Mga bentaha sa komunikasyon sa fiber optic:
● Dako nga kapasidad sa komunikasyon
● Taas nga distansya sa relay
● Walay electromagnetic interference
● Dagaya nga kahinguhaan
● Gaan ang timbang ug gamay nga gidak-on
Usa ka Mubo nga Kasaysayan sa Optical Communications
Kapin sa 2000 ka tuig na ang milabay, ang beacon-mga suga, semaphores
1880, optical telephone-wireless optical communication
1970, fiber optic nga komunikasyon
● Sa 1966, “Amahan sa Optical Fiber”, si Dr. Gao Yong unang misugyot sa ideya sa optical fiber communication.
● Niadtong 1970, ang Lin Yanxiong sa Bell Yan Institute maoy semiconductor laser nga makalihok kanunay sa temperatura sa lawak.
● Niadtong 1970, ang Kapron ni Corning nawad-an ug 20dB/km nga lanot.
● Niadtong 1977, ang unang komersyal nga linya sa Chicago nga 45Mb / s.
Electromagnetic spectrum
Communication band division ug katugbang nga transmission media
Refraction / pagpamalandong ug kinatibuk-ang pagpamalandong sa kahayag
Tungod kay lahi ang pagbiyahe sa kahayag sa lainlaing mga substansiya, kung ang kahayag mabuga gikan sa usa ka substansiya ngadto sa lain, ang repraksyon ug pagpamalandong mahitabo sa interface tali sa duha ka substansiya. Dugang pa, ang anggulo sa refracted nga kahayag magkalahi sa anggulo sa insidente nga kahayag. Kung ang anggulo sa kahayag sa insidente moabot o molapas sa usa ka piho nga anggulo, ang refracted nga kahayag mawala, ug ang tanan nga insidente nga kahayag makita balik. Kini ang kinatibuk-ang pagpamalandong sa kahayag. Ang lainlaing mga materyales adunay lainlaing mga anggulo sa refraction alang sa parehas nga wavelength sa kahayag (nga mao, ang lainlaing mga materyales adunay lainlaing mga indeks sa refraction), ug ang parehas nga mga materyales adunay lainlaing mga anggulo sa refraction alang sa lainlaing mga wavelength sa kahayag. Ang komunikasyon sa optical fiber gibase sa mga prinsipyo sa ibabaw.
Pag-apod-apod sa pagpalandong: Ang usa ka importante nga parametro sa pag-ila sa mga optical nga materyales mao ang refractive index, nga girepresentahan sa N. Ang ratio sa gikusgon sa kahayag C sa vacuum ngadto sa gikusgon sa kahayag V sa materyal mao ang refractive index sa materyal.
N = C / V
Ang refractive index sa quartz nga bildo alang sa komunikasyon sa optical fiber mga 1.5.
Estruktura sa fiber
Fiber hubo fiber kasagaran gibahin ngadto sa tulo ka mga sapaw:
Ang unang layer: ang sentro nga taas nga refractive index glass core (kinauyokan diametro mao ang kasagaran 9-10μm, (single mode) 50 o 62.5 (multimode).
Ang ikaduha nga layer: ang tunga mao ang ubos nga refractive index silica glass cladding (ang diametro kasagaran 125μm).
Ang ikatulo nga layer: ang labing gawas mao ang usa ka resin coating alang sa reinforcement.
1) kinauyokan: taas nga refractive index, gigamit sa pagpasa sa kahayag;
2) Cladding coating: ubos nga refractive index, nga nagporma sa kinatibuk-ang kondisyon sa pagpamalandong nga adunay kinauyokan;
3) Protective jacket: Kini adunay taas nga kusog ug makasugakod sa dagkong mga epekto aron mapanalipdan ang optical fiber.
3mm optical cable: orange, MM, multi-mode; yellow, SM, single-mode
Gidak-on sa fiber
Ang gawas nga diametro kasagaran 125um (aberids nga 100um kada buhok)
Inner diameter: single mode 9um; multimode 50 / 62.5um
Numerical aperture
Dili tanan nga kahayag nga insidente sa katapusan nga nawong sa optical fiber mahimong mapasa pinaagi sa optical fiber, apan lamang insidente kahayag sa sulod sa usa ka lain-laing mga anggulo. Kini nga anggulo gitawag nga numerical aperture sa fiber. Ang mas dako nga numerical aperture sa optical fiber mapuslanon alang sa docking sa optical fiber. Ang lainlaing mga tiggama adunay lainlaing mga aperture sa numero.
Uri sa fiber
Sumala sa transmission mode sa kahayag sa optical fiber, kini mahimong bahinon ngadto sa:
Multi-Mode (minubo: MM); Single-Mode (minubo: SM)
Multimode fiber: Ang sentro nga glass core mas baga (50 o 62.5μm) ug makapasa sa kahayag sa daghang mga paagi. Bisan pa, ang inter-mode nga pagkatibulaag dako, nga naglimite sa kasubsob sa pagpasa sa mga digital nga signal, ug kini mahimong labi ka seryoso sa pagtaas sa distansya.Pananglitan: 600MB / KM fiber adunay 300MB bandwidth lamang sa 2KM. Busa, ang transmission gilay-on sa multi-mode fiber mao ang medyo mubo, kasagaran lamang sa pipila ka kilometro.
Single-mode fiber: Ang sentro nga bildo nga core medyo nipis (ang core diameter kasagaran 9 o 10μm), ug makapasa lang sa kahayag sa usa ka mode. Sa pagkatinuod, kini usa ka matang sa step-type nga optical fiber, apan ang core diameter gamay ra kaayo. Sa teorya, ang direkta nga kahayag sa usa ka agianan sa pagpasanay ang gitugotan nga mosulod sa lanot ug mokaylap nga diretso sa sulud sa fiber. Ang pulso sa fiber halos dili ma-stretch.Busa, ang inter-mode dispersion niini gamay ug angay alang sa hilit nga komunikasyon, apan ang chromatic dispersion niini adunay dakong papel. Niining paagiha, ang single-mode fiber adunay mas taas nga mga kinahanglanon alang sa spectral width ug stability sa light source, nga mao, ang spectral width hiktin ug ang kalig-on maayo. .
Klasipikasyon sa mga optical fiber
Pinaagi sa materyal:
Glass fiber: Ang kinauyokan ug cladding gihimo sa bildo, nga adunay gamay nga pagkawala, taas nga gilay-on sa transmission ug taas nga gasto;
Gitabonan sa goma nga silicon optical fiber: ang kinauyokan mao ang bildo ug ang cladding mao ang plastik, nga adunay susama nga mga kinaiya sa bildo fiber ug ubos nga gasto;
Plastic optical fiber: Ang kinauyokan ug ang cladding mga plastik, nga adunay dako nga pagkawala, mubo nga transmission nga gilay-on, ug ubos nga presyo. Kasagaran gigamit alang sa mga gamit sa balay, audio, ug mubo nga distansya nga pagpasa sa imahe.
Sumala sa kamalaumon nga transmission frequency window: conventional single-mode fiber ug dispersion-shifted single-mode fiber.
Kombensyonal nga tipo: Ang balay sa produksiyon sa optical fiber nag-optimize sa frequency sa transmission sa optical fiber sa usa ka wavelength sa kahayag, sama sa 1300nm.
Dispersion-shifted type: Ang fiber optics producer nag-optimize sa fiber transmission frequency sa duha ka wavelength sa kahayag, sama sa: 1300nm ug 1550nm.
Kalit nga pagbag-o: Ang refractive index sa fiber core ngadto sa glass cladding kalit. Kini adunay ubos nga gasto ug taas nga inter-mode dispersion. Angayan alang sa mubo nga distansya nga low-speed nga komunikasyon, sama sa pagkontrol sa industriya. Bisan pa, ang single-mode fiber naggamit ug mutation type tungod sa gamay nga inter-mode dispersion.
Gradient fiber: ang refractive index sa fiber core ngadto sa glass cladding anam-anam nga pagkunhod, nga nagtugot sa high-mode nga kahayag nga mokaylap sa usa ka sinusoidal nga porma, nga makapakunhod sa pagkatibulaag tali sa mga mode, makadugang sa fiber bandwidth, ug makadugang sa transmission distance, apan ang gasto mao ang mas taas nga Mode fiber kasagaran graded fiber.
Kasagaran nga mga detalye sa fiber
Gidak-on sa fiber:
1) Single mode core diametro: 9/125μm, 10 / 125μm
2) Outer cladding diameter (2D) = 125μm
3) Outer coating diametro = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Multimode: 50 / 125μm, European nga sumbanan; 62.5 / 125μm, American standard
6) Industrial, medikal ug ubos nga tulin nga mga network: 100 / 140μm, 200 / 230μm
7) Plastic: 98 / 1000μm, gigamit alang sa pagkontrol sa awto
Pagpaubos sa fiber
Ang nag-unang mga hinungdan nga hinungdan sa fiber attenuation mao ang: intrinsic, bending, squeezing, impurities, unevenness ug butt.
Intrinsic: Kini ang kinaiyanhon nga pagkawala sa optical fiber, lakip ang: Rayleigh scattering, intrinsic absorption, etc.
Bend: Kung ang lanot mabawog, ang kahayag sa bahin sa lanot mawala tungod sa pagkatag, nga moresulta sa pagkawala.
Pagpislit: pagkawala tungod sa gamay nga pagduko sa lanot kung kini gipislit.
Mga hugaw: Ang mga hugaw sa usa ka optical fiber mosuhop ug magsabwag sa kahayag nga gipasa sa lanot, hinungdan sa pagkawala.
Non-uniporme: Ang pagkawala tungod sa dili patas nga refractive index sa fiber nga materyal.
Docking: Pagkawala nga namugna sa panahon sa fiber docking, sama sa: lain-laing mga axes (single-mode fiber coaxiality kinahanglanon mao ang ubos pa kay sa 0.8μm), ang katapusan nga nawong dili tul-id sa axis, ang katapusan nga nawong dili patas, ang butt core diameter dili magkatugma, ug ang kalidad sa splicing dili maayo.
Matang sa optical cable
1) Sumala sa mga pamaagi sa pagbutang: self-supporting overhead optical cables, pipeline optical cables, armored lubong optical cables ug submarine optical cables.
2) Sumala sa istruktura sa optical cable, adunay: bundled tube optical cable, layer twisted optical cable, tight-hold optical cable, ribbon optical cable, non-metal optical cable ug branchable optical cable.
3) Sumala sa katuyoan: optical cables alang sa long-distance communication, outdoor optical cables para sa short-distance, hybrid optical cables, ug optical cables para sa mga building.
Koneksyon ug pagtapos sa mga optical cable
Ang koneksyon ug pagtapos sa mga optical cable mao ang sukaranan nga kahanas nga kinahanglan hawod sa mga personnel sa maintenance sa optical cable.
Klasipikasyon sa teknolohiya sa koneksyon sa optical fiber:
1) Ang teknolohiya sa koneksyon sa optical fiber ug ang teknolohiya sa koneksyon sa optical cable duha ka bahin.
2) Ang katapusan sa optical cable susama sa koneksyon sa optical cable, gawas nga ang operasyon kinahanglan nga lahi tungod sa lain-laing mga connector nga mga materyales.
Uri sa koneksyon sa fiber
Ang koneksyon sa fiber optic cable kasagarang bahinon sa duha ka kategorya:
1) Fixed koneksyon sa optical fiber (kasagaran nailhan nga patay connector). Kasagaran naggamit optical fiber fusion splicer; gigamit alang sa direkta nga ulo sa optical cable.
2) Ang aktibong connector sa optical fiber (kasagaran nailhan nga live connector). Gamita ang matangtang nga mga sumpay (kasagarang nailhan nga loose joints). Alang sa fiber jumper, koneksyon sa kagamitan, ug uban pa.
Tungod sa pagkadili kompleto sa katapusan nga nawong sa optical fiber ug ang dili pagkaparehas sa presyur sa katapusan nga nawong sa optical fiber, ang pagkawala sa splice sa optical fiber pinaagi sa usa ka pag-discharge medyo dako pa, ug ang ikaduha nga pamaagi sa pag-discharge fusion. gigamit na karon. Una, preheat ug i-discharge ang katapusan nga nawong sa fiber, pormaha ang katapusan nga nawong, kuhaa ang abug ug mga tinumpag, ug himoa ang katapusan nga presyur sa fiber uniporme pinaagi sa preheating.
Pamaagi sa pag-monitor alang sa pagkawala sa koneksyon sa optical fiber
Adunay tulo ka mga pamaagi sa pagmonitor sa pagkawala sa koneksyon sa fiber:
1. Monitor sa splicer.
2. Pag-monitor sa tinubdan sa kahayag ug optical power meter.
3.Paagi sa pagsukod sa OTDR
Pamaagi sa operasyon sa koneksyon sa optical fiber
Ang mga operasyon sa koneksyon sa optical fiber kasagaran gibahin sa:
1. Pagdumala sa fiber end faces.
2. Pag-instalar sa koneksyon sa optical fiber.
3. Pagdugtong sa optical fiber.
4. Pagpanalipod sa optical fiber connectors.
5. Adunay lima ka mga lakang alang sa nahabilin nga fiber tray.
Kasagaran, ang koneksyon sa tibuok optical cable gihimo sumala sa mosunod nga mga lakang:
Step1: daghang maayo nga gitas-on, ablihi ug huboon ang optical cable, kuhaa ang sakoban sa kable
Lakang 2: Limpyohi ug kuhaa ang petroleum filling paste sa optical cable.
Lakang 3: I-bundle ang fiber.
Lakang 4: Susiha ang gidaghanon sa mga fiber cores, ipahigayon ang fiber pairing, ug susiha kung husto ba ang mga label sa kolor sa fiber.
Lakang 5: Palig-ona ang koneksyon sa kasingkasing;
Lakang 6: Nagkalainlain nga auxiliary line pairs, lakip ang business line pairs, control line pairs, shielded ground lines, ug uban pa (kung ang gihisgutan sa ibabaw nga line pairs anaa.
Lakang 7: Ikonektar ang fiber.
Lakang 8: Panalipdi ang optical fiber connector;
Lakang 9: ang pagtipig sa imbentaryo sa nahabilin nga fiber;
Lakang 10: Kompletoha ang koneksyon sa optical cable jacket;
Lakang 11: Proteksyon sa fiber optic connectors
Pagkawala sa fiber
1310 nm: 0.35 ~ 0.5 dB / Km
1550 nm: 0.2 ~ 0.3dB / Km
850 nm: 2.3 hangtod 3.4 dB / Km
Optical fiber fusion point pagkawala: 0.08dB / punto
Fiber splicing punto 1 punto / 2km
Common fiber nouns
1) Pagpahilum
Attenuation: pagkawala sa enerhiya kon ang kahayag gipasa sa optical fiber, single-mode fiber 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km; plastik nga multimode fiber 300dB / km
2) Pagkatibulaag
Pagkatibulaag: Ang bandwidth sa mga light pulse nadugangan pagkahuman sa pagbiyahe sa usa ka piho nga gilay-on ubay sa lanot. Kini ang panguna nga hinungdan nga naglimite sa rate sa transmission.
Inter-mode dispersion: Mahitabo lamang sa multimode fibers, tungod kay lain-laing mga mode sa kahayag mobiyahe subay sa lain-laing mga dalan.
Pagkatibulaag sa materyal: Nagkalainlain nga mga wavelength sa kahayag nga nagbiyahe sa lainlaing katulin.
Waveguide dispersion: Kini mahitabo tungod kay ang kahayag nga enerhiya mobiyahe sa gamay nga lain-laing mga katulin samtang kini moagi sa kinauyokan ug cladding. Sa single-mode fiber, importante kaayo nga usbon ang dispersion sa fiber pinaagi sa pag-usab sa internal structure sa fiber.
Uri sa Fiber
Ang G.652 nga zero dispersion point anaa sa palibot sa 1300nm
Ang G.653 nga zero dispersion point anaa sa palibot sa 1550nm
G.654 negatibo nga pagkatibulaag lanot
G.655 dispersion-shifted fiber
Bug-os nga wave fiber
3) pagsabwag
Tungod sa dili hingpit nga sukaranan nga istruktura sa kahayag, ang pagkawala sa enerhiya sa kahayag gipahinabo, ug ang pagpasa sa kahayag niining panahona wala nay maayong pagkadirekta.
Panguna nga kahibalo sa fiber optic system
Pasiuna sa arkitektura ug mga gimbuhaton sa usa ka sukaranan nga sistema sa fiber optic:
1. Sending unit: nag-convert sa electrical signal ngadto sa optical signal;
2. Transmission unit: usa ka medium nga nagdala og optical signal;
3. Receiving unit: makadawat ug optical signal ug i-convert kini ngadto sa electrical signal;
4. Ikonektar ang device: ikonektar ang optical fiber sa light source, light detection ug uban pang optical fibers.
Kasagaran nga mga tipo sa konektor
Uri sa nawong sa katapusan sa konektor
Coupler
Ang panguna nga gimbuhaton mao ang pag-apod-apod sa mga optical signal. Ang importante nga mga aplikasyon anaa sa mga optical fiber network, ilabina sa mga local area network ug sa wavelength division multiplexing device.
batakang istruktura
Ang coupler usa ka bidirectional passive device. Ang sukaranan nga mga porma mao ang kahoy ug bituon. Ang coupler katumbas sa splitter.
WDM
WDM—Ang Wavelength Division Multiplexer nagpadala sa daghang mga optical signal sa usa ka optical fiber. Kini nga mga optical signal adunay lain-laing mga frequency ug lain-laing mga kolor. Ang WDM multiplexer mao ang pagpares sa daghang optical signal ngadto sa samang optical fiber; ang demultiplexing multiplexer mao ang pag-ila sa daghang optical signal gikan sa usa ka optical fiber.
Wavelength Division Multiplexer (Leyenda)
Kahulugan sa mga pulso sa digital nga mga sistema:
1. Amplitude: Ang gitas-on sa pulso nagrepresentar sa optical power energy sa fiber optic system.
2. Panahon sa pagsaka: ang oras nga gikinahanglan alang sa pagsaka sa pulso gikan sa 10% ngadto sa 90% sa pinakataas nga amplitude.
3. Panahon sa pagkapukan: ang panahon nga gikinahanglan alang sa pulso nga mahulog gikan sa 90% ngadto sa 10% sa amplitude.
4. Pulse gilapdon: Ang gilapdon sa pulso sa 50% amplitude nga posisyon, gipahayag sa panahon.
5. Siklo: ang piho nga oras sa pulso mao ang oras sa pagtrabaho nga gikinahanglan aron makompleto ang usa ka siklo.
6. Extinction ratio: Ang ratio sa 1 signal light power ngadto sa 0 signal light power.
Kahubitan sa komon nga mga yunit sa optical fiber komunikasyon:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: gahum sa output; Pin: gahum sa pag-input
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), nga kaylap nga gigamit nga yunit sa komunikasyon engineering; kasagaran kini nagrepresentar sa optical power nga adunay 1 milliwatt isip reference;
pananglitan:–Ang 10dBm nagpasabot nga ang optical power katumbas sa 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)