Общие характеристики оптоволокна
Размеры оптоволокна:
1) Диаметр одномодового сердечника: 9/125 мкм, 10/125 мкм
2) Внешний диаметр оболочки (2D)=125 мкм
3) Внешний диаметр первого-слоя=250мкм.
4) Пигтейл: 300 мкм
5) Многомодовый:
50/125 мкм, европейский стандарт
62,5/125 мкм, стандарт США
6) Промышленные, медицинские и низкоскоростные сети-: 100/140 мкм, 200/230 мкм.
7) Пластик: 98/1000 мкм, используется в автомобильном управлении.
Затухание оптоволокна
К основным факторам, вызывающим затухание оптоволокна, относятся: собственные потери, изгиб, сжатие, загрязнения, неоднородность и сращивание.
Собственные потери: это относится к собственным потерям волокна, включая рэлеевское рассеяние и собственное поглощение.
Потери на изгибе: когда волокно сгибается, часть света внутри волокна теряется из-за рассеяния, что приводит к потерям. Экструзия: потери, вызванные малейшим изгибом оптических волокон при сжатии.
Примеси: потери, вызванные примесями внутри оптического волокна, поглощающими и рассеивающими свет, распространяющийся внутри него.
Не-однородность: потери, вызванные неоднородностью-показателя преломления материала оптического волокна.
Расщепление: потери, возникающие при сращивании оптического волокна, например: несоосность (требование коаксиальности для одномодового волокна составляет менее 0,8 мкм), не-перпендикулярность торцевой поверхности к оси, неровная торцевая поверхность, несоответствие диаметра сердцевины и плохое качество сварки.
Типы оптических кабелей
1) По методу прокладки: самонесущие воздушные оптические кабели-, канальные оптические кабели, подземные бронированные оптические кабели и подводные оптические кабели.
2) По конструкции кабеля: оптические кабели со свободной трубкой, многожильные оптические кабели, плотно прилегающие-оптические кабели, ленточные оптические кабели, не-оптические кабели и разветвляющиеся оптические кабели.
3) По применению: оптические-оптические кабели связи на большие расстояния, оптические кабели-на короткие расстояния для наружного применения, гибридные оптические кабели и оптические кабели для-внутренних помещений. Сращивание и заделка оптоволоконного кабеля
Сращивание и заделка волоконно-оптических кабелей являются фундаментальными навыками, которыми должен овладеть персонал по обслуживанию волоконно-оптических кабельных линий.
Методы сращивания оптоволоконных кабелей можно разделить на следующие категории:
1) Методы сращивания оптоволокна и методы сращивания оптоволоконных кабелей.
2) Заделка оптоволоконного кабеля аналогична сращиванию оптоволоконного кабеля, но операция отличается из-за разных материалов разъемов.
Типы соединений оптоволокна
Сращивания оптоволоконных кабелей обычно можно разделить на две основные категории:
1) Фиксированные соединения оптоволокна (широко известные как мертвые соединения). Обычно это достигается с помощью сварочных аппаратов для оптоволокна и используется для прямого соединения оптоволоконных кабелей.
2) Гибкие оптоволоконные соединения (широко известные как соединения под напряжением). Они соединяются с помощью съемных разъемов (широко известных как токоведущие соединения). Они используются для оптоволоконных патч-кордов, соединений оборудования и т. д.
Из-за неполноты торца волокна и неравномерного давления на торец волокна совместные потери при сварке сваркой с одним-разрядом относительно высоки. В настоящее время используется метод двухразрядной сварки. Сначала торец волокна предварительно нагревается и разгружается для придания формы торцу, удаления пыли и мусора, и одновременно предварительный нагрев обеспечивает равномерное давление на торец волокна.
Методы мониторинга потери оптоволоконного соединения
Существует три метода мониторинга потери оптоволоконного соединения:
1. Мониторинг на сварочном аппарате.
2. Мониторинг с помощью источника света и измерителя оптической мощности.
3. Метод измерения OTDR.
Метод сращивания оптоволокна
Операции по сращиванию оптоволокна обычно включают пять этапов:
1. Обработка торцевой поверхности волокна.
2. Сращивание и установка волокон.
3. Сварка волокон.
4. Защита оптоволоконных разъемов.
5. Сохранение лишней клетчатки.
Сращивание всего оптического кабеля обычно выполняется по следующим этапам:
Шаг 1. Определите необходимую длину, зачистите оптический кабель и снимите оболочку;
Шаг 2: Очистите и удалите вазелиновый наполнитель внутри оптического кабеля.
Шаг 3: Свяжите оптические волокна в пучок.
Шаг 4. Проверьте количество волоконно-оптических жил, сопоставьте оптоволоконные кабели и проверьте цветовые коды на наличие ошибок;
Шаг 5: Укрепите соединение сердечника;
Шаг 6. Соедините различные пары вспомогательных проводов, включая пары сервисных проводов, пары проводов управления, экранированные заземляющие провода и т. д. (если какая-либо из вышеуказанных пар проводов существует).
Шаг 7: Сращивание оптоволокна.
Шаг 8: Защитная обработка оптоволоконного разъема;
Шаг 9: Обработка избыточного оптоволокна;
Шаг 10: Завершите сращивание оболочки оптического кабеля;
Шаг 11: Защита разъема оптического кабеля.
Потери оптоволокна
1310 нм: 0,35 ~ 0,5 дБ/км
1550 нм: 0,2 ~ 0,3 дБ/км
850 нм: 2,3 ~ 3,4 дБ/км
Потери при сварке оптоволокна: 0,08 дБ/губка
Сварка оптоволокна 1 место на 2 км
Общая терминология оптоволокна
1) Затухание
Затухание: Потеря света в точке контакта с оптическим кабелем. Потери энергии при передаче по оптическому волокну: одномодовое волокно, длина волны 1310 нм: 0,4–0,6 дБ/км; 1550 нм: 0,2–0,3 дБ/км; Пластиковое многомодовое волокно: 300 дБ/км
2) Дисперсия
Дисперсия: расширение полосы пропускания, вызванное перемещением светового импульса на определенное расстояние по оптическому волокну. Это основной фактор, ограничивающий скорость передачи.
Интермодальная дисперсия: возникает только в многомодовых волокнах, поскольку разные моды света распространяются по разным путям.
Дисперсия материала: свет разной длины волны распространяется с разной скоростью.
Дисперсия волновода. Происходит из-за того, что световая энергия распространяется с немного разными скоростями в сердцевине и оболочке. В одномодовых волокнах очень важно изменить дисперсию путем изменения внутренней структуры волокна.
G.652 Нулевая точка дисперсии около 1300 нм
G.653 Нулевая точка дисперсии около 1550 нм
G.654 Волокно с отрицательной дисперсией
G.655 Волокно со смещенной дисперсией-сдвинутой дисперсией
Полноволновое-волокно
3) Рассеяние
Из-за несовершенства базовой структуры света энергия света теряется, и передача света больше не имеет хорошей направленности.
Основы оптоволоконной системы
Базовая архитектура и функции оптоволоконной системы:
1. Передающий блок: преобразует электрические сигналы в оптические сигналы;
2. Блок передачи: среда, передающая оптические сигналы;
3. Приемный блок: принимает оптические сигналы и преобразует их в электрические сигналы;
4. Подключение устройств. Подключите оптоволокно к источникам света, фотодетекторам и другим оптоволоконным компонентам.
Распространенные типы разъемов
Часть перед знаком «/» указывает модель разъема для пигтейла.
Часть после "/" указывает на метод поперечной-обработки.
Разъем «SC» (квадратный разъем/стандартный разъем/абонентский разъем) представляет собой стандартный квадратный разъем, изготовленный из инженерного пластика, обладающий такими преимуществами, как устойчивость к высоким температурам и устойчивость к окислению. Разъемы SC обычно используются для оптических интерфейсов на стороне передающего оборудования.
Разъем «LC» (Lucent Connector) по форме похож на разъем SC, но немного меньше.
Разъем «FC» (разъем с наконечником) представляет собой металлический разъем, обычно используемый на стороне ODF. Металлические разъемы имеют более длительный срок службы, чем пластиковые.
«ST» (прямой наконечник) — это защелкивающийся-круглый разъем, также изготовленный из металла.
Тип торца разъема
PC (Physical Contact): Its connector cross-section is flat. Return loss: >40 дБ
UPC (ультраполированные разъемы): разъем изогнут. Возвратные потери: 50 дБ~55 дБ
APC (AnglePolished Connector): The cross-section has an 8-degree inclined contact surface. Return loss: >60 дБ
Муфта
Основная функция: Перераспределение оптических сигналов. Ключевые области применения включают оптоволоконные сети, особенно локальные сети (LAN), и устройства мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM).
Базовая структура: соединители представляют собой двунаправленные пассивные устройства. Базовые топологии включают древовидную и звездообразную топологии. Соответствующим типом соединителя является разветвитель.
Мультиплексор с разделением по длине волны
WDM-Мультиплексор с разделением по длине волны передает несколько оптических сигналов с разными частотами и цветами по одному оптическому волокну. Мультиплексор с разделением по длине волны передает несколько оптических сигналов в одно волокно; мультиплексор с разделением по длине волны отделяет эти сигналы от одного оптического волокна.
Мультиплексор с разделением длин волн (иллюстрация)
Передающий блок
Приемный блок
Волоконно-оптическая цифровая связь
Определения импульсов в цифровых системах:
1. Амплитуда: высота импульса, представляющая оптическую мощность в оптоволоконных системах.
3. Время спада: время, необходимое для падения импульса с 90% его амплитуды до 10%.
2. Время нарастания: время, необходимое для того, чтобы импульс увеличился с 10 % максимальной амплитуды до 90 %.
4. Ширина импульса: Ширина импульса при 50% амплитуды, выраженная во времени.
5. Период: конкретное время импульса, время, необходимое для завершения одного цикла.
6. Коэффициент затухания: отношение оптической мощности сигнала 1 к оптической мощности сигнала 0.
Определения часто используемых единиц в волоконно-оптической связи:
1. дБ=10 log10 (Pout/Pin)
Pout: Выходная мощность; Контакт: входная мощность
2. дБм=10 log10 (П/1мВт)
Широко используемая единица в технике связи;
Обычно представляет собой оптическую мощность с опорным значением 1 милливатт;
Пример: –10 дБм означает оптическую мощность, равную 100 мкВт.
3. дБу=10 log10 (P/1мкВт)
