Общи спецификации за оптични влакна
Оптични размери:
1) Единичен{1}}диаметър на ядрото: 9/125 μm, 10/125 μm
2) Външен диаметър на облицовката (2D)=125μm
3) Външен диаметър на първия-слой=250μm
4) Пигтейл: 300μm
5) Многомодов:
50/125μm, европейски стандарт
62,5/125μm, американски стандарт
6) Индустриални, медицински и ниско{1}}скоростни мрежи: 100/140 μm, 200/230 μm
7) Пластмаса: 98/1000μm, използвана в автомобилното управление
Оптично затихване
Основните фактори, причиняващи затихване на оптичните влакна, включват: присъща загуба, огъване, компресия, примеси, не-еднородност и снаждане.
Вътрешна загуба: Това се отнася до присъщата загуба на влакното, включително разсейването на Rayleigh и присъщата абсорбция.
Загуба при огъване: Когато влакното е огънато, част от светлината във влакното се губи поради разсейване, което води до загуба. Екструзия: Загуба, причинена от минутното огъване на оптичните влакна, когато са подложени на компресия.
Примеси: Загуба, причинена от примеси в оптичното влакно, абсорбиращо и разпръскващо светлината, разпространяваща се в него.
Не-еднородност: Загуба, причинена от не-равномерния индекс на пречупване на материала на оптичното влакно.
Разделяне: Загуби, генерирани по време на снаждане на оптични влакна, като например: неправилно подравняване (изискването за коаксиалност за едно-модово влакно е по-малко от 0,8 μm), не-перпендикулярност на крайната повърхност спрямо оста, неравномерна крайна повърхност, несъответстващ диаметър на сърцевината и лошо качество на снаждане чрез синтез.
Видове оптични кабели
1) По метод на полагане: самоносещи въздушни оптични кабели, тръбопроводни оптични кабели, бронирани вкопани оптични кабели и подводни оптични кабели.
2) По структура на кабела: оптични кабели с разхлабена тръба, многожилни оптични кабели, оптични кабели с плътно{1}}прилягане, лентови оптични кабели, не-метални оптични кабели и разклоняеми оптични кабели.
3) По приложение: оптични кабели за-комуникация на дълги разстояния, оптични кабели за-външни разстояния на къси разстояния, хибридни оптични кабели и оптични кабели-за сгради. Снаждане и завършване на оптични кабели
Снаждането и завършването на оптични кабели са основни умения, които персоналът по поддръжката на оптични кабели трябва да владее.
Техниките за снаждане на оптични кабели могат да бъдат категоризирани, както следва:
1) Техники за снаждане на оптични влакна и техники за снаждане на оптични кабели.
2) Завършването на оптичен кабел е подобно на снаждането на оптичен кабел, но операцията се различава поради различните материали на конектора.
Видове фиброоптични снаждания
Снажданията за оптични кабели могат да бъдат разделени на две основни категории:
1) Фиксирани фиброоптични съединения (известни като мъртви съединения). Те обикновено се постигат с помощта на сплайсери за сливане на оптични влакна и се използват за директни връзки с оптични кабели.
2) Гъвкави фиброоптични съединения (известни като живи съединения). Те са свързани с помощта на разглобяеми съединители (известни като живи съединения). Използват се за оптични кабели, свързване на оборудване и др.
Поради непълнотата на крайната страна на влакното и неравномерния натиск върху крайната повърхност на влакното, съвместната загуба при едно-разрядно снаждане чрез сливане е относително висока. Понастоящем се използва дву-разряден метод за снаждане чрез синтез. Първо, челната повърхност на влакното се загрява предварително и се изпуска, за да се оформи челната страна, да се отстранят прах и отломки, като едновременно с това предварителното нагряване осигурява равномерен натиск върху челната повърхност на влакното.
Методи за наблюдение на загубата на оптична връзка
Има три метода за наблюдение на загубата на оптична връзка:
1. Мониторинг на фузионен апарат.
2. Мониторинг с помощта на източник на светлина и оптичен измервател на мощността.
3. OTDR метод на измерване.
Операционен метод за снаждане на оптични влакна
Операциите по снаждане на оптични влакна обикновено включват пет стъпки:
1. Обработка на края на влакната.
2. Снаждане и монтаж на влакна.
3. Сплайсинг на влакна.
4. Защита на оптични конектори.
5. Задържане на излишни фибри.
Снаждането на целия оптичен кабел обикновено се извършва в съответствие със следните стъпки:
Стъпка 1: Определете необходимата дължина, оголете оптичния кабел и отстранете обвивката;
Стъпка 2: Почистете и отстранете пълнежния материал от вазелин вътре в оптичния кабел.
Стъпка 3: Свържете оптичните влакна.
Стъпка 4: Проверете броя на оптичните ядра, съпоставете оптичните кабели и проверете цветовите кодове за грешки;
Стъпка 5: Укрепване на снаждането на сърцевината;
Стъпка 6: Свържете различни двойки спомагателни проводници, включително двойки обслужващи проводници, двойки проводници за управление, екранирани заземяващи проводници и т.н. (ако съществува някоя от горните двойки проводници).
Стъпка 7: Снаждане на оптични влакна.
Стъпка 8: Защита на оптичния конектор;
Стъпка 9: Третиране на съхранение на излишни оптични влакна;
Стъпка 10: Завършете снаждането на обвивката на оптичния кабел;
Стъпка 11: Защита на конектора на оптичния кабел.
Загуба на оптични влакна
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB/Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB/Km
850 nm: 2,3 ~ 3,4 dB/Km
Загуба на снаждане на оптични влакна: 0,08 dB/гъба
Снаждане на оптични влакна 1 снаждане/2 км
Обща терминология за оптични влакна
1) Затихване
Затихване: Загубата на светлина в точката на контакт с оптичния кабел. Загуба на енергия по време на предаване в оптично влакно: Едно-модово влакно 1310nm: 0,4~0,6dB/km; 1550nm: 0,2~0,3dB/km; Пластмасово многомодово влакно: 300dB/km
2) Дисперсия
Дисперсия: Разширяването на честотната лента, причинено от светлинен импулс, пътуващ на определено разстояние по оптично влакно. Това е основният фактор, ограничаващ скоростта на предаване.
Интермодална дисперсия: Среща се само в многомодови влакна, тъй като различните видове светлина се движат по различни пътища.
Дисперсия на материала: Светлината с различни дължини на вълната се движи с различни скорости.
Вълноводна дисперсия: Възниква, защото светлинната енергия се движи с малко по-различни скорости в сърцевината и обвивката. При едномодовите влакна е много важно да се промени дисперсията чрез промяна на вътрешната структура на влакното.
G.652 Нулева точка на дисперсия около 1300nm
G.653 Нулева точка на дисперсия около 1550nm
G.654 Влакно с отрицателна дисперсия
G.655 дисперсионно-влакно
Пълно{0}}вълново влакно
3) Разпръскване
Поради несъвършенства в основната структура на светлината, светлинната енергия се губи и предаването на светлина вече няма добра насоченост.
Основи на оптичната система
Основна архитектура и функции на оптична система:
1. Предавателна единица: Преобразува електрически сигнали в оптични сигнали;
2. Предавателна единица: Средата, пренасяща оптични сигнали;
3. Приемащ блок: Приема оптични сигнали и ги преобразува в електрически сигнали;
4. Свързване на устройства: Свържете оптични влакна към източници на светлина, фотодетектори и други оптични компоненти.
Често срещани типове конектори
Частта преди "/" показва модела на конектора за пигтейла.
Частта след „/“ показва метода на-обработка на напречното сечение.
Конекторът „SC“ (квадратен конектор/стандартен конектор/абонатен конектор) е стандартен квадратен конектор, изработен от инженерна пластмаса, предлагащ предимства като устойчивост на висока температура и устойчивост на окисление. SC конекторите обикновено се използват за оптични интерфейси от страната на предавателното оборудване.
"LC" конекторът (Lucent Connector) е подобен по форма на SC конектора, но малко по-малък.
Съединителят "FC" (Ferrule Connector) е метален съединител, който обикновено се използва от страната на ODF. Металните съединители имат по-дълъг живот на свързващия цикъл от пластмасовите.
„ST“ (прав връх) е закопчаващ се кръгъл съединител, също изработен от метал.
Тип край на съединителя
PC (Physical Contact): Its connector cross-section is flat. Return loss: >40dB
UPC (ултраполирани конектори): Конекторът е извит. Възвратна загуба: 50dB~55dB
APC (AnglePolished Connector): The cross-section has an 8-degree inclined contact surface. Return loss: >60dB
Съединител
Основна функция: Преразпределяне на оптични сигнали. Ключовите приложения включват оптични мрежи, особено локални мрежи (LAN) и устройства за мултиплексиране по дължина на вълната (WDM).
Основна структура: Съединителите са двупосочни пасивни устройства. Основните топологии включват топологии на дърво и звезда. Съответен тип съединител е сплитерът.
Мултиплексор с разделяне на дължината на вълната
WDM-Wavelength Division Multiplexer предава множество оптични сигнали с различни честоти и цветове в рамките на едно оптично влакно. Мултиплексор с разделяне на дължината на вълната свързва множество оптични сигнали в едно и също влакно; мултиплексор с разделяне на дължина на вълната разделя тези сигнали от едно оптично влакно.
Мултиплексор с разделяне на дължината на вълната (илюстрация)
Предавателна единица
Приемна единица
Оптична цифрова комуникация
Дефиниции на импулси в цифрови системи:
1. Амплитуда: Височината на импулса, представляваща оптичната мощност в оптичните системи.
3. Време на спад: Времето, необходимо на импулса да спадне от 90% от амплитудата си до 10%.
2. Време на нарастване: Времето, необходимо на импулса да се повиши от 10% от максималната си амплитуда до 90%.
4. Ширина на импулса: Ширината на импулса при 50% амплитуда, изразена във времето.
5. Период: Специфичното време на импулса, времето, необходимо за завършване на един цикъл.
6. Коефициент на затихване: Съотношението на оптичната мощност на сигнал 1 към оптичната мощност на сигнал 0.
Дефиниции на често използвани единици във фиброоптична комуникация:
1. dB=10 log10 (Pout / Pin)
Pout: Изходна мощност; Pin: Входяща мощност
2. dBm=10 log10 (P / 1mW)
Широко използвана единица в комуникационното инженерство;
Обикновено представлява оптична мощност с 1 миливат като еталон;
Пример: –10dBm означава оптична мощност, равна на 100µW.
3. dBu=10 log10 (P / 1µW)
