Šķiedru lieces zudums attiecas uz signāla zudumu, kas rodas, optisko šķiedru saliecot virs noteikta rādiusa. Šī parādība rodas gaismas noplūdes dēļ no šķiedras serdes, tai pārvietojoties cauri apvalkam. Kad šķiedra tiek saliekta, gaismas stari pilnībā atstarojas no serdes un apvalka saskarnes. Tomēr, ja saliekšanas rādiuss ir pārāk mazs, daļa gaismas staru var izkļūt cauri apvalkam, radot zudumus.

Šķiedras lieces zudums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem:

Liekšanas rādiuss: Jo mazāks ir lieces rādiuss, jo lielāki ir lieces zudumi. Tas ir tāpēc, ka mazāks lieces rādiuss izraisa lielāku gaismas staru izliekumu, palielinot noplūdes iespējamību caur apšuvumu.

Šķiedras tips: Dažādiem šķiedru veidiem ir atšķirīgas lieces zudumu īpašības. Piemēram, vienmoda šķiedrām parasti ir mazāki lieces zudumi salīdzinājumā ar daudzmoda šķiedrām.

Viļņa garums: Lieces zudumi var atšķirties atkarībā no caur šķiedru pārraidītās gaismas viļņa garuma. Dažiem viļņu garumiem lieces zudumi var būt lielāki nekā citiem.

Šķiedru dizains: Šķiedras dizains, tostarp refrakcijas indeksa profils un izmantotie materiāli, var ietekmēt lieces zudumus.

Pārklājums: Šķiedrai uzklātā pārklājuma veids un kvalitāte var ietekmēt tās elastību un izturību pret lieces zudumiem.

Lai samazinātu lieces zudumus, ir svarīgi uzmanīgi rīkoties ar optiskajām šķiedrām un izvairīties no pārmērīgas lieces, īpaši asiem līkumiem. Optisko šķiedru kabeļi bieži tiek konstruēti ar aizsargslāņiem un pastiprinājumiem, lai mazinātu lieces zudumus un nodrošinātu uzticamu signālu pārraidi.

Optisko šķiedru pielietojumā sarežģītāks optisko zudumu veids ir mikrolieces zudumi. Attīstoties ierīcēm un optiskajām šķiedrām, mikrolieces zudumi ir arvien būtisks zudumu faktors. Ierīcē tiek ieviesta tiešāka optiskā komutācija elektriskās komutācijas vietā, un šķiedra ir uzņēmīga pret ilgstošu spriegumu ļoti mazā telpā. Šķiedrai, plānākai šķiedrai, mazāka diametra šķiedrai, vai nu samazinot pārklājuma biezumu, vai samazinot apšuvuma diametru; līdzīgi daudzkodolu šķiedrām ievērojami samazināsies arī efektīvais apšuvuma biezums, kas palielina mikrolieces zudumu risku.

Mikrolieces zudumi un makrolieces zudumi burtiski ir saistīti ar lieci, taču starp tiem pastāv acīmredzamas atšķirības no zaudējumu rašanās mehānisma viedokļa. Tāpēc praktiskajā pielietojumā ir ļoti svarīgi atšķirt zudumus no mikrolieces vai makrolieces atkarībā no zuduma rakstura, kas ietver pareizu problēmas atrašanās vietu un problēmas risināšanas veidu.

1. Ģeometriskās deformācijas ziņā

Mikrolieces zudumi patiesībā ir zudumi, ko rada neliela šķiedras deformācija, savukārt makrolieces zudumi ir zudumi, ko rada reāla liece, un šķiedras ārējais diametrs paliek ideālā konstante. Tas rada skaidru atšķirību ģeometrijā. Šķiedras mazo deformāciju var uzskatīt par ģeometriskā apkārtmēra augstfrekvences perturbāciju šķiedras garenvirzienā. Šai perturbācijai ir divas īpašības: amplitūda un frekvence. Mikrolieces aina rodas no augstas frekvences un zemas amplitūdas. Var simulēt ārējos traucējumus, un to frekvence un amplitūda laika gaitā mainās nejauši. Ņemot vērā šīs nejaušās variācijas Furjē transformāciju, lielums ir vienāds ar jaudu, un pastāv atbilstoša atbilstība starp jaudas spektrālo blīvumu un telpisko frekvenci.

To ir arī intuitīvi viegli saprast un izdarīt kvalitatīvu secinājumu: ja traucējumu frekvence ir ļoti augsta, šķiedras deformācija ir vienmērīga un mikrolieces zudumu ietekme nav liela. Tomēr, ja traucējumu frekvence ir ļoti zema, var veidoties reāla liece un dominē makrolieces zudumi.

2. No zaudējumu mehānisma

Makrolieces zudumos var ņemt vērā, ka šķiedras pamatmoda (vienmoda šķiedras) režīma lauka sadalījums difundējas uz lieces pusi, un tā daļa, kas difundējas dziļi apšuvumā, veidos starojumu un pakāpeniski zaudēs. Mikrolieces zudumos daļa no ideālajā šķiedrā izplatošās pamatmoda jaudas perturbācijas apstākļos tiek savienota ar dažādiem augstākas kārtas režīmiem. Palielinoties izplatīšanās attālumam, šo augstākas kārtas režīmu pārnestā jauda tiek izstarota no Oran desmit elementu šķiedras, un, protams, to var atkal savienot atpakaļ ar pamata režīmu.

Mikrolocīšanās zudumu analīze parasti balstās uz režīmu savienošanas teoriju, un pamata attiecības ir nedaudz sarežģītas.

Kur C ir pamata režīma un viena no augstākas kārtas režīmiem savienojuma koeficients, kas norāda, cik daudz jaudas tiks savienots no vadāmā režīma uz augstākas kārtas režīmu vai apvalka režīmu (viena režīma scenārijs). Qfiber ir šķiedras traucējums tiešā spriegumā, un Qenv ir traucējums netiešā spriegumā, mainoties videi. Šīs modelēšanas analīzes precizitāti ir grūti nodrošināt, jo traucējumi, kas izraisa mikrolieces zudumus, ir ļoti nejauši, taču analīzes mērķis ir sniegt spēcīgu vadlīniju, un noteiktos scenārijos simulācijas rezultātu tuvināšanai var izmantot papildu koeficientus.

Olšanskis agrīnā stadijā pētīja un ierosināja novērojumu sakarību.

a -Kodola rādiuss

b - Apšuvuma rādiuss

Delta - refrakcijas indeksa starpība

EE-polimēra pārklājuma elastības modulis

Piemēram, optiskās šķiedras stikla elastības modulis

Vairumā lietošanas gadījumu šī saistība ir noderīgāka.

3. Mikrolocīšanās zudumu avots

Mikrolieces zudumu avots galvenokārt ir ārēji faktori. Ja šķiedra tiek izmantota tikai kā tukša šķiedra bez kabeļa formēšanas, ja brīvajā telpā nav ārēja spēka, mikrolieces zudumu iespējamība nepastāv. Lai gan pašas šķiedras ģeometriskā nelīdzenuma dēļ var rasties mikrolieces zudumi, pašas šķiedras mikrolieces zudumu ietekmi var ignorēt, jo rūpnīcas testā zudumu tests ir izturējis pārbaudi. Tiek ņemta vērā tikai optiskās šķiedras mikrolieces zudumu ietekme, kas atbilst ārējai fiksācijai optiskajā kabelī vai ierīcē.

Mikrolocīšanās zudumu avoti galvenokārt rodas no trim aspektiem

Pirmais ir pašas šķiedras dizains. Pašas šķiedras dizains nav mikrolocīšanās zudumu avots, bet jutību pret mikrolocīšanos nosaka pati šķiedras dizains. Šķiedras kodola dizainu galvenokārt ietekmē MAC vērtība. Tas atbilst Olšanska raksturlielumu formulai.

Jo mazāks ir MAC, jo mazāki būs mikrolocīšanās zudumi tā paša ārējā traucējuma ietekmē.

Tas atspoguļojas specifiskajā šķiedrā, parasti G657 šķiedrai ir mazāki mikrolocīšanās zudumi nekā G652 šķiedrai.

Lai gan serdes rādiusa samazināšana un refrakcijas indeksa starpības palielināšana var samazināt mikrolieces zudumus, korelācija starp šķiedras parametriem un šķiedras standartizāciju, visticamāk, nepastāvēs scenārijā, kurā mainās tikai viens parametrs, bet pārējie paliek nemainīgi. Tomēr tendence turpinās.

Arī šķiedras apšuvuma dizains var sniegt uzlabojumus. Mikrolieces zudumu atkarība no viļņa garuma ievērojami mainās, ja apšuvumam tiek pievienots noteikts rievas dizains.

Attēlā redzamās rievotās šķiedras mikrolieces zudumu viļņa garuma atkarība ļoti atšķiras no standarta šķiedras viļņa garuma atkarības. Šajā attēlā redzamās standarta šķiedras viļņa garuma atkarība nedaudz pārsniedz parastos datus, galvenokārt rievotās konstrukcijas šķiedrai, kuras mikrolieces zudumi ir saplacināti. Tas nozīmē, ka parastajā problēmas atrašanās vietas noteikšanā un problēmas analīzē jāņem vērā šķiedras konstrukcija, pretējā gadījumā tikai uz pieredzi balstīts risinājums var būt maldinošs. Rezumējot, šķiedras konstrukcija optimizē mikrolieces zudumus, kas ir izdevīgi noteiktos scenārijos.

Otrkārt, mikrolieces zudumu avots ir saistīts ar optiskās šķiedras kabeļu faktoru, kas ir sarežģītāks. Sarežģītība slēpjas faktā, ka ir pārāk daudz optiskās šķiedras kabeļu veidu un to konstrukcijas ir ļoti atšķirīgas, taču ir samērā viegli noteikt konkrētu tipu. Tipisks faktors ir pārklājuma ietekme. Intuitīvi var secināt arī to, ka pārklājums kā pirmā aizsardzības līnija šķiedras aizsardzībai spēlē efektīvas sprieguma vadīšanas lomu. Ja pārklājums tiek izmantots kā sprieguma pārneses funkcija, jo mazāks ir iekšējais elastības modulis un jo lielāks ir ārējais elastības modulis, jo mazāka ir sprieguma pārneses funkcijas vērtība, un arī atbilstošo mikrolieces zudumu ietekme ir mazāka. Jo lielāks ir pārklājuma diametrs, jo mazāka ir apzināti zināma mikrolieces zudumu ietekme.

Acīmredzot 900 µm diametrs ir daudz mazāks nekā 250 µm šķiedras mikrolieces zudumi. Var arī zināt, ka tādā pašā optiskās šķiedras kabeļa konstrukcijā, lai gan 900 µm šķiedras aktivitātes telpa ir maza, normālos apstākļos tās mikrolieces zudumi kabelī patiešām ir daudz mazāki.

Trešais faktors ir kabeļa atrašanās vietas vides ietekme. Mikrolocījuma zudumu sarežģītības dēļ pašlaik nav standartizētas testēšanas metodes, un IEC/TR62221 noteiktā testēšanas metode parasti tiek izmantota tieši. Traucējumus ir grūti noteikt. Pat noteiktām testēšanas metodēm, testēšanas vidēm un testēšanas iekārtām dažādās izvietošanas vietās var būt atšķirīgi rezultāti. Dažādu laboratoriju un dažādu testēšanas metožu rezultātus nevar tieši salīdzināt, bet tie visi ir kvalitatīvi salīdzinājumi. Testa rezultāti ir jāizvērtē atsevišķi.