Kaunggulan tina komunikasi serat optik:
● kapasitas komunikasi badag
● Jarak relay panjang
● Taya gangguan éléktromagnétik
● Beunghar sumberdaya
● beurat lampu sarta ukuranana leutik
A Sajarah singket Komunikasi optik
Leuwih ti 2000 taun ka tukang, nu lantera-lampu, semaphores
1880, komunikasi optik telepon-nirkabel optik
1970, komunikasi serat optik
● Dina 1966, "Bapa Serat Optik", Dr Gao Yong munggaran ngajukeun pamanggih komunikasi serat optik.
● Dina taun 1970, Lin Yanxiong Bell Yan Institute nyaéta laser semikonduktor anu tiasa dianggo terus-terusan dina suhu kamar.
● Taun 1970, Kapron Corning kaleungitan serat 20dB / km.
● Dina 1977, garis komérsial munggaran Chicago ngeunaan 45Mb / s.
spéktrum éléktromagnétik
Divisi pita komunikasi sareng média transmisi anu cocog
Réfraksi / pantulan sareng pantulan total cahaya
Kusabab cahaya ngarambat béda dina zat anu béda, nalika cahaya dipancarkeun tina hiji zat ka zat séjén, réfraksi jeung réfléksi lumangsung dina panganteur antara dua zat. Leuwih ti éta, sudut cahaya refracted beda-beda jeung sudut cahaya kajadian. Nalika sudut cahaya kajadian ngahontal atawa ngaleuwihan sudut nu tangtu, cahaya refracted bakal ngaleungit, sarta sakabeh cahaya kajadian bakal reflected deui. Ieu mangrupikeun pantulan total cahaya. Bahan anu béda gaduh sudut réfraksi anu béda pikeun panjang gelombang cahaya anu sami (nyaéta, bahan anu béda gaduh indéks réfraksi anu béda), sareng bahan anu sami gaduh sudut réfraksi anu béda pikeun panjang gelombang cahaya anu béda. Komunikasi serat optik dumasar kana prinsip di luhur.
Distribusi Reflectivity: Hiji parameter penting pikeun characterize bahan optik nyaéta indéks réfraktif, nu digambarkeun ku N. Babandingan laju cahaya C dina vakum jeung laju cahaya V dina bahan mangrupa indéks réfraktif bahan.
N = C / V
Indéks réfraktif kaca quartz pikeun komunikasi serat optik nyaeta ngeunaan 1,5.
Struktur serat
Serat bulistir umumna dibagi kana tilu lapisan:
Lapisan kahiji: inti kaca indéks réfraktif luhur puseur (diaméter inti umumna 9-10μm, (mode tunggal) 50 atawa 62,5 (multimode).
Lapisan kadua: tengahna indéks réfraktif low silika kaca cladding (diaméterna umumna 125μm).
Lapisan katilu: pangluarna nyaéta palapis résin pikeun tulangan.
1) inti: indéks réfraktif tinggi, dipaké pikeun ngirimkeun cahaya;
2) palapis cladding: indéks réfraktif low, ngabentuk kaayaan cerminan total kalawan inti;
3) jaket pelindung: Cai mibanda kakuatan tinggi na bisa tahan tabrakan badag ngajaga serat optik.
3mm kabel optik: jeruk, MM, multi-mode; konéng, SM, single-mode
Ukuran serat
Diaméter luar umumna 125um (rata-rata 100um per rambut)
Diaméter jero: mode tunggal 9um; multimode 50 / 62,5um
aperture angka
Henteu sakabéh kajadian cahaya dina beungeut tungtung serat optik bisa dikirimkeun ku serat optik, tapi ngan kajadian lampu dina rentang nu tangtu sudut. Sudut ieu disebut aperture numeris serat. A aperture numeris badag tina serat optik nguntungkeun pikeun docking serat optik. Pabrikan béda gaduh apertures numeris béda.
Jenis serat
Numutkeun mode transmisi cahaya dina serat optik, éta bisa dibagi kana:
Multi-Mode (singketan: MM); Modeu Tunggal (singgetan: SM)
Serat multimode: Inti kaca tengah langkung kandel (50 atanapi 62,5μm) sareng tiasa ngirimkeun cahaya dina sababaraha modeu. Tapi, dispersi antar-modena ageung, anu ngabatesan frékuénsi ngirimkeun sinyal digital, sareng éta bakal langkung serius kalayan jarakna.Salaku conto: serat 600MB / KM ngan ukur bandwidth 300MB dina 2KM. Ku alatan éta, jarak pangiriman serat multi-mode relatif pondok, umumna ngan sababaraha kilométer.
Serat mode tunggal: Inti kaca tengah kawilang ipis (diaméter inti umumna 9 atanapi 10μm), sarta ngan bisa ngirimkeun cahaya dina hiji mode. Kanyataanna, éta jenis hambalan-tipe serat optik, tapi diaméter inti pisan leutik. Dina tiori, ngan ukur cahaya langsung tina jalur rambatan tunggal anu diidinan asup kana serat sareng nyebarkeun lempeng dina inti serat. Pulsa serat boro-boro manjang.Ku alatan éta, dispersi antar-mode na leutik tur cocog pikeun komunikasi jauh, tapi dispersi kromatik na muterkeun hiji peran utama. Ku cara kieu, serat mode tunggal ngagaduhan syarat anu langkung luhur pikeun lebar spéktral sareng stabilitas sumber cahaya, nyaéta, lebar spéktral sempit sareng stabilitasna saé. .
Klasifikasi serat optik
Ku bahan:
Serat kaca: Inti na cladding dijieunna tina kaca, kalawan leungitna leutik, jarak transmisi panjang sarta ongkos tinggi;
Karét-katutupan serat optik silikon: inti kaca jeung cladding nyaeta plastik, nu boga ciri sarupa serat kaca jeung ongkos handap;
Serat optik palastik: Boh inti na cladding nu plastik, kalawan leungitna badag, jarak transmisi pondok, sarta harga low. Biasana dianggo pikeun alat-alat bumi, audio, sareng pangiriman gambar jarak pondok.
Nurutkeun kana jandela frékuénsi transmisi optimal: serat single-mode konvensional sarta dispersi-shifted serat single-mode.
Tipe konvensional: Imah produksi serat optik ngaoptimalkeun frékuénsi transmisi serat optik dina panjang gelombang cahaya tunggal, sapertos 1300nm.
Jinis dispersion-shifted: Produsén serat optik ngaoptimalkeun frékuénsi pangiriman serat dina dua panjang gelombang cahaya, sapertos: 1300nm sareng 1550nm.
Parobahan ngadadak: Indéks réfraktif inti serat kana cladding kaca téh ngadadak. Éta gaduh béaya rendah sareng dispersi antar-mode anu luhur. Cocog jeung komunikasi-speed low jarak pondok, kayaning kontrol industri. Sanajan kitu, serat single-mode ngagunakeun tipe mutasi kusabab dispersi antar-mode leutik.
Serat gradién: indéks réfraktif inti serat kana cladding kaca laun-laun dikirangan, ngamungkinkeun cahaya modeu luhur nyebarkeun dina bentuk sinusoida, anu tiasa ngirangan dispersi antara modeu, ningkatkeun bandwidth serat, sareng ningkatkeun jarak transmisi, tapi biayana serat Mode luhur lolobana serat gradasi.
spésifikasi serat umum
Ukuran serat:
1) Diaméter inti mode tunggal: 9/125μm, 10 / 125μm
2) Diaméter cladding luar (2D) = 125μm
3) Diaméter lapisan luar = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Multimode: 50 / 125μm, standar Éropa; 62.5 / 125μm, standar Amérika
6) Jaringan industri, médis sareng low-speed: 100/140μm, 200 / 230μm
7) Palastik: 98/1000μm, dipaké pikeun kontrol mobil
Atenuasi serat
Faktor utama anu ngabalukarkeun atenuasi serat nyaéta: intrinsik, bending, squeezing, najis, unevenness jeung butt.
Intrinsik: Ieu leungitna alamiah tina serat optik, kaasup: Rayleigh scattering, nyerep intrinsik, jsb.
Bend: Nalika serat dibengkokkeun, cahaya dina bagian serat bakal leungit alatan paburencay, hasilna leungitna.
Squeezing: leungitna disababkeun ku slight bending tina serat nalika squeezed.
Kotoran: Kotoran dina serat optik nyerep sareng nyebarkeun cahaya anu dipancarkeun dina serat, nyababkeun karugian.
Non-seragam: Leungitna disababkeun ku indéks réfraktif henteu rata tina bahan serat.
Docking: Rugi dihasilkeun nalika serat docking, kayaning: sumbu béda (single-mode serat sarat coaxiality kirang ti 0.8μm), beungeut tungtung henteu jejeg sumbu, beungeut tungtung henteu rata, diaméter inti butt teu cocog, sarta kualitas splicing goréng.
Jenis kabel optik
1) Nurutkeun kana métode peletakan: kabel optik overhead timer ngarojong, kabel optik pipa, kabel optik dikubur Armored jeung kabel optik kapal selam.
2) Numutkeun struktur kabel optik, aya: kabel optik tube dibuntel, kabel optik twisted lapisan, kabel optik kedap-tahan, kabel optik pita, kabel optik non-logam jeung kabel optik branchable.
3) Numutkeun tujuanana: kabel optik pikeun komunikasi jarak jauh, kabel optik outdoor pikeun jarak pondok, kabel optik hibrid, sarta kabel optik pikeun wangunan.
Sambungan jeung terminasi kabel optik
Sambungan sareng terminasi kabel optik mangrupikeun kaahlian dasar anu kedah dikuasai ku tanaga pangropéa kabel optik.
Klasifikasi téknologi sambungan serat optik:
1) Téknologi sambungan serat optik sareng téknologi sambungan kabel optik aya dua bagian.
2) Ahir kabel optik téh sarupa jeung sambungan kabel optik, iwal operasi kudu béda alatan bahan konektor béda.
Jenis sambungan serat
Sambungan kabel serat optik umumna bisa dibagi jadi dua kategori:
1) sambungan tetep tina serat optik (ilahar katelah konektor maot). Umumna ngagunakeun serat optik fusi splicer; dipaké pikeun sirah langsung tina kabel optik.
2) Konektor aktip serat optik (umumna katelah konektor live). Paké panyambungna removable (umumna dipikawanoh salaku sambungan leupas). Pikeun jumper serat, sambungan alat, jsb.
Alatan incompleteness tina raray tungtung serat optik sarta non-uniformity tina tekanan dina beungeut tungtung serat optik, leungitna splice tina serat optik ku hiji ngurangan masih kawilang badag, sarta metoda fusi ngurangan sekundér. ayeuna dipaké. Kahiji, preheat jeung ngurangan beungeut tungtung serat, bentuk beungeut tungtung, miceun lebu jeung lebu, sarta nyieun tekanan tungtung serat seragam ku preheating.
Métode pangimeutan pikeun leungitna sambungan serat optik
Aya tilu cara pikeun ngawaskeun leungitna sambungan serat:
1. Monitor on splicer nu.
2. Ngawaskeun sumber cahaya sareng méteran kakuatan optik.
3.Metoda pangukuran OTDR
Métode operasi sambungan serat optik
Operasi sambungan serat optik umumna dibagi kana:
1. Penanganan raray tungtung serat.
2. Pamasangan sambungan serat optik.
3. Splicing tina serat optik.
4. Perlindungan panyambungna serat optik.
5. Aya lima léngkah pikeun baki serat sésana.
Sacara umum, sambungan kabel optik sadayana dilaksanakeun dumasar kana léngkah-léngkah ieu:
Step1: loba panjangna alus, buka jeung strip kabel optik, cabut palapah kabel
Lengkah 2: Ngabersihan sareng cabut témpél ngeusian minyak bumi dina kabel optik.
Hambalan 3: kebat serat.
Lengkah 4: Pariksa jumlah inti serat, laksanakeun papasangan serat, sareng pariksa naha labél warna serat leres.
Lengkah 5: Nguatkeun sambungan haté;
Lengkah 6: Rupa-rupa pasangan garis bantu, kaasup pasangan garis bisnis, pasangan garis kontrol, garis taneuh shielded, jsb (lamun pasangan garis luhur-disebutkeun sadia.
Lengkah 7: Sambungkeun serat.
Lengkah 8: Nangtayungan konektor serat optik;
Lengkah 9: gudang inventory tina serat sésana;
Lengkah 10: Ngalengkepan sambungan tina jaket kabel optik;
Lengkah 11: Perlindungan panyambungna serat optik
Leungitna serat
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3dB / Km
850 nm: 2,3 nepi ka 3,4 dB / Km
Serat optik leungitna titik fusi: 0,08dB / titik
Serat splicing titik 1 titik / 2km
Kecap barang serat umum
1) Atenuasi
Atenuasi: leungitna énergi nalika cahaya dikirimkeun dina serat optik, single-mode serat 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km; serat multimode plastik 300dB / km
2) Dispersi
Dispersi: The rubakpita pulsa cahaya ngaronjat sanggeus iinditan jarak nu tangtu sapanjang serat. Ieu faktor utama ngawatesan laju transmisi.
Dispersi antar-mode: Kajadian ukur dina serat multimode, sabab modus cahaya anu béda-béda ngarambat sapanjang jalur anu béda.
Dispersi bahan: panjang gelombang béda perjalanan cahaya dina speeds béda.
Dispersi Waveguide: Ieu lumangsung alatan énergi cahaya ngarambat dina speeds rada béda nalika ngarambat ngaliwatan inti na cladding. Dina serat single-mode, penting pisan pikeun ngarobah dispersi serat ku cara ngarobah struktur internal serat.
Jenis Serat
G.652 enol titik dispersi nyaeta sabudeureun 1300nm
G.653 enol titik dispersi nyaeta sabudeureun 1550nm
G.654 serat dispersi négatip
G.655 dispersi-bergeser serat
Serat gelombang pinuh
3) paburencay
Kusabab struktur dasar cahaya anu teu sampurna, leungitna énergi cahaya disababkeun, sareng pangiriman cahaya dina waktos ayeuna henteu gaduh directivity anu saé.
Pangetahuan dasar sistem serat optik
Bubuka kana arsitéktur sareng pungsi sistem serat optik dasar:
1. Unit ngirim: ngarobah sinyal listrik kana sinyal optik;
2. Unit transmisi: sedeng mawa sinyal optik;
3. Unit panarima: narima sinyal optik sarta ngarobahna kana sinyal listrik;
4. Sambungkeun alat: sambungkeun serat optik ka sumber cahaya, deteksi lampu sarta serat optik lianna.
Jenis konektor umum
Panyambung tipe beungeut tungtung
Gandeng
Fungsi utama pikeun ngadistribusikaeun sinyal optik. Aplikasi penting aya dina jaringan serat optik, khususna dina jaringan daérah lokal sareng dina alat multiplexing division panjang gelombang.
struktur dasar
Coupler mangrupikeun alat pasip dua arah. Bentuk dasarna nyaéta tangkal sareng béntang. Gandeng pakait jeung splitter.
WDM
WDM—Divisi Panjang gelombang Multiplexer ngirimkeun sababaraha sinyal optik dina hiji serat optik. Sinyal optik ieu gaduh frékuénsi anu béda sareng warna anu béda. Multiplexer WDM nyaéta ngapasangkeun sababaraha sinyal optik kana serat optik anu sami; multiplexer demultiplexing nyaéta pikeun ngabédakeun sababaraha sinyal optik tina hiji serat optik.
Multiplexer Divisi Panjang Gelombang (Legénda)
Definisi pulsa dina sistem digital:
1. Amplitudo: Jangkungna pulsa ngagambarkeun énergi kakuatan optik dina sistem serat optik.
2. Waktos naék: waktos anu diperyogikeun pikeun pulsa naék tina 10% dugi ka 90% tina amplitudo maksimal.
3. Waktos ragrag: waktos diperlukeun pikeun pulsa turun tina 90% nepi ka 10% tina amplitudo.
4. Lebar pulsa: Lebar pulsa dina posisi amplitudo 50%, dinyatakeun dina jangka waktu.
5. Daur: waktos husus pulsa nyaéta waktu gawé diperlukeun pikeun ngalengkepan siklus.
6. Babandingan punah: Babandingan 1 kakuatan lampu sinyal jeung 0 kakuatan lampu sinyal.
Harti unit umum dina komunikasi serat optik:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: kakuatan kaluaran; Pin: kakuatan input
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), nyaéta unit anu loba dipaké dina rékayasa komunikasi; biasana ngagambarkeun kakuatan optik kalayan 1 milliwatt salaku rujukan;
conto:–10dBm hartina kakuatan optik sarua jeung 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)