Ma compréhension personnelle des fibres à âme creuse

En 2022, j'ai raconté une blague à tout le monde. Avec le recul, je réalise que c'est moi qui ai été la cible de la blague. C'est pourquoi il est crucial de se documenter et d'en apprendre davantage. En fait, il existe des fibres à âme pleine et des fibres à âme creuse. Voici ma compréhension personnelle des fibres à âme creuse.

Comparons les fibres à noyau creux avec les fibres à noyau plein.

Les deux sont constituées d'un noyau et d'une gaine, mais les fibres à noyau creux ont des propriétés supplémentaires. microstructuresLa fonction de ces microstructures est de confiner la lumière dans le cœur (pour la transmission dans l'air) par réflexion, ou, plus simplement, par un mécanisme d'interférence. Les fibres à cœur solide traditionnelles reposent sur réflexion totale interne (TIR) Principe de piéger la lumière dans le cœur pour la transmettre, empêchant ainsi les fuites lumineuses. Les fibres à cœur creux fonctionnent de manière similaire : elles confinent la lumière dans le cœur, mais celle-ci se propage dans l'air.

Beaucoup de gens se demandent pourquoi les fibres à noyau creux offrent des vitesses de transmission aussi élevées.

Certains supposent que cela est dû au fait que la lumière rebondit (se réfracte de manière répétée) dans les fibres à cœur plein, empruntant un trajet plus long, tandis que dans les fibres à cœur creux, elle se propage directement dans l'air, parcourant ainsi une distance plus courte. Or, c'est faux : la lumière ne peut se propager qu'en ligne droite, et il est impossible de poser des fibres (pleines ou creuses) en ligne parfaitement droite lors de la fabrication et du déploiement des câbles. Des courbures sont toujours présentes, de sorte que la lumière dans les fibres à cœur creux subit également une réflexion ; la différence réside dans le fait que les microstructures réfléchissent la lumière vers le cœur.

Différents supports de transmission

La véritable raison de l’augmentation significative de la vitesse réside dans la différents supports de transmissionDans les fibres à âme pleine, la lumière traverse le verre à une vitesse d'environ 200 millions de mètres par seconde, tandis que dans l'air (le milieu dans les fibres à âme creuse), la lumière se déplace à environ 300 millions de mètres par seconde, ce qui entraîne une augmentation de vitesse de plus de 30%.

Perte différente

De plus, la lumière dans le verre est soumise à diffusion de Rayleigh et d'autres effets de diffusion, entraînant une atténuation plus importante. Pour les fibres à cœur plein fonctionnant à la longueur d'onde de 1 550 nm, l'atténuation est d'environ 0,22 dB par kilomètre, tandis que les fibres à cœur creux peuvent atteindre une atténuation aussi faible que 0,09 dB par kilomètre, soit une réduction de plus de 50%. Cela signifie que, dans les mêmes conditions, la distance de transmission des fibres à cœur creux peut être quasiment doublée.

Dispersion plus faible, capacité plus élevée

De plus, la transmission de la lumière dans l’air entraîne dispersion plus faible et une capacité supérieure. Par exemple, les lasers de forte puissance ne peuvent pas être transmis par des fibres à cœur plein, car le verre serait endommagé (brûlé) par le laser. Une autre caractéristique des fibres à cœur creux est leur diamètre plus grand (beaucoup plus épais que les fibres à âme pleine), ce qui conduit à résistance à la flexion plus faible.

Solutions de test de transmission

Cependant, comme la lumière se propage dans l’air avec une diffusion Rayleigh minimale, réflectomètres optiques temporels (OTDR)—qui s’appuient sur la diffusion Rayleigh pour les tests—ne sont plus adaptés aux fibres à âme creuse, ce qui rend la maintenance plus fastidieuse.

Notre solution actuelle est de regrouper des fibres à noyau creux et des fibres à noyau plein dans un seul câble optique Pour le déploiement. Si le câble est rompu, nous pouvons localiser la panne en testant les fibres à cœur plein traditionnelles et effectuer les réparations. En revanche, les fibres à cœur creux nécessitent épisseuses par fusion à maintien de polarisation (PM) Pour l'épissure. Ces épisseuses sont volumineuses et nécessitent un espace de travail important. Il est donc généralement nécessaire de dénuder une section relativement longue du câble lors de la préparation.

L'épissage des fibres à noyau creux a également exigences strictes en matière de température et d'humidité ambiantes, ce qui rend le processus extrêmement complexe. Dans les environnements difficiles, il peut être nécessaire de dénuder 4 à 5 mètres de câble, et même dans ce cas, la réussite de l'épissure n'est pas garantie.

Le coût des fibres à âme creuse

Enfin, concernant le coût des fibres à cœur creux : il est d'environ $5,285 par noyau par kilomètre— soit $5,285 par âme et par mètre, un coût exorbitant. Ce coût est plus de 1 000 fois supérieur à celui des fibres à âme pleine traditionnelles (le coût des fibres à âme pleine est d'environ 2 142,86 ¥ par kilomètre pour un câble à 4 âmes). Par conséquent, le déploiement à grande échelle des fibres à âme creuse nécessitera plus de temps pour réduire les coûts.