Virdeeler vun der Glasfaser Kommunikatioun:
● Grouss Kommunikatiounskapazitéit
● Laang Relais Distanz
● Keng elektromagnetesch Stéierungen
● Räich Ressourcen
● Liicht Gewiicht a kleng Gréisst
Eng kuerz Geschicht vun opteschen Kommunikatiounen
Viru méi wéi 2000 Joer hunn d'Beacon-Luuchten, Semaphoren
1880, optesch Telefon-wireless optesch Kommunikatioun
1970, Léngen OPTIC Kommunikatiounen
● Am 1966, "Papp vun Optical Fiber", huet den Dr Gao Yong d'éischt d'Iddi vun der optescher Faserkommunikatioun proposéiert.
● Am Joer 1970 war de Lin Yanxiong vum Bell Yan Institut en Halbleiterlaser deen kontinuéierlech bei Raumtemperatur funktionnéiert.
● Am Joer 1970 huet de Corning's Kapron e Verloscht vun 20dB / km Faser gemaach.
● Am Joer 1977, Chicago éischt kommerziell Linn vun 45Mb / s.
Elektromagnetesche Spektrum
Kommunikatioun Band Divisioun an entspriechend Transmissioun Medien
Refraktioun / Reflexioun an total Reflexioun vum Liicht
Well d'Liicht anescht a verschiddene Substanzen reest, wann d'Liicht vun enger Substanz op déi aner emittéiert gëtt, entstinn Refraktioun a Reflexioun um Interface tëscht deenen zwee Substanzen. Ausserdeem variéiert de Wénkel vum gebrachene Liicht mam Wénkel vum Incident Liicht. Wann de Wénkel vum Zwëschefall e bestëmmte Wénkel erreecht oder iwwerschratt, wäert dat gebrach Liicht verschwannen, an all d'Infallsliicht gëtt zréck reflektéiert. Dëst ass déi total Reflexioun vum Liicht. Verschidde Materialien hu verschidde Refraktiounswinkele fir déiselwecht Wellelängt vum Liicht (dat ass, verschidde Materialien hunn ënnerschiddlech Refraktiounsindexe), an déiselwecht Materialien hu verschidde Refraktiounswinkele fir verschidde Wellelängten vum Liicht. Optesch Faserkommunikatioun baséiert op den uewe genannte Prinzipien.
Reflexivitéitsverdeelung: E wichtege Parameter fir optesch Materialien ze charakteriséieren ass de Brechungsindex, deen duerch N duergestallt gëtt. D'Verhältnis vun der Liichtgeschwindegkeet C am Vakuum zu der Liichtgeschwindegkeet V am Material ass de Brechungsindex vum Material.
N = C/V
De Brechungsindex vu Quarzglas fir optesch Faserkommunikatioun ass ongeféier 1,5.
Fiber Struktur
Fiber blo Faser ass allgemeng an dräi Schichten opgedeelt:
Déi éischt Layer: den Zentrum héich refractive Index Glas Kär (Kär Duerchmiesser ass allgemeng 9-10μm, (Single Modus) 50 oder 62,5 (Multimode).
Déi zweet Schicht: d'Mëtt ass den nidderegen Brechungsindex Silica Glasbekleedung (den Duerchmiesser ass allgemeng 125μm).
Déi drëtt Schicht: déi äusserst ass eng Harzbeschichtung fir d'Verstäerkung.
1) Kär: héije Brechungsindex, benotzt fir Liicht ze vermëttelen;
2) Beschichtungsbeschichtung: nidderegen Brechungsindex, bilden en totalen Reflexiounszoustand mam Kär;
3) Schutzjacket: Et huet héich Kraaft a kann grouss Auswierkunge widderstoen fir d'optesch Faser ze schützen.
3mm opteschen Kabel: orange, MM, Multi-Modus; giel, SM, Single-Modus
Fiber Gréisst
De baussenzegen Duerchmiesser ass allgemeng 125um (Duerchschnëtt 100um pro Hoer)
Bannen Duerchmiesser: Single Modus 9um; multimode 50 / 62.5um
Numeresch Apertur
Net all d'Liicht Tëschefall op d'Enn Gesiicht vun der optescher Faser kann duerch d'optesch Léngen iwwerdroen ginn, mä nëmmen Tëschefall Liicht an engem bestëmmte Beräich vun Engelen. Dëse Wénkel gëtt d'numeresch Apertur vun der Faser genannt. Eng méi grouss numeresch Ouverture vun der optescher Faser ass avantagéis fir den Docking vun der optescher Faser. Verschidde Hiersteller hunn verschidden numeresch Aperturen.
Typ vu Faser
Geméiss dem Iwwerdroungsmodus vum Liicht an der optescher Faser kann et opgedeelt ginn:
Multi-Modus (Ofkierzung: MM); Single-Modus (Ofkierzung: SM)
Multimode Faser: Den zentrale Glaskär ass méi déck (50 oder 62,5μm) a ka Liicht a verschidde Modi iwwerdroen. Wéi och ëmmer, seng Inter-Modus Dispersioun ass grouss, wat d'Frequenz vun der Iwwerdroung vun digitale Signaler limitéiert, an et wäert méi eescht ginn mat der Erhéijung vun der Distanz.Zum Beispill: 600MB / KM Glasfaser huet nëmmen 300MB Bandbreedung bei 2KM. Dofir ass d'Transmissiounsdistanz vu Multi-Modusfaser relativ kuerz, allgemeng nëmmen e puer Kilometer.
Single-Modus Faser: Den Zentrum Glas Kär ass relativ dënn (Kär Duerchmiesser ass allgemeng 9 oder 10μm), a kann nëmmen Liicht an engem Modus iwwerdroen. Tatsächlech ass et eng Aart vu Schrëtt-Typ optesch Faser, awer de Kärdurchmiesser ass ganz kleng. An der Theorie ass nëmmen dat direkt Liicht vun engem eenzegen Ausbreedungswee erlaabt an d'Faser anzegoen an direkt an de Faserkär ze propagéieren. De Faserpuls gëtt kaum gestreckt.Dofir ass seng Inter-Modus Dispersioun kleng a gëeegent fir Fernkommunikatioun, awer seng chromatesch Dispersioun spillt eng grouss Roll. Op dës Manéier huet Single-Modusfaser méi héich Ufuerderunge fir d'Spektralbreet an d'Stabilitéit vun der Liichtquell, dat heescht d'Spektralbreet ass schmuel an d'Stabilitéit ass gutt. .
Klassifikatioun vun opteschen Faseren
No Material:
Glasfaser: De Kär an d'Verkleedung sinn aus Glas, mat klenge Verloscht, laang Transmissiounsdistanz an héich Käschten;
Gummi-bedeckt Silicium-optesch Faser: de Kär ass Glas an d'Verkleedung ass Plastik, déi ähnlech Charakteristiken wéi Glasfaser a méi niddreg Käschten huet;
Plastiksoptesch Faser: Souwuel de Kär wéi och d'Verkleedung si Plastik, mat grousse Verloscht, kuerzer Iwwerdroungsdistanz, a nidderege Präis. Meeschtens benotzt fir Hausgeräter, Audio, a Kuerzdistanzbildiwwerdroung.
No der optimaler Transmissioun Frequenz Fënster: konventionell Single-Modus Léngen an Dispersioun-verréckelt Single-Modus Léngen.
Konventionell Typ: D'optesch Faserproduktiounshaus optiméiert d'optesch Faseriwwerdroungsfrequenz op enger eenzeger Wellelängt vum Liicht, sou wéi 1300nm.
Dispersion-verréckelt Typ: De Glasfaserproduzent optiméiert d'Faseriwwerdroungsfrequenz op zwou Wellelängten vum Liicht, wéi: 1300nm an 1550nm.
Abrupt Ännerung: De Brechungsindex vum Faserkär an d'Glasbekleedung ass abrupt. Et huet niddereg Käschten an héich Inter-Modus Dispersioun. Gëeegent fir kuerz-Distanz niddereg-Vitesse Kommunikatioun, wéi industriell Kontroll. Wéi och ëmmer, Single-Modus Faser benotzt eng Mutatiounstyp wéinst der klenger Inter-Modus Dispersioun.
Gradientfaser: de Brechungsindex vum Glasfaserkär op d'Glasbekleedung gëtt graduell reduzéiert, wat et erlaabt High-Modus Liicht an enger sinusformer Form ze propagéieren, wat d'Dispersioun tëscht Modi reduzéiere kann, d'Faserbandbreedung erhéijen an d'Transmissiounsdistanz erhéijen, awer d'Käschte sinn méi héije Modusfaser ass meeschtens gradéiert Faser.
Gemeinsam Faser Spezifikatioune
Fiber Gréisst:
1) Eenmodus Kär Duerchmiesser: 9/125μm, 10/125μm
2) Baussenzegen Duerchmiesser (2D) = 125μm
3) Baussenzegen Duerchmiesser = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Multimode: 50/125μm, europäesch Norm; 62,5 / 125μm, amerikanesch Norm
6) Industriell, medizinesch a Low-Speed-Netzwierker: 100/140μm, 200/230μm
7) Plastik: 98/1000μm, fir Autoskontroll benotzt
Fiber Dämpfung
D'Haaptfaktoren, déi Faser Dämpfung verursaachen, sinn: Intrinsesch, Béie, Quetschen, Gëftstoffer, Ongläichheet an Hënneschten.
Intrinsesch: Et ass den inherente Verloscht vun der optescher Faser, dorënner: Rayleigh-Streuung, intrinsesch Absorptioun, etc.
Biegen: Wann d'Faser gebéit ass, gëtt d'Liicht an en Deel vun der Faser verluer wéinst der Streuung, wat zu Verloscht resultéiert.
Quetschen: Verloscht verursaacht duerch liicht Béie vun der Faser wann se gepresst gëtt.
Gëftstoffer: Gëftstoffer an enger optescher Faser absorbéieren a verdeelen d'Liicht, dat an der Faser iwwerdroe gëtt, a verursaache Verloschter.
Net-uniform: De Verloscht verursaacht duerch den ongläiche Brechungsindex vum Fasermaterial.
Docking: Verloscht generéiert wärend der Faser Docking, sou wéi: verschidden Achsen (Eenzelmodus Faserkoaxialitéit Fuerderung ass manner wéi 0,8μm), d'Ennfläch ass net senkrecht op d'Achs, d'Ennfläch ass ongläich, den Hënneschten Kär Duerchmiesser passt net, an d'Splicequalitéit ass schlecht.
Typ vun opteschen Kabel
1) No de leeën Methoden: Self-Ënnerstëtzung overhead optesch Kabelen, Pipeline optesch Kabelen, gepanzert begruewe optesch Kabelen an U-Boot optesch Kabelen.
2) No der Struktur vum opteschen Kabel, ginn et: gebündelte Rouer opteschen Kabel, Layer verdreift opteschen Kabel, enk-Hold opteschen Kabel, Band opteschen Kabel, Net-Metal opteschen Kabel an branchable opteschen Kabel.
3) No dem Zweck: optesch Kabelen fir laang-Distanz Kommunikatioun, Outdoor optesch Kabelen fir kuerz-Distanz, Hybrid optesch Kabelen, an optesch Kabelen fir Gebaier.
Verbindung an Enn vun opteschen Kabelen
D'Verbindung an d'Kënnegung vun opteschen Kabelen sinn d'Basisfäegkeeten, déi d'Optesch Kabelenhaltungspersonal musse beherrschen.
Klassifikatioun vun opteschen Faserverbindungstechnologie:
1) D'Verbindungstechnologie vun opteschen Glasfaser an d'Verbindungstechnologie vum optesche Kabel sinn zwee Deeler.
2) D'Enn vum optesche Kabel ass ähnlech wéi d'Verbindung vum opteschen Kabel, ausser datt d'Operatioun anescht ass wéinst de verschiddene Steckermaterialien.
Typ vun Léngen Verbindung
Glasfaserkabelverbindung kann allgemeng an zwou Kategorien opgedeelt ginn:
1) Fixed Verbindung vun optescher Faser (allgemeng bekannt als Doude Connector). Generell benotzen optesch Léngen Fusioun splicer; benotzt fir den direkten Kapp vun opteschen Kabel.
2) Den aktive Connector vun der optescher Faser (allgemeng bekannt als de Live Connector). Benotzt eraushuelbare Stecker (allgemeng bekannt als loose Gelenker). Fir Faser Jumper, Ausrüstung Verbindung, etc.
Wéinst der Onvollstännegkeet vum Enn Gesiicht vun der optescher Faser an der Net-Uniformitéit vum Drock op der Endfläch vun der optescher Faser ass de Splitsverloscht vun der optescher Faser duerch eng Entladung nach ëmmer relativ grouss, an déi sekundär Entladungsfusiounsmethod gëtt elo benotzt. Als éischt, virhëtzt an entlooss d'Enngesicht vun der Faser, formt d'Enngesicht, entfernt Stëbs an Dreck, a mécht den Enndrock vun der Faser eenheetlech duerch Virhëtzen.
Iwwerwachung Method fir opteschen Léngen Verbindung Verloscht
Et ginn dräi Methoden fir d'Faserverbindungsverloscht ze iwwerwaachen:
1. Monitor op der splicer.
2. Iwwerwaachung vu Liichtquell an opteschen Kraaftmeter.
3.OTDR Mooss Method
Operatioun Method vun opteschen Léngen Verbindung
Optesch Faserverbindungsoperatioune ginn allgemeng opgedeelt an:
1. Ëmgank mat Léngen Enn Gesiichter.
2. Verbindung Installatioun vun opteschen Léngen.
3. Splicing vun opteschen Faser.
4. Schutz vun opteschen Glasfaserverbindungen.
5. Et gi fënnef Schrëtt fir de Rescht Faser Schacht.
Allgemeng gëtt d'Verbindung vum ganzen opteschen Kabel no de folgende Schrëtt gemaach:
Schrëtt 1: vill gutt Längt, oppen a Sträif den opteschen Kabel, ewechzehuelen de Kabel Mantel
Schrëtt 2: Botzen an ewechzehuelen der Petrol Fëllung Paste am opteschen Kabel.
Schrëtt 3: Bündelt d'Faser.
Schrëtt 4: Kontrolléiert d'Zuel vun de Faserkären, maacht d'Faserpaarung a kontrolléiert ob d'Faserfaarfetiketten richteg sinn.
Schrëtt 5: Häerzverbindung stäerken;
Schrëtt 6: Verschidden Hëllefslinn Puer, dorënner Affär Linn Puer, Kontroll Linn Puer, shielded Buedem Linnen, etc.. (wann der uewen-ernimmt Linn Puer sinn sinn.
Schrëtt 7: Connect der Léngen.
Schrëtt 8: Schützt den opteschen Glasfaserverbindung;
Schrëtt 9: d'Inventarlagerung vun de verbleiwen Faser;
Schrëtt 10: Komplett d'Verbindung vun der opteschen Kabeljacket;
Schrëtt 11: Schutz vun Léngen OPTIC kommentéieren
Fiber Verloscht
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB/Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB/Km
850 nm: 2,3 bis 3,4 dB/Km
Optesch Léngen Fusioun Punkt Verloscht: 0,08dB / Punkt
Faser Schnëttpunkt 1 Punkt / 2 km
Allgemeng Faser Substantiver
1) Dämpfung
Attenuation: Energieverloscht wann d'Liicht an der optescher Faser iwwerdroe gëtt, Single-Modusfaser 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km; Plastik multimode Léngen 300dB / km
2) Dispersioun
Dispersioun: D'Bandbreedung vu Liichtimpulsen gëtt erhéicht nodeems se eng gewëssen Distanz laanscht d'Faser gereest hunn. Et ass den Haaptfaktor deen d'Transmissiounsquote limitéiert.
Inter-Modus Dispersioun: geschitt nëmmen a Multimode Faseren, well verschidde Liichtmodi laanscht verschidde Weeër reesen.
Material Dispersioun: Verschidde Wellelängten vum Liicht reesen mat verschiddene Geschwindegkeeten.
Waveguide Dispersioun: Dëst geschitt well d'Liichtenergie mat liicht ënnerschiddleche Geschwindegkeete reest wéi se duerch de Kär an d'Verkleedung reest. An Single-Modus Faser ass et ganz wichteg d'Dispersioun vun der Faser z'änneren andeems d'intern Struktur vun der Faser geännert gëtt.
Fiber Typ
G.652 Null Dispersioun Punkt ass ronderëm 1300nm
G.653 Null Dispersioun Punkt ass ronderëm 1550nm
G.654 negativ Dispersioun Léngen
G.655 Dispersioun-verréckelt Léngen
Voll Wellefaser
3) Streuung
Wéinst der onvollstänneger Basisstruktur vum Liicht gëtt de Verloscht vun der Liichtenergie verursaacht, an d'Iwwerdroung vum Liicht zu dëser Zäit huet keng gutt Direktivitéit méi.
Basis Kenntnisser vun Léngen OPTIC System
Aféierung an d'Architektur an d'Funktioune vun engem Basisfasersystem:
1. Sende Eenheet: konvertéiert elektresch Signaler an optesch Signaler;
2. Transmissioun Eenheet: e mëttel- Droen optesch Signaler;
3. Empfangsunitéit: kritt optesch Signaler a konvertéiert se an elektresch Signaler;
4. Connect den Apparat: verbënnt d'optesch Faser an d'Liichtquell, d'Liichterkennung an aner optesch Faseren.
Gemeinsam Connector Typen
Connector Enn Gesiicht Typ
Koppler
D'Haaptfunktioun ass optesch Signaler ze verdeelen. Wichteg Uwendungen sinn an opteschen Glasfasernetzwierker, besonnesch a lokalen Netzwierker an a Wellelängt Divisioun Multiplexing Geräter.
Basis Struktur
De Koppeler ass e bidirektionalen passiven Apparat. D'Basisforme sinn Bam a Stär. De Kuppler entsprécht dem Splitter.
WDM
WDM-Wellelängt Divisioun Multiplexer iwwerdréit verschidde optesch Signaler an enger optescher Faser. Dës optesch Signaler hu verschidde Frequenzen a verschidde Faarwen. De WDM Multiplexer ass fir verschidde optesch Signaler an déiselwecht optesch Faser ze koppelen; den Demultiplexing Multiplexer ass fir verschidde optesch Signaler vun enger optescher Faser z'ënnerscheeden.
Wavelength Division Multiplexer (Legend)
Definitioun vu Impulser an digitale Systemer:
1. Amplitude: D'Héicht vum Puls representéiert d'optesch Kraaftenergie am Glasfasersystem.
2. Opstiegszäit: d'Zäit déi néideg ass fir de Puls vun 10% op 90% vun der maximaler Amplitude eropzesetzen.
3. Fallzäit: d'Zäit déi néideg ass fir de Puls vun 90% op 10% vun der Amplitude ze falen.
4. Puls Breet: D'Breet vum Puls an der 50% Amplitude Positioun, ausgedréckt an der Zäit.
5. Zyklus: Pulsspezifesch Zäit ass d'Aarbechtszäit déi néideg ass fir en Zyklus ofzeschléissen.
6. Ausstierwen Verhältnis: D'Verhältnis vun 1 Signal Liichtjoer Muecht ze 0 Signal Liichtjoer Muecht.
Definitioun vu gemeinsamen Eenheeten an der optescher Faserkommunikatioun:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: Ausgangskraaft; Pin: Input Muecht
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), wat eng wäit benotzt Eenheet am Kommunikatiounstechnik ass; et representéiert normalerweis d'optesch Kraaft mat 1 Milliwatt als Referenz;
Beispill:-10dBm heescht datt d'optesch Kraaft gläich ass wéi 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)