Загуба на огъване на влакната се отнася до загубата на сигнал, която възниква, когато оптично влакно се огъне над определен радиус. Това явление се дължи на изтичането на светлина от сърцевината на влакното, докато тя преминава през обвивката. Когато влакното е огънато, светлинните лъчи претърпяват пълно вътрешно отражение на границата между сърцевината и обвивката. Ако обаче радиусът на огъване е твърде малък, част от светлинните лъчи могат да преминат през обвивката, което води до загуба.

Загубата на огъване на влакната зависи от няколко фактора:

Радиус на огъване: Колкото по-малък е радиусът на огъване, толкова по-големи са загубите при огъване. Това е така, защото по-малкият радиус на огъване кара светлинните лъчи да претърпят по-голяма кривина, което увеличава вероятността от изтичане през обвивката.

Вид влакно: Различните видове влакна имат различни характеристики на загубата при огъване. Например, едномодовите влакна обикновено имат по-ниски загуби при огъване в сравнение с многомодовите влакна.

Дължина на вълната: Загубите при огъване могат да варират в зависимост от дължината на вълната на светлината, предавана през оптичното влакно. Някои дължини на вълните може да имат по-големи загуби при огъване от други.

Дизайн на влакната: Дизайнът на влакното, включително профилът на индекса на пречупване и използваните материали, може да повлияе на загубите от огъване.

Покритие: Видът и качеството на покритието, нанесено върху влакното, могат да повлияят на неговата гъвкавост и устойчивост на загуба при огъване.

За да се сведат до минимум загубите от огъване, е важно да се борави внимателно с оптичните влакна и да се избягва прекомерно огъване, особено остри завои. Оптичните кабели често са проектирани със защитни слоеве и подсилвания, за да се намалят загубите от огъване и да се осигури надеждно предаване на сигналите.

При прилагането на оптични влакна, по-сложен вид оптични загуби са загубите от микроогъване. С развитието на устройствата и оптичните влакна, загубите от микроогъване са по-важен фактор за загубите. В устройството се въвежда по-директно оптично превключване вместо електрическо превключване, което води до по-голяма податливост на дългосрочно натоварване в много малко пространство. При по-тънкото влакно и по-малкия диаметър на влакното, или чрез намаляване на дебелината на покритието, или чрез намаляване на диаметъра на обвивката, ефективната дебелина на обвивката също ще бъде значително намалена, което увеличава риска от загуби от микроогъване.

Микро- и макро-загубите при огъване са буквално свързани с огъването, но между тях има очевидни разлики от гледна точка на механизма на възникване на загубите. Следователно, в практическите приложения е много важно да се прави разлика между загубата и микро- или макро-огъването според естеството на загубата, което включва правилното локализиране на проблема и начина за неговото решаване.

1. По отношение на геометричната деформация

Загубата от микроогъване всъщност е загуба, причинена от леката деформация на влакното, докато загубата от макроогъване е загуба, причинена от реалното огъване, като външният диаметър на влакното остава идеалната константа. Това прави ясна разлика в геометрията. Малката деформация на влакното може да се третира като високочестотно смущение на геометричната обиколка в надлъжна посока на влакното. Това смущение има две характеристики: амплитуда и честота. Сцената на микроогъване идва от висока честота и ниска амплитуда. Външното смущение може да бъде симулирано и неговата честота и амплитуда се променят произволно с времето. Вземайки Фурие преобразуването на тази произволна вариация, величината е еквивалентна на мощността и има съответстващо съответствие между спектралната плътност на мощността и пространствената честота.

Това е интуитивно лесно за разбиране и може да се направи качествено заключение: когато честотата на смущенията е много висока, деформацията на влакното е равномерна и влиянието на загубите от микроогъване не е голямо. Когато обаче честотата на смущенията е много ниска, може да се образува реално огъване и загубите от макроогъване са доминиращи.

2. От механизма на загуба

При макро-загубите от огъване може да се приеме, че разпределението на полето на основния мод (едномодово влакно) във влакното дифундира към страната на огъване, а частта, която дифундира дълбоко в обвивката, ще образува излъчване и постепенно ще се губи. При микро-загубите от огъване, част от мощността на основния мод, разпространяваща се в идеалното влакно, се свързва с различни модове от по-висок порядък при условие на смущение. С увеличаване на разстоянието на разпространение, мощността, пренасяна от тези модове от по-висок порядък, се излъчва от десетелементното влакно Oran и, разбира се, може да бъде върната обратно към основния мод.

Анализът на загубите от микроогъване обикновено се основава на теорията за свързване на модовете, а основната зависимост е малко сложна.

Където C е коефициентът на свързване между основния мод и един от модовете от по-висок порядък, който показва колко мощност ще бъде свързана от насочения мод към мода от по-висок порядък или мода на обвивката (сценарий с единичен режим). Qfiber е смущението на влакното при директно напрежение, а Qenv е смущението при индиректно напрежение, когато средата се промени. Точността на този моделен анализ е трудна за определяне, тъй като смущенията, които причиняват загубите от микроогъване, са силно случайни, но целта на анализа е да осигури силен ориентир и в определени сценарии могат да се използват допълнителни коефициенти за апроксимиране на резултатите от симулацията.

Олшански е изследвал и предложил наблюдателна зависимост в ранния етап.

a -Радиус на ядрото

b - Радиус на облицовката

Разлика в делта - коефициент на пречупване

Модул на еластичност на EE-полимерното покритие

Например - Модул на еластичност на оптично влакно

За повечето случаи на употреба тази връзка е по-полезна

3. Източник на загуби от микроогъване

Източникът на загуби от микроогъване са главно външни фактори. Ако влакното се използва само като голо влакно, без да е оформено като кабел, и няма външна сила в свободното пространство, няма възможност за загуби от микроогъване. Въпреки че геометричната неравност на самото влакно може да има вероятност за загуби от микроогъване, влиянието на загубите от микроогъване на самото влакно може да се пренебрегне, тъй като тестът за загуби е преминал успешно фабрично. Той отчита само влиянието на загубите от микроогъване на оптичното влакно, съответстващи на външното закрепване в оптичния кабел или устройство.

Източниците на загуби от микроогъване идват главно от три аспекта

Първото е дизайнът на самото влакно. Самият дизайн на влакното не е източник на загуби от микроогъване, но чувствителността към микроогъване се определя от самия дизайн на влакното. Дизайнът на сърцевината на влакното се влияе главно от стойността на MAC. Това е в съответствие с формулата за характеристики на Олшански.

Колкото по-малка е MAC, толкова по-малка ще бъде загубата от микроогъване при същото външно смущение.

Това се отразява в специфичното влакно, като цяло влакното G657 има по-малки загуби от микроогъване от влакното G652.

Въпреки че намаляването на радиуса на сърцевината и увеличаването на разликата в коефициента на пречупване може да намали загубата от микроогъване, корелацията между параметрите на влакното и стандартизацията му е малко вероятно да съществува в сценария, при който се променя само един параметър, докато останалите остават непроменени. Но тенденцията продължава.

Дизайнът на обвивката на влакното също може да доведе до подобрения. Зависимостта на загубите от микроогъване от дължината на вълната варира значително, когато към обвивката се добави специфичен дизайн на канала.

Зависимостта на дължината на вълната от загубите от микроогъване на жлебованото влакно на фигурата е много различна от тази на стандартното влакно. Зависимостта на дължината на вълната на стандартното влакно на тази фигура е малко извън конвенционалните данни, главно за жлебованите влакна, чиито загуби от микроогъване са изравнени. Това означава, че обичайното локализиране на проблема и анализ на проблема трябва да вземат предвид дизайна на влакното, в противен случай самото базиране на опит може да бъде подвеждащо. В обобщение, дизайнът на влакното оптимизира загубите от микроогъване, което е полезно за определени сценарии.

Второ, източникът на загуби от микроогъване е свързан с фактора на оптичния кабел, който е по-сложен. Сложността се състои във факта, че има твърде много видове оптични кабели и дизайнът им е много различен, но е сравнително лесно да се определи специфичен тип. Типичен фактор е влиянието на покритието. Интуитивно може да се заключи, че покритието, като първа линия на защита на влакното, играе ролята на ефективно провеждане на напрежение. Ако покритието се използва като функция за пренос на напрежение, колкото по-малък е вътрешният модул на еластичност и колкото по-голям е външният модул на еластичност, толкова по-малка е стойността на функцията за пренос на напрежение и влиянието на съответните загуби от микроогъване също е по-малко. Колкото по-голям е диаметърът на покритието, толкова по-малко е влиянието на загубите от микроогъване, което е съзнателно известно.

Очевидно е, че диаметърът на 900um е много по-малък от загубата от микроогъване на 250um влакно. Също така е известно, че при същия дизайн на оптичен кабел, въпреки че пространството на активност на 900um влакно е малко, при нормални обстоятелства загубата от микроогъване в кабела е много по-малка.

Третият фактор е влиянието на средата, в която се намира кабелът. Поради сложността на загубите от микроогъване, понастоящем няма стандартизиран метод за изпитване и методът за изпитване, предоставен от IEC/TR62221, обикновено се използва директно. Трудно е да се определи смущението. Дори за определени методи за изпитване, тестови среди и тестово оборудване, различните места на поставяне може да имат различни резултати. Резултатите от различни лаборатории и различни методи за изпитване не могат да бъдат директно сравнявани, а са качествени сравнения. За да се постигнат резултати от изпитванията, е необходимо да се направи отделна оценка.