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光纤滑环光纤旋转接头常见的问题及解决方法

来源: 导电滑环生产厂家-杭州全盛机电科技有限公司  日期:2018-08-22 16:02:21  点击:1971 
       光纤滑环也叫光纤旋转接头(FORJ)在其旋转时发送一个不间断的光信号,广泛用于遥控装置(ROV),机器人系统,自动车辆,医疗照明系统和军事应用。然而,光纤滑环还存在各种问题,这些问题会削弱其光信号或完全中断,信号丢失通常是这些问题中最常见的,其他因素包括使用多通道干扰,连接器不稳定和恶劣环境等。
1.信号丢失
FORJ经常会遇到各种来源的信号损失,这些来源往往是由多种原因造成的,发射器必须发送比接收器所需的信号强得多的信号以解决这些损耗,并且这些信号强度之间的差异称为FORJ的能量损耗。
通常影响FORJ的信号丢失类型包括:
插入损失
回波损耗
波长损耗
偏振模色散损失
2.插入损失
插入损耗是由于在光纤中插入设备而引起的一种信号损失。它可以用公式IL = 10 log 10(Pt / Pr)计算,其中IL是以分贝为单位的插入损耗,Pt是发射信号的功率,Pr是接收信号的功率。该等式表明插入损耗为3dB意味着发射器和接收器之间信号损失的一半左右。媒体转换器的光学预算通常高于15 dB,但发送器和接收器之间的每个组件都会导致总插入损耗。
3.插入损耗变化
光纤滑环FORJ中的插入损耗随着耦合条件的变化而旋转而变化,这可以在变化足够高时降低其信噪比(S / N)。对插入损耗变化特别敏感的应用,通常称为失真,可能需要低于+/- 0.25 dB的FORJ。
4.回波损耗
激光器对光学反射敏感,尤其是FORJ中使用的分布式反馈(DFB)激光器。回波损耗是光学系统中反射光的量度,使得x dB的回波损耗等于-x dB的反射。这种测量系统意味着需要高回波损耗,因为它表明反射较少。40 dB回波损耗是单模FORJ的通用标准,尽管它们可以实现高达60 dB的回波损耗,多模FORJ通常具有大约40dB的回波损耗。
5.波长损耗
波长相关损耗(WDL)是不同波长光的插入损耗均匀性的量度。该指标对于使用多个波长的FORJ很重要,其中850,1310和1550纳米(nm)是最常见的。当FORJ包含分散光的组件时,WDL成为更可能的失败原因。对于1310和1550nm之间的波长,0.5到1.0dB之间的WDL是常见标准。
6.偏振相关损耗
偏振损耗(PDL)类似于WDL,不同之处在于它测量了偏振而非波长的插入损耗的均匀性,PDL通常是由于在FORJ中通常出现的输入信号的偏振变化引起的,PDL升高的最常见原因是具有异常入射角的组件,0.1 dB是用于FORJ的PDL的行业标准。
7.偏振模色散
根据偏振模式,光的速度略有变化,这可能导致使用偏振不同的光信号的FORJs中的偏振模色散(PMD),无源光纤中PMD的通用标准小于0.1微微秒,然而,PMD通常不是导致信号带宽低于1千兆赫的FARJs失败的原因,它包括目前使用的大多数多通道模。
8.多通道
多通道FORJ的机械结构比单通道FORJ的机械结构复杂得多,这增加了额外的故障原因。多通道FORJ具有更多组件,使它们成为一个特别重要的考虑因素,组件的不良会导致各种类型的信号丢失,尤其是WDL、PDL和PMD。
串扰也是多通道Fojs产生的一个新问题,当相邻信道上的信号相互干扰时,会出现这种现象,从而增加它们的信噪比,串扰是由信号强度计算的,S/N=10 ^(s/10),一般来说60dB的串扰值意味着信号的噪声水平是百万分之一。
9.连接器
FORJ中的连接器是故障的常见原因,因为它们必须将单独的光纤连接在一起,两种最常见的连接器类型是插座和尾纤,如果应用允许,尾纤是优选的。在必须使用容器的情况下,FC和ST格式是当前的行业标准。尾纤的主要优点是它们消除了连接器接头中的大部分不确定性。此外,故障尾纤可以容易地重新端接,而有故障的插座通常需要更换整个连接器。
10.恶劣的环境
在矿山,石油钻井平台和船舶等恶劣环境中运行的FORJ需要额外的保护以避免故障,这种保护主要采用密封件的形式,根据国际保护(IP)系统进行评级,该系统使用两个数字,使得第一个数字表示FORJ对固体物体的保护,第二个数字表示其防水;IP系统的第一个数字范围从0(无保护)到6(防尘)。第二个数字范围从0(无保护)到8(连续浸入水中一米以下)。所以在不同的环境下使用就选择相对应的防护要求!
光纤滑环,光纤旋转接头
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