज्ञानिक को पूर्ण संदेह और खोजी मोड में जाना पड़ता है।

पहली बात। फाइबर, एक निष्क्रिय सामग्री के रूप में, हानिपूर्ण है। यह शक्ति को अवशोषित करता है। इसलिए फाइबर की लंबाई के अंत में पहुंचने वाली बिजली लॉन्च होने से कम होगी। अवधि। कोई तर्क नहीं। हम यहाँ पर एकता नहीं करते हैं।

तो आपकी टिप्पणियों का क्या कारण है?

सिंगल मोड, 1 मी -36.14 डीबीएम, 10 एम -36.12 डीबीएम

आपके माप कितने दोहराने योग्य हैं? टूटें और कनेक्शनों का पुनर्निर्माण करें, और फिर से मापें, कई बार (न्यूनतम 3, लेकिन 5 या 10 बेहतर होगा)। इसके बाद ही आप देख सकते हैं कि 0.02dBm एक महत्वपूर्ण भौतिक प्रभाव है या यह एक भाग्यशाली संयोग है।

उपाय 20 मी।, और 30 मी। क्या 10d फाइबर के लिए 0dB +/- 0.1dB एक उचित अवशोषण स्तर है? मुझे नहीं पता, कि आप क्या माप रहे हैं। आपको आश्वस्त किया जा सकता है कि डीबी में फाइबर की हानि लंबी अवधि के लिए योज्य होगी (एकल मोड के लिए, अगर वहाँ कई तरीके हैं जो यह प्रचार करते हैं कि यह कुल शक्ति के लिए सही नहीं हो सकता है, लेकिन यह अभी भी प्रत्येक मोड के लिए सच है ), इसलिए (एक बार आप 'सिंगल मोड ऑपरेशन में फिर से) आपको डीबी लॉस के खिलाफ फाइबर की लंबाई का एक रेखीय ग्राफ खींचने में सक्षम होना चाहिए। याद रखें, 2 अंक बहुत सांख्यिकीय रूप से खराब ग्राफ बनाता है।

और अंत में, मैंने 'अंत में पहुंचने वाले' और 'लॉन्च की गई शक्ति' वाक्यांशों का उपयोग किया। फाइबर में पावर जरूरी नहीं कि टेस्ट गियर में ही हो। इंटरफेस अनिश्चितता पैदा करेगा, वे शक्ति खो देते हैं। बिजली की हानि अक्षीय संरेखण, अंतराल, फाइबर चेहरे की सतह खत्म (इसलिए कितनी अच्छी तरह से तैयार की गई थी) पर निर्भर करती है। एक माप से मैं पूरी तरह से हैरान रहूंगा, जिसमें दिखाया गया है कि फाइबर की एक छोटी लंबाई को सीधे रिसीवर के स्रोत से कम नुकसान होता है, क्योंकि यह ऑप्टिकल युग्मन दक्षता के बारे में है।

दोहराए जाने वाले मापों के आगे मैंने आपको ऊपर बनाने के लिए कहा, यह केवल एक ही घटकों (जो आपकी परिवर्तनशीलता को माप रहा है) के कई रिपीट असेंबलिंग नहीं है, बल्कि यह समान घटकों (सिस्टम की परिवर्तनशीलता) के विभिन्न नमूनों के लिए फिर से कर रहा है; क्या उपकरण और विधियाँ आपको दोहराव के साथ प्रदान की जाती हैं)। इसलिए 1 मी फाइबर के 3 या अधिक नमूने बनाएं, और उनकी तुलना करें।

सिंगल मोड 1m 36.14dBm, मल्टीमोड 1m 35.94dBm

फिर से, अपनी पुनरावृत्ति को चिह्नित करें, इससे पहले कि आप किसी भी निष्कर्ष पर कूदें कि क्या 0.2dB का मापा अंतर महत्वपूर्ण है।

सिंगल और मल्टी मोड फाइबर में अलग-अलग ऑप्टिकल एपर्चर हो सकते हैं, इसलिए अलग-अलग युग्मन नुकसान होते हैं, जो उनके ट्रांसमिशन घाटे से काफी स्वतंत्र होते हैं। कुछ 'शून्य लंबाई' फाइबर तैयार करें, या शून्य के पास जैसा कि उपकरण अनुमति देता है, और उन को मापें। और दोनों के लिए 10 मी, 20 मी, 30 मी प्लॉट करें। तब आप यह कहना शुरू कर सकते हैं कि उनके बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है।

मल्टीमोड 1m -35.94, 10m -18.48dBm

नहीं, ऊपर आपके अन्य मापों को देखते हुए, कुछ गलत है। आपने तंत्र-मंत्र पर कॉफी छीनी है, या किसी की तबीयत ठीक की है, जब आपकी पीठ ठोकी गई थी। फिर से उपाय करें।

तो आपने सोचा कि माप करना और निष्कर्ष निकालना आसान था? नहीं, आप अपने प्रयोगात्मक दोहराव के खिलाफ किसी भी अंतर का परीक्षण करें। एक समय में एक कारक से भिन्न। सभी संभावित कारकों पर विचार करें और उन सभी के लिए नियंत्रण करें। याद रखें, यदि अंतर वास्तविक है, तो यह तब तक जारी रहेगा जब आप बार-बार माप लेंगे। यदि आप केवल एक बार कुछ देखते हैं, तो क्या यह प्रभाव है, क्या यह आप है, क्या यह ऐसा कुछ है जिसके बारे में आपने नहीं सोचा था?

Comments

उपकरण पर कॉफी? दूर लगता है। बल्कि मुझे शक है कि ओपी के मापों को न्यूट्रिनो हस्तक्षेप से परेशान किया गया है ...

— बाएं चक्कर

मुझे यह कॉफी और प्रकाशिकी ग्रेडवर्क

— 3533412.html

Answer 2

अन्य उत्तरों ने कुछ ऐसे तरीके सुझाए हैं जिनसे आपका प्रयोग गलत हो सकता है। मुझे बताएं कि फाइबर क्षीणन माप को सही तरीके से कैसे किया जाए।

मानक तकनीक को कट-बैक माप कहा जाता है ।

इसका मतलब है कि आप अपने स्रोत को फाइबर का एक लंबा टुकड़ा खिलाते हैं (कहते हैं, 10 मीटर)। आप फिर उस फाइबर के उत्पादन को एक बड़े क्षेत्र डिटेक्टर (बड़े पर्याप्त रूप से यह अनिवार्य रूप से फाइबर से बाहर निकलने वाले सभी प्रकाश को पकड़ते हैं ), या एक एकीकृत क्षेत्र (जो वास्तव में सभी आउटपुट प्रकाश को पकड़ने का सबसे अच्छा तरीका है) में निर्देशित करते हैं। प्रकाश उत्पादन को मापें।

अब, यह परेशान किए बिना कि प्रकाश को फाइबर में कैसे जोड़ा जाता है, फाइबर को कम लंबाई में काटें (आपके मामले में 1 मीटर)। आउटपुट लाइट को उसी तरह कैप्चर करें जैसा आपने पहले किया था, और आउटपुट पावर को मापें।

इस तकनीक का उपयोग करने का कारण यह है कि लॉन्च दक्षता आमतौर पर अत्यधिक परिवर्तनीय है, खासकर बेंचटॉप माप में। आप आसानी से 3 या 6 डीबी (या सिंगल-मोड फाइबर के लिए बहुत अधिक) को जोड़ सकते हैं, बस एक डिग्री या स्थिति के कुछ माइक्रोन के कुछ अंश द्वारा फाइबर को प्रकाश स्रोत को भ्रमित करके। यह आपके प्रयोग में त्रुटि का एक स्रोत है, हालांकि आपने यह नहीं बताया कि आपने स्रोत को कैसे और कब डिस्कनेक्ट किया और कैसे पुन: कनेक्ट किया।

देखने के लिए एक और मुद्दा क्लैडिंग मोड है । यह प्रकाश है जो क्लैडिंग में युग्मित है और कुछ मीटर तक फैल सकता है, लेकिन वांछित मोड में प्रकाश की तुलना में उच्च क्षीणन का अनुभव करेगा। क्लैडिंग मोड प्रभावों को मापने से बचने के लिए, आपके मापन के लिए लंबे फाइबर लंबाई का उपयोग करना बेहतर होगा। उदाहरण के लिए, 100 मीटर फाइबर के साथ शुरू करें, और क्षीणन माप करने के लिए इसे वापस 90 मीटर तक काट लें।

संपादित करें: एक और मुद्दा। यदि आप इतनी कम लंबाई नाप रहे हैं, तो आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी कि आपका प्रकाश स्रोत अविश्वसनीय रूप से स्थिर है। संभवत: पहले प्रकाश स्रोत को कुछ घंटों के लिए हर सेकंड में मापें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि इसकी उत्पादन शक्ति आपके फाइबर से अपेक्षित क्षीणन के एक छोटे से अंश से भिन्न नहीं होती है।

Answer 3

Neil_UK का उत्तर बहुत अधिक हाजिर है, अर्थात आपके माप टूटे हुए हैं। :-(

पहली और सबसे स्पष्ट समस्या चुनी गई लंबाई में है, 1 मी और 30 मी: ये दोनों किनारे प्रभाव श्रेणियों के भीतर अच्छी तरह से हैं, अर्थात फाइबर अंत कनेक्शन की गुणवत्ता किसी भी वास्तविक क्षीणन हानि पर हावी होगी।

विशेष रूप से, 1300 एनएम पर अच्छी गुणवत्ता वाला एकल मोड फाइबर सैद्धांतिक न्यूनतम हानि के बहुत करीब आ सकता है जो कि प्रति किमी एक डीबी का एक छोटा सा अंश है, यह है कि जिस तरह से बस कुछ एम्पलीफायरों के साथ काम कर सकता है।

यदि हम 0.1 से 1 डीबी / किमी रेंज में सस्ता फाइबर ग्रहण करते हैं, तो 30 मीटर लंबाई अभी भी नगण्य नुकसान देती है। कृपया 1-10 किमी की कोशिश करें!

Answer 4

आपका एकल-मोड माप, अपने आप लिया जाता है, यह सुझाव देगा कि सम्मिलन / युग्मन हानि हावी है और यह अंतर त्रुटि मार्जिन के भीतर है (डीबी माप पर 4 वां महत्वपूर्ण अंक बहुत महत्वपूर्ण नहीं है)। अगर किसी ने 1m सिंगलमोड फाइबर को गलत माना है तो आपके परिणाम मल्टीमोड के रूप में होंगे, यह सभी कुछ उचित मार्जिन के अनुरूप होगा।

मल्टीमोड फाइबर में युग्मन आमतौर पर बहुत अधिक कुशल होता है - यह सब कुछ थोड़ा भ्रमित करने के लिए अधिक कमरे के साथ बस एक बड़ा लक्ष्य है और अभी भी अधिकांश प्रकाश अंदर मिलता है।

आपके प्रयोग ने मुख्य रूप से आपको जो सिखाया है वह यह है कि सिंगलमोड फाइबर के साथ काम तुच्छ नहीं है।

Answer 5

आप किस प्रकार के फाइबर का उपयोग कर रहे हैं? सिंगल मोड या मल्टीमोड? यदि मल्टीमोड, यह 62.5 um या 50um है?

गलत आकार के केबल में सिग्नल डालने से तत्काल नुकसान होगा। इसके अतिरिक्त, फाइबर को समाप्त करने के लिए आप किस कनेक्टर का उपयोग कर रहे हैं? क्या ट्रांसमीटर और रिसीवर को सिंगल या मल्टी-मोड के लिए डिज़ाइन किया गया है?

आमतौर पर 850nm और 1300nm का उपयोग मल्टीमोड वेवलेंथ के लिए किया जाता है जबकि 1310nm और 1500nm ऑप्टिकल विंडो का उपयोग अक्सर एकल मोड के लिए किया जाता है।

सबसे उच्च अंत ऑप्टिकल रिसीवर मैंने लगभग -28, -30 डीबीएम के लिए संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए काम किया है। आपके प्राप्त किए गए स्तर को शोर लगता है। आपका रिसीवर इससे जुड़ा हुआ कुछ भी नहीं दिखाता है?

इसके अलावा, आम तौर पर, ऑप्टिकल पैच डोरियों को निम्नानुसार रंग दिया जाता है: 9um पर पीला - एकल मोड। नारंगी, मल्टी-मोड 50um पर। ग्रे, 62.5 um पर मल्टीमोड।

एक अन्य नोट पर, मल्टीमोड पर फाइबर की हानि लगभग 1.5dB प्रति किलोमीटर और एकल मोड लगभग 0.15dB प्रति किलोमीटर है। फाइबर के कुछ मीटर को मापने के लिए आपको बहुत कुछ नहीं बताया जा रहा है।