Перавагі валаконна-аптычнай сувязі:
● Вялікая ёмістасць сувязі
● Вялікая дыстанцыя эстафеты
● Няма электрамагнітных перашкод
● Багатыя рэсурсы
● Лёгкі вага і невялікі памер
Кароткая гісторыя аптычных камунікацый
Больш за 2000 гадоў таму з'явіліся маякі-ліхтары, семафоры
1880, аптычны тэлефон-бесправадная аптычная сувязь
1970, валаконна-аптычная сувязь
● У 1966 годзе, «бацька аптычнага валакна», д-р Гао Ён упершыню прапанаваў ідэю сувязі па аптычным валакну.
● У 1970 г. Інстытут Бэла Яна Лінь Яньсюн быў створаны паўправадніковым лазерам, які мог бесперапынна працаваць пры пакаёвай тэмпературы.
● У 1970 годзе капрон кампаніі Corning страціў 20 дБ/км валакна.
● У 1977 годзе ў Чыкага з'явілася першая камерцыйная лінія 45 Мбіт/с.
Электрамагнітны спектр
Падзел дыяпазону сувязі і адпаведнае асяроддзе перадачы
Праламленне / адлюстраванне і поўнае адлюстраванне святла
Паколькі святло распаўсюджваецца па-рознаму ў розных рэчывах, калі святло выпраменьваецца ад аднаго рэчыва да іншага, праламленне і адлюстраванне адбываюцца на мяжы паміж двума рэчывамі. Больш за тое, вугал праламленага святла змяняецца ў залежнасці ад вугла падальнага святла. Калі вугал падальнага святла дасягае або перавышае пэўны вугал, праламленае святло знікне, а ўсё падаючае святло адаб'ецца назад. Гэта поўнае адлюстраванне святла. Розныя матэрыялы маюць розныя вуглы праламлення для адной і той жа даўжыні хвалі святла (гэта значыць розныя матэрыялы маюць розныя паказчыкі праламлення), а адны і тыя ж матэрыялы маюць розныя вуглы праламлення для розных даўжынь хваль святла. Аптычна-валаконная сувязь заснавана на вышэйзгаданых прынцыпах.
Размеркаванне адбівальнай здольнасці: важным параметрам для характарыстыкі аптычных матэрыялаў з'яўляецца паказчык праламлення, які пазначаецца N. Стаўленне хуткасці святла C у вакууме да хуткасці святла V у матэрыяле з'яўляецца паказчыкам праламлення матэрыялу.
N = C / V
Паказчык праламлення кварцавага шкла для валаконна-аптычнай сувязі складае каля 1,5.
Структура валакна
Валакно голае валакно звычайна дзеліцца на тры пласта:
Першы пласт: цэнтральнае шкляное ядро з высокім паказчыкам праламлення (дыяметр ядра звычайна складае 9-10μм, (аднамодавы) 50 або 62,5 (шматмодавы).
Другі пласт: пасярэдзіне - ашалёўка з крэмневага шкла з нізкім паказчыкам праламлення (дыяметр звычайна складае 125μм).
Трэці пласт: крайні - гэта смалянае пакрыццё для ўмацавання.
1) ядро: высокі паказчык праламлення, выкарыстоўваецца для прапускання святла;
2) Абліцавальнае пакрыццё: нізкі паказчык праламлення, утвараючы стан поўнага адлюстравання з стрыжнем;
3) Ахоўная абалонка: яна мае высокую трываласць і можа вытрымліваць вялікія ўдары для абароны аптычнага валакна.
3 мм аптычны кабель: аранжавы, MM, шматмодавы; жоўты, СМ, одномодовый
Памер валакна
Вонкавы дыяметр звычайна складае 125 мкм (у сярэднім 100 мкм на волас)
Унутраны дыяметр: аднамодны 9 мкм; шматмодавы 50 / 62.5um
Лікавая апертура
Не ўсё святло, якое падае на тарцы аптычнага валакна, можа прапускацца праз аптычнае валакно, але толькі падаючае святло ў пэўным дыяпазоне вуглоў. Гэты вугал называецца лікавай апертурай валакна. Большая лікавая апертура аптычнага валакна з'яўляецца перавагай для стыкоўкі аптычнага валакна. Розныя вытворцы маюць розныя лікавыя апертуры.
Тып валакна
Па спосабе перадачы святла ў аптычным валакне яго можна падзяліць на:
Multi-Mode (скарочана: MM); Аднамодавы (скарочана: SM)
Шматмодавае валакно: цэнтральны шкляны стрыжань тоўшчы (50 або 62,5μм) і можа прапускаць святло ў некалькіх рэжымах. Аднак яго межрежимная дысперсія вялікая, што абмяжоўвае частату перадачы лічбавых сігналаў, і яна будзе станавіцца больш сур'ёзнай з павелічэннем адлегласці.Напрыклад: валакно 600 МБ / КМ мае прапускную здольнасць толькі 300 МБ пры 2 км. Такім чынам, адлегласць перадачы шматмодавага валакна адносна кароткая, звычайна ўсяго некалькі кіламетраў.
Аднамодавае валакно: цэнтральны шкляны стрыжань адносна тонкі (дыяметр стрыжня звычайна складае 9 або 10μм), і можа прапускаць святло толькі ў адным рэжыме. Па сутнасці, гэта разнавіднасць аптычнага валакна ступеністага тыпу, але дыяметр стрыжня вельмі малы. Тэарэтычна толькі прамое святло аднаго шляху распаўсюджвання можа пранікаць у валакно і распаўсюджвацца прама ў стрыжні валакна. Валакно пульса ледзь нацягнута.Такім чынам, яго міжмодавая дысперсія малая і прыдатная для дыстанцыйнай сувязі, але яго храматычная дысперсія гуляе галоўную ролю. Такім чынам, аднамодавае валакно мае больш высокія патрабаванні да спектральнай шырыні і стабільнасці крыніцы святла, гэта значыць спектральная шырыня вузкая, а стабільнасць добрая. .
Класіфікацыя аптычных валокнаў
Па матэрыяле:
Шкловалакно: ядро і ашалёўка зроблены са шкла, з невялікімі стратамі, вялікай адлегласцю перадачы і высокім коштам;
Крамянёвае аптычнае валакно з гумовым пакрыццём: стрыжань - шкло, а абалонка - пластык, які мае падобныя характарыстыкі да шкловалакна і меншы кошт;
Пластыкавае аптычнае валакно: як стрыжань, так і абалонка пластыкавыя, з вялікімі стратамі, кароткай адлегласцю перадачы і нізкай цаной. У асноўным выкарыстоўваецца для бытавой тэхнікі, аўдыё і перадачы выявы на кароткія адлегласці.
У адпаведнасці з аптымальным акном частоты перадачы: звычайнае одномодовое валакно і одномодовое валакно са зрухам дысперсіі.
Звычайны тып: завод па вытворчасці аптычнага валакна аптымізуе частату перадачы аптычнага валакна на адной даўжыні хвалі святла, напрыклад, 1300 нм.
Тып са зрухам дысперсіі: вытворца валаконнай оптыкі аптымізуе частату перадачы валакна на дзвюх даўжынях хваль святла, такіх як: 1300 нм і 1550 нм.
Рэзкая змена: паказчык праламлення стрыжня валакна да шкляной абалонкі рэзкі. Ён мае нізкі кошт і высокую межмодовую дысперсію. Падыходзіць для нізкахуткаснай сувязі на кароткіх адлегласцях, напрыклад, для прамысловага кіравання. Аднак аднамодавае валакно выкарыстоўвае тып мутацыі з-за невялікай міжмодавай дысперсіі.
Градыентнае валакно: каэфіцыент праламлення стрыжня валакна да шкляной абалонкі паступова зніжаецца, што дазваляе святлу высокага рэжыму распаўсюджвацца ў сінусоіднай форме, што можа паменшыць дысперсію паміж модамі, павялічыць прапускную здольнасць валакна і павялічыць адлегласць перадачы, але кошт валакно больш высокага рэжыму - гэта ў асноўным градуяванае валакно.
Агульныя характарыстыкі валакна
Памер валакна:
1) Дыяметр стрыжня аднаго рэжыму: 9/125μм, 10 / 125μm
2) Вонкавы дыяметр ашалёўкі (2D) = 125μm
3) Дыяметр вонкавага пакрыцця = 250μm
4) касічка: 300μm
5) Шматмодавы: 50/125μм, еўрастандарт; 62,5 / 125μм, амерыканскі стандарт
6) Прамысловыя, медыцынскія і нізкахуткасныя сеткі: 100 / 140μм, 200 / 230μm
7) Пластык: 98 / 1000μм, які выкарыстоўваецца для кіравання аўтамабілем
Згасанне валакна
Асноўнымі фактарамі, якія выклікаюць згасанне валакна, з'яўляюцца: уласцівасць, выгіб, здушванне, прымешкі, няроўнасці і стык.
Унутранае: гэта страты, уласцівыя аптычнаму валакну, у тым ліку рэлееўскае рассейванне, уласнае паглынанне і г.д.
Выгіб: калі валакно сагнута, святло ў частцы валакна будзе страчана з-за рассейвання, што прывядзе да страты.
Сцісканне: страта, выкліканая невялікім выгібам валакна пры яго сціску.
Прымешкі: прымешкі ў аптычным валакне паглынаюць і рассейваюць святло, якое праходзіць у валакне, выклікаючы страты.
Неаднастайнасць: страты, выкліканыя нераўнамерным паказчыкам праламлення валаконнага матэрыялу.
Стыкоўка: страты, якія ўзнікаюць падчас стыкоўкі валакна, такія як: розныя восі (патрабаванне кааксіяльнасці аднамодавага валакна менш за 0,8μм), тарэц не перпендыкулярны восі, тарэц няроўны, дыяметр стрыжня не супадае, якасць зрошчвання нізкая.
Тып аптычнага кабеля
1) У адпаведнасці са спосабамі пракладкі: саманясучыя паветраныя аптычныя кабелі, трубаправодныя аптычныя кабелі, браняваныя падземныя аптычныя кабелі і падводныя аптычныя кабелі.
2) У адпаведнасці са структурай аптычнага кабеля адрозніваюць: трубчасты аптычны кабель, шматслаёвы аптычны кабель, аптычны кабель з жорсткай фіксацыяй, істужачны аптычны кабель, неметалічны аптычны кабель і разгалінаваны аптычны кабель.
3) Па прызначэнні: аптычныя кабелі для міжгародняй сувязі, адкрытыя аптычныя кабелі для блізкай адлегласці, гібрыдныя аптычныя кабелі, аптычныя кабелі для будынкаў.
Злучэнне і заканчэнне аптычных кабеляў
Падключэнне і заканчэнне аптычных кабеляў - асноўныя навыкі, якімі павінен авалодаць персанал па абслугоўванні аптычных кабеляў.
Класіфікацыя тэхналогіі злучэння аптычнага валакна:
1) Тэхналогія злучэння аптычнага валакна і тэхналогія злучэння аптычнага кабеля - гэта дзве часткі.
2) Канец аптычнага кабеля падобны на злучэнне аптычнага кабеля, за выключэннем таго, што аперацыя павінна адрознівацца з-за розных матэрыялаў раздыма.
Тып валаконнага злучэння
Валаконна-аптычнае кабельнае злучэнне ў цэлым можна падзяліць на дзве катэгорыі:
1) Фіксаванае злучэнне аптычнага валакна (шырока вядомае як мёртвы раз'ём). Як правіла, выкарыстоўвайце апарат для зрошчвання аптычнага валакна; выкарыстоўваецца для прамой галоўкі аптычнага кабеля.
2) Актыўны раз'ём аптычнага валакна (шырока вядомы як раз'ём пад напругай). Выкарыстоўвайце здымныя раздымы (шырока вядомыя як свабодныя злучэнні). Для валаконнай перамычкі, падлучэння абсталявання і г.д.
З-за незавершанасці тарца аптычнага валакна і нераўнамернасці ціску на тарцы аптычнага валакна страты злучэння аптычнага валакна адным разрадам па-ранейшаму адносна вялікія, і метад зліцця другаснага разраду цяпер выкарыстоўваецца. Спачатку разагрэйце і разгрузіце канец валакна, сфармуйце тарэц, выдаліце пыл і смецце і зрабіце раўнамерны кантавы ціск валакна шляхам папярэдняга нагрэву.
Метад маніторынгу страты аптычнага валакна
Ёсць тры метады маніторынгу страты валаконнага злучэння:
1. Манітор на сплайсеры.
2. Маніторынг крыніцы святла і вымяральніка аптычнай магутнасці.
3.Метад вымярэння OTDR
Спосаб працы валаконна-аптычнага злучэння
Аперацыі злучэння аптычнага валакна ў цэлым падзяляюцца на:
1. Апрацоўка тарцоў валакна.
2. Мантаж падлучэння аптычнага валакна.
3. Зрошчванне аптычнага валакна.
4. Абарона валаконна-аптычных раздымаў.
5. Ёсць пяць крокаў для астатняга паддона з валакном.
Як правіла, злучэнне ўсяго аптычнага кабеля выконваецца ў адпаведнасці з наступнымі этапамі:
Крок 1: шмат добрай даўжыні, адкрыйце і зачысціце аптычны кабель, зніміце абалонку кабеля
Крок 2: Ачысціце і выдаліце нафтавую пасту з аптычнага кабеля.
Крок 3: Звяжыце валакно ў пучок.
Крок 4: Праверце колькасць ядраў валакна, выканайце спалучэнне валокнаў і праверце, ці правільныя меткі колеру валакна.
Крок 5: Умацаванне сардэчнай сувязі;
Крок 6: Розныя пары дапаможных ліній, у тым ліку пары бізнес-ліній, пары ліній кіравання, экранаваныя лініі зазямлення і г.д. (пры наяўнасці вышэйзгаданых пар ліній.
Крок 7: Падключыце валакно.
Крок 8: Абараніце раз'ём аптычнага валакна;
Крок 9: захоўванне інвентарызацыі пакінутага валакна;
Крок 10: завяршыце падключэнне абалонкі аптычнага кабеля;
Крок 11: Абарона валаконна-аптычных раздымаў
Страта абалоніны
1310 нм: 0,35 ~ 0,5 дБ / км
1550 нм: 0,2 ~ 0,3 дБ / км
850 нм: ад 2,3 да 3,4 дБ/км
Страта кропкі зліцця аптычнага валакна: 0,08 дБ / кропка
Кропка зрошчвання валакна 1 кропка / 2 км
Агульныя назоўнікі
1) Паслабленне
Згасанне: страта энергіі пры перадачы святла ў аптычным валакне, одномодовое валакно 1310 нм 0,4 ~ 0,6 дБ / км, 1550 нм 0,2 ~ 0,3 дБ / км; пластыкавае шматмодавае валакно 300 дБ / км
2) Дысперсія
Дысперсія: прапускная здольнасць светлавых імпульсаў павялічваецца пасля праходжання пэўнай адлегласці ўздоўж валакна. Гэта асноўны фактар, які абмяжоўвае хуткасць перадачы.
Міжмодавая дысперсія: сустракаецца толькі ў шматмодавых валокнах, таму што розныя моды святла распаўсюджваюцца па розных шляхах.
Дысперсія матэрыялу: розныя даўжыні хваль святла распаўсюджваюцца з рознымі хуткасцямі.
Хвалеводная дысперсія: гэта адбываецца таму, што светлавая энергія рухаецца з некалькі рознымі хуткасцямі, калі яна праходзіць праз ядро і абалонку. У одномодовом валакне вельмі важна змяняць дысперсію валакна шляхам змены ўнутранай структуры валакна.
Тып валакна
Кропка нулявой дысперсіі G.652 складае каля 1300 нм
Кропка нулявой дысперсіі G.653 складае каля 1550 нм
G.654 валакно з адмоўнай дысперсіяй
G.655 валакно са зрухам дысперсіі
Поўная хваля валакна
3) рассейванне
З-за недасканалай асноўнай структуры святла адбываецца страта светлавой энергіі, і прапусканне святла ў гэты час ужо не мае добрай накіраванасці.
Базавыя веды валаконна-аптычнай сістэмы
Уводзіны ў архітэктуру і функцыі базавай валаконна-аптычнай сістэмы:
1. Перадаючы блок: пераўтварае электрычныя сігналы ў аптычныя;
2. Блок перадачы: носьбіт аптычных сігналаў;
3. Прыёмны блок: прымае аптычныя сігналы і пераўтварае іх у электрычныя;
4. Падключыце прыладу: падключыце аптычнае валакно да крыніцы святла, выяўлення святла і іншых аптычных валокнаў.
Распаўсюджаныя тыпы раздымаў
Тып тарца раздыма
Счэпка
Асноўная функцыя - распаўсюджванне аптычных сігналаў. Важныя прыкладанні ў валаконна-аптычных сетках, асабліва ў лакальных сетках і ў прыладах мультыплексавання з падзелам даўжынь хваль.
асноўная структура
Муфта ўяўляе сабой двухнакіраваную пасіўную прыладу. Асноўныя формы - дрэва і зорка. Сцяжка адпавядае сплітар.
WDM
WDM—Мультыплексар з падзелам даўжыні хвалі перадае некалькі аптычных сігналаў у адным аптычным валакне. Гэтыя аптычныя сігналы маюць розныя частоты і розныя колеры. Мультыплексар WDM злучае некалькі аптычных сігналаў у адно і тое ж аптычнае валакно; демультиплексирующий мультыплексар прызначаны для адрознення некалькіх аптычных сігналаў з аднаго аптычнага валакна.
Мультыплексар з падзелам даўжыні хвалі (легенда)
Вызначэнне імпульсаў у лічбавых сістэмах:
1. Амплітуда: вышыня імпульсу ўяўляе энергію аптычнай магутнасці ў валаконна-аптычнай сістэме.
2. Час нарастання: час, неабходны для павышэння імпульсу ад 10% да 90% ад максімальнай амплітуды.
3. Час падзення: час, неабходны для падзення пульса з 90% да 10% ад амплітуды.
4. Шырыня імпульсу: Шырыня імпульсу ў становішчы амплітуды 50%, выражаная ў часе.
5. Цыкл: удзельны час імпульсу - гэта працоўны час, неабходны для завяршэння цыкла.
6. Каэфіцыент згасання: стаўленне 1 магутнасці сігнальнага святла да 0 магутнасці сігнальнага святла.
Вызначэнне агульных адзінак у валаконна-аптычнай сувязі:
1.dB = 10 log10 (Надуць / Pin)
Дуцца: выхадная магутнасць; Pin: ўваходная магутнасць
2. дБм = 10 log10 (P / 1mw), які з'яўляецца шырока выкарыстоўванай адзінкай у тэхніцы сувязі; звычайна гэта аптычная магутнасць з 1 міліват у якасці эталона;
прыклад:–10dBm азначае, што аптычная магутнасць роўная 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)