Attenuation
Last updated
Last updated
Alle soorten verschijnselen die vermindering van het vermogen van het doorgegeven signaal veroorzaken, zonder daarbij tegelijkertijd invloed uit te oefenen op zijn vorm noemen we attenuation of demping of verzwakking. De attenuation binnen in de glasvezelkabel neemt exponentieel toe met de toename van de lengte van de vezel en beperkt daarmee het transmissiebereik. Een toename van de attenuation met 3 dB komt overeen met een vermogensdaling van het doorgegeven signaal met 50%.
Hoe langer de vezel is en hoe verder het licht moet reizen, hoe meer het optische signaal wordt verzwakt. Daarom wordt de attenuation gemeten en gerapporteerd in decibel per kilometer (dB/km), ook wel de dempingscoëfficiënt of dempingssnelheid genoemd. De attenuation varieert afhankelijk van het vezeltype en de werkende golflengte.
Intrinsieke verzwakking wordt veroorzaakt door de inwendige eigenschappen van de kabel.
Absorptie – Wanneer elektromagnetische (licht) golven zich verplaatsen door een medium, zullen ze een deel van hun energie afgeven aan dat medium onder de vorm van warmte en trillingen. Ook absorberen natuurlijke onzuiverheden in het glas de energie van het licht.
Scattering – Lichtstralen reageren op atomisch niveau met het glas, waardoor het licht verspreidt wordt. Een deel van het licht zal het contactoppervlak cladding/core raken in een hoek die groter is dan de kritische hoek. Hierdoor zal licht ontsnappen door de cladding.
Extrinsieke verzwakking wordt veroorzaakt door factoren die van buitenaf op de kabel inwerken en daardoor de manier waarop het licht door de kabel gaat beïnvloeden.
Macrobending - Wanneer de kabel van buitenaf te veel gebogen wordt kan het zijn dat de hoek waarin de lichtstraal op het contactoppervlak core/cladding de kritische hoek overschrijdt. Hierdoor zal een deel van het licht ontsnappen door de cladding.
Microbending - Door te veel druk van buitenaf op de kabel te zetten (vb. door aanspannen van snelbinders, op de kabel stappen, ...) kan er een klein deukje ontstaan in de cladding. Het licht zal op die plaats in een andere hoek het contactoppervlak core/cladding raken. Er kan zo opnieuw licht verloren gaan.
De mate waarin het licht hinder ondervindt van zijn kern, wordt ook bepaald door het soort licht, m.a.w. door de frequentie van het licht. Licht zal nooit exact uit slechts 1 golflengte bestaan. Het is dus best zo dat kleine afwijkingen in golflengte geen grote invloed hebben op hoe het signaal zich verplaatst door de glasvezel. In de grafiek hieronder zie je dat de curve nogal grillig verloopt. Er wordt dus best een lichtfrequentie gekozen waar de curve wat vlakker is.
Voor optische vezels op silicabasis hebben single-mode vezels een lagere demping dan multimode-vezels. En over het algemeen geldt: hoe hoger (of langer) de golflengte, hoe lager de demping. Dit geldt voor het typische golflengtebereik van 800 – 1600 nm voor conventionele optische datacom- en telecomvezels.
Single-mode vezels werken meestal in de 1310 nm of 1550 nm regio's, waar de demping het laagst is. Dit maakt single-mode vezels de beste keuze voor communicatie over lange afstanden. Multimode-vezels werken voornamelijk bij 850 nm en soms bij 1300 nm. Multimode vezels zijn ontworpen voor gebruik op korte afstand; de hogere demping bij 850 nm wordt gecompenseerd door het gebruik van meer betaalbare optische bronnen (hoe lager de golflengte, hoe goedkoper de optica).
Er zijn nog wat zaken waar rekening mee gehouden moet worden. Al deze redenen samen, hebben ervoor gezorgd dat er 3 "Windows of operation" zijn voor het licht gebruikt in glasvezels.
