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光纖滑環光纖旋轉接頭常見的問題及解決方法

日期：2018-08-22 點擊：9759 屬于：滑環結構原理

光纖滑環也叫光纖旋轉接頭（FORJ）在其旋轉時發送一個不間斷的光信號，廣泛用于遙控裝置（ROV），機器人系統，自動車輛，醫療照明系統和軍事應用。然而，光纖滑環還存在各種問題，這些問題會削弱其光信號或完全中斷，信號丟失通常是這些問題中最常見的，其他因素包括使用多通道干擾，連接器不穩定和惡劣環境等。
1.信號丟失
FORJ經常會遇到各種來源的信號損失，這些來源往往是由多種原因造成的，發射器必須發送比接收器所需的信號強得多的信號以解決這些損耗，并且這些信號強度之間的差異稱為FORJ的能量損耗。
通常影響FORJ的信號丟失類型包括：
插入損失
回波損耗
波長損耗
偏振模色散損失
2.插入損失
插入損耗是由于在光纖中插入設備而引起的一種信號損失。它可以用公式IL = 10 log 10（Pt / Pr）計算，其中IL是以分貝為單位的插入損耗，Pt是發射信號的功率，Pr是接收信號的功率。該等式表明插入損耗為3dB意味著發射器和接收器之間信號損失的一半左右。媒體轉換器的光學預算通常高于15 dB，但發送器和接收器之間的每個組件都會導致總插入損耗。
3.插入損耗變化
光纖滑環FORJ中的插入損耗隨著耦合條件的變化而旋轉而變化，這可以在變化足夠高時降低其信噪比（S / N）。對插入損耗變化特別敏感的應用，通常稱為失真，可能需要低于+/- 0.25 dB的FORJ。
4.回波損耗
激光器對光學反射敏感，尤其是FORJ中使用的分布式反饋（DFB）激光器。回波損耗是光學系統中反射光的量度，使得x dB的回波損耗等于-x dB的反射。這種測量系統意味著需要高回波損耗，因為它表明反射較少。40 dB回波損耗是單模FORJ的通用標準，盡管它們可以實現高達60 dB的回波損耗，多模FORJ通常具有大約40dB的回波損耗。
5.波長損耗
波長相關損耗（WDL）是不同波長光的插入損耗均勻性的量度。該指標對于使用多個波長的FORJ很重要，其中850,1310和1550納米（nm）是最常見的。當FORJ包含分散光的組件時，WDL成為更可能的失敗原因。對于1310和1550nm之間的波長，0.5到1.0dB之間的WDL是常見標準。
6.偏振相關損耗
偏振損耗（PDL）類似于WDL，不同之處在于它測量了偏振而非波長的插入損耗的均勻性，PDL通常是由于在FORJ中通常出現的輸入信號的偏振變化引起的，PDL升高的最常見原因是具有異常入射角的組件，0.1 dB是用于FORJ的PDL的行業標準。
7.偏振模色散
根據偏振模式，光的速度略有變化，這可能導致使用偏振不同的光信號的FORJs中的偏振模色散（PMD），無源光纖中PMD的通用標準小于0.1微微秒，然而，PMD通常不是導致信號帶寬低于1千兆赫的FARJs失敗的原因，它包括目前使用的大多數多通道模。
8.多通道
多通道FORJ的機械結構比單通道FORJ的機械結構復雜得多，這增加了額外的故障原因。多通道FORJ具有更多組件，使它們成為一個特別重要的考慮因素，組件的不良會導致各種類型的信號丟失，尤其是WDL、PDL和PMD。
串擾也是多通道Fojs產生的一個新問題，當相鄰信道上的信號相互干擾時，會出現這種現象，從而增加它們的信噪比，串擾是由信號強度計算的，S/N＝10 ^（s／10），一般來說60dB的串擾值意味著信號的噪聲水平是百萬分之一。
9.連接器
FORJ中的連接器是故障的常見原因，因為它們必須將單獨的光纖連接在一起，兩種最常見的連接器類型是插座和尾纖，如果應用允許，尾纖是優選的。在必須使用容器的情況下，FC和ST格式是當前的行業標準。尾纖的主要優點是它們消除了連接器接頭中的大部分不確定性。此外，故障尾纖可以容易地重新端接，而有故障的插座通常需要更換整個連接器。
10.惡劣的環境
在礦山，石油鉆井平臺和船舶等惡劣環境中運行的FORJ需要額外的保護以避免故障，這種保護主要采用密封件的形式，根據國際保護（IP）系統進行評級，該系統使用兩個數字，使得第一個數字表示FORJ對固體物體的保護，第二個數字表示其防水；IP系統的第一個數字范圍從0（無保護）到6（防塵）。第二個數字范圍從0（無保護）到8（連續浸入水中一米以下）。所以在不同的環境下使用就選擇相對應的防護要求！

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