Optik tolali aloqaning afzalliklari:
● Katta aloqa imkoniyatlari
● Uzoq o'rni masofasi
● Elektromagnit shovqin yo'q
● Boy resurslar
● Engil vazn va kichik o'lcham
Optik aloqalarning qisqacha tarixi
2000 yildan ortiq vaqt oldin mayoq-chiroqlar, semaforlar
1880, optik telefon-simsiz optik aloqa
1970 yil, optik tolali aloqa
● 1966 yilda "Optik tolaning otasi" doktor Gao Yong birinchi marta optik tolali aloqa g'oyasini taklif qildi.
● 1970 yilda Bell Yan institutining Lin Yanxiong xona haroratida uzluksiz ishlashi mumkin bo'lgan yarimo'tkazgichli lazer edi.
● 1970 yilda Corning's Kapron 20dB / km tolani yo'qotdi.
● 1977 yilda Chikagoning birinchi tijorat liniyasi 45Mb/s.
Elektromagnit spektr
Aloqa tarmoqli bo'linmasi va mos keladigan uzatish vositalari
Yorug'likning sinishi / aks etishi va to'liq aks etishi
Yorug'lik turli moddalarda turlicha tarqalayotganligi sababli, yorug'lik bir moddadan ikkinchisiga o'tganda, ikki moddaning chegarasida sinishi va aks etishi sodir bo'ladi. Bundan tashqari, singan nurning burchagi tushayotgan yorug'lik burchagiga qarab o'zgaradi. Tushgan yorug'lik burchagi ma'lum bir burchakka yetganda yoki undan oshib ketganda, singan yorug'lik yo'qoladi va barcha tushayotgan yorug'lik orqaga qaytariladi. Bu yorug'likning to'liq aksidir. Turli materiallar yorug'likning bir xil to'lqin uzunligi uchun turli xil sinishi burchaklariga ega (ya'ni, turli materiallar turli xil sinishi ko'rsatkichlariga ega) va bir xil materiallar turli to'lqin uzunliklari uchun turli xil sinishi burchaklariga ega. Optik tolali aloqa yuqoridagi tamoyillarga asoslanadi.
Reflektsiya taqsimoti: Optik materiallarni tavsiflovchi muhim parametr - bu N bilan ifodalanadigan sinishi indeksidir. Vakuumdagi C yorug'lik tezligining materialdagi V yorug'lik tezligiga nisbati materialning sinishi indeksidir.
N = C / V
Optik tolali aloqa uchun kvarts oynasining sinishi indeksi taxminan 1,5 ni tashkil qiladi.
Elyaf tuzilishi
Yalang'och tolali tolalar odatda uchta qatlamga bo'linadi:
Birinchi qatlam: markaziy yuqori sinishi indeksli shisha yadro (yadro diametri odatda 9-10μm, (bitta rejim) 50 yoki 62,5 (ko'p rejimli).
Ikkinchi qatlam: o'rtasi past sinishi indeksli silika shisha qoplamasi (diametri odatda 125 ga teng)μm).
Uchinchi qatlam: eng tashqi - mustahkamlash uchun qatron qoplamasi.
1) yadro: yorug'likni o'tkazish uchun ishlatiladigan yuqori sinishi indeksi;
2) Qoplama qoplamasi: yadro bilan umumiy aks ettirish holatini tashkil etuvchi past sinishi indeksi;
3) Himoya ko'ylagi: U yuqori quvvatga ega va optik tolani himoya qilish uchun katta ta'sirlarga bardosh bera oladi.
3 mm optik kabel: to'q sariq, MM, ko'p rejimli; sariq, SM, bitta rejim
Elyaf hajmi
Tashqi diametri odatda 125um (soch uchun o'rtacha 100um)
Ichki diametri: bitta rejim 9um; ko'p rejimli 50 / 62,5um
Raqamli diafragma
Optik tolaning oxirgi yuzasiga tushgan barcha yorug'lik optik tola orqali uzatilishi mumkin emas, balki faqat ma'lum bir burchak oralig'ida tushadigan yorug'lik. Bu burchak tolaning raqamli teshigi deb ataladi. Optik tolaning kattaroq raqamli diafragma optik tolani ulash uchun foydalidir. Turli ishlab chiqaruvchilar turli xil raqamli diafragmalarga ega.
Elyaf turi
Optik tolada yorug'likni uzatish rejimiga ko'ra, uni quyidagilarga bo'lish mumkin:
Multi-Mode (qisqartma: MM); Yagona rejim (qisqartma: SM)
Ko'p rejimli tolalar: markaziy shisha yadro qalinroq (50 yoki 62,5μm) va yorug'likni bir nechta rejimlarda o'tkazishi mumkin. Biroq, uning rejimlararo dispersiyasi katta, bu raqamli signallarni uzatish chastotasini cheklaydi va masofa ortishi bilan jiddiyroq bo'ladi.Masalan: 600MB / KM tolasi 2KMda atigi 300MB tarmoqli kengligiga ega. Shuning uchun ko'p rejimli tolaning uzatish masofasi nisbatan qisqa, odatda bir necha kilometr.
Yagona rejimli tola: markaziy shisha yadro nisbatan yupqa (yadro diametri odatda 9 yoki 10 ga teng)μm) va yorug'likni faqat bitta rejimda o'tkazishi mumkin. Aslida, bu bosqichli optik tolaning bir turi, ammo yadro diametri juda kichik. Nazariy jihatdan, faqat bitta tarqalish yo'lining to'g'ridan-to'g'ri yorug'ligi tolaga kirib, tolaning yadrosida to'g'ridan-to'g'ri tarqalishiga ruxsat beriladi. Elyaf pulsi zo'rg'a cho'ziladi.Shuning uchun uning rejimlararo dispersiyasi kichik va masofaviy aloqa uchun mos keladi, lekin uning xromatik dispersiyasi katta rol o'ynaydi. Shu tarzda, bir rejimli tolalar yorug'lik manbasining spektral kengligi va barqarorligi uchun yuqori talablarga ega, ya'ni spektral kenglik tor va barqarorlik yaxshi. .
Optik tolalarning tasnifi
Materiallar bo'yicha:
Shisha tolasi: yadro va qoplama shishadan yasalgan, kichik yo'qotish, uzoq uzatish masofasi va yuqori narx;
Kauchuk bilan qoplangan silikon optik tola: yadro shisha va qoplama plastik bo'lib, shisha tolaga o'xshash xususiyatlarga ega va arzonroq;
Plastik optik tola: Yadro ham, qoplama ham plastik bo'lib, katta yo'qotish, qisqa uzatish masofasi va past narxga ega. Ko'pincha maishiy texnika, audio va qisqa masofali tasvirlarni uzatish uchun ishlatiladi.
Optimal uzatish chastotasi oynasiga ko'ra: an'anaviy bir rejimli tola va dispersiyali bir rejimli tola.
An'anaviy turdagi: Optik tolali ishlab chiqarish uyi 1300nm kabi yorug'likning bir to'lqin uzunligida optik tolali uzatish chastotasini optimallashtiradi.
Dispersiya o'zgaruvchan turi: Optik tolali ishlab chiqaruvchi yorug'likning ikkita to'lqin uzunligida tolali uzatish chastotasini optimallashtiradi, masalan: 1300nm va 1550nm.
To'satdan o'zgarish: tolali yadroning shisha qoplamasiga sinishi ko'rsatkichi keskin. U past narxga va yuqori rejimlararo dispersiyaga ega. Sanoat nazorati kabi qisqa masofali past tezlikdagi aloqa uchun javob beradi. Biroq, bir rejimli tolalar kichik rejimlar orasidagi dispersiya tufayli mutatsiya turidan foydalanadi.
Gradient tolasi: shisha qoplamaga tola yadrosining sinishi indeksi asta-sekin kamayadi, bu yuqori rejimli yorug'likning sinusoidal shaklda tarqalishiga imkon beradi, bu rejimlar orasidagi dispersiyani kamaytirishi, tolaning o'tkazish qobiliyatini oshirishi va uzatish masofasini oshirishi mumkin, ammo narx yuqori Mode tolasi asosan gradusli tola hisoblanadi.
Umumiy tolali spetsifikatsiyalar
Elyaf hajmi:
1) Yagona rejimli yadro diametri: 9/125μm, 10/125μm
2) Tashqi qoplama diametri (2D) = 125μm
3) Tashqi qoplama diametri = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Multimode: 50/125μm, Evropa standarti; 62,5 / 125μm, Amerika standarti
6) Sanoat, tibbiy va past tezlikdagi tarmoqlar: 100/140μm, 200/230μm
7) Plastik: 98/1000μm, avtomobilni boshqarish uchun ishlatiladi
Elyafning zaiflashishi
Tolaning susayishiga olib keladigan asosiy omillar quyidagilardir: ichki, egilish, siqish, iflosliklar, notekislik va dumba.
Ichki: Bu optik tolaning o'ziga xos yo'qolishi, jumladan: Rayleigh tarqalishi, ichki yutilish va boshqalar.
Bend: Elyaf egilganida, tolaning bir qismidagi yorug'lik tarqalish tufayli yo'qoladi, natijada yo'qoladi.
Siqish: tolaning siqilganda ozgina egilishi natijasida yuzaga keladigan yo'qotish.
Nopokliklar: Optik toladagi aralashmalar tolada o'tadigan yorug'likni yutadi va tarqatadi, bu esa yo'qotishlarga olib keladi.
Bir xil bo'lmagan: tolali materialning notekis sinishi indeksidan kelib chiqadigan yo'qotish.
Docking: tolani ulash paytida hosil bo'ladigan yo'qotish, masalan: turli o'qlar (bir rejimli tolali koaksiyallik talabi 0,8 dan kam)μm), so'nggi yuz o'qga perpendikulyar emas, so'nggi yuzi notekis, dumba yadrosi diametri mos kelmaydi va yopishtirish sifati yomon.
Optik kabel turi
1) O'rnatish usullariga ko'ra: o'z-o'zidan qo'llab-quvvatlanadigan yuqori optik kabellar, quvur liniyasi optik kabellari, zirhli ko'milgan optik kabellar va suv osti optik kabellari.
2) Optik kabelning tuzilishiga ko'ra, quyidagilar mavjud: o'ralgan trubkali optik kabel, qatlamli o'ralgan optik kabel, qattiq ushlab turuvchi optik kabel, lenta optik kabel, metall bo'lmagan optik kabel va tarmoqlanuvchi optik kabel.
3) Maqsadga ko'ra: uzoq masofali aloqa uchun optik kabellar, qisqa masofalar uchun tashqi optik kabellar, gibrid optik kabellar va binolar uchun optik kabellar.
Optik kabellarni ulash va tugatish
Optik kabellarni ulash va tugatish optik kabelga texnik xizmat ko'rsatuvchi xodimlar egallashi kerak bo'lgan asosiy ko'nikmalardir.
Optik tolali ulanish texnologiyasining tasnifi:
1) Optik tolaning ulanish texnologiyasi va optik kabelning ulanish texnologiyasi ikki qismdan iborat.
2) Optik kabelning oxiri optik kabelning ulanishiga o'xshaydi, faqat turli xil ulagich materiallari tufayli operatsiya boshqacha bo'lishi kerak.
Tolali ulanish turi
Optik tolali kabel ulanishini odatda ikkita toifaga bo'lish mumkin:
1) Optik tolaning qattiq ulanishi (odatda o'lik ulagich sifatida tanilgan). Odatda optik tolali termoyadroviy biriktirgichdan foydalaning; optik kabelning to'g'ridan-to'g'ri boshi uchun ishlatiladi.
2) Optik tolaning faol ulagichi (odatda jonli ulagich sifatida tanilgan). Olinadigan konnektorlardan foydalaning (odatda bo'sh bo'g'inlar deb nomlanadi). Tolali jumper, uskunani ulash va boshqalar uchun.
Optik tolaning oxirgi yuzining to'liq bo'lmaganligi va optik tolaning oxirgi yuzidagi bosimning bir xil bo'lmaganligi sababli, optik tolaning bir deşarj bilan qo'shilish yo'qolishi hali ham nisbatan katta va ikkilamchi tushirish termoyadroviy usuli. hozir foydalanilmoqda. Birinchidan, tolaning oxirgi yuzini oldindan qizdiring va to'kib tashlang, so'nggi yuzni shakllantiring, chang va qoldiqlarni olib tashlang va oldindan qizdirish orqali tolaning oxirgi bosimini bir xil qiling.
Optik tolali ulanishning yo'qolishini kuzatish usuli
Tolali ulanishning yo'qolishini kuzatishning uchta usuli mavjud:
1. Birlashtiruvchi qurilmadagi monitor.
2. Yorug'lik manbai va optik quvvat o'lchagichni kuzatish.
3.OTDR o'lchash usuli
Optik tolali ulanishning ishlash usuli
Optik tolali ulanish operatsiyalari odatda quyidagilarga bo'linadi:
1. Elyafning oxirgi yuzlarini ishlov berish.
2. Optik tolali ulanishni o'rnatish.
3. Optik tolani ulash.
4. Optik tolali ulagichlarni himoya qilish.
5. Qolgan tolali patnis uchun beshta qadam bor.
Umuman olganda, butun optik kabelni ulash quyidagi bosqichlarga muvofiq amalga oshiriladi:
1-qadam: juda yaxshi uzunlik, optik kabelni oching va olib tashlang, simi qobig'ini olib tashlang
2-qadam: Optik kabeldagi neft to'ldirish pastasini tozalang va olib tashlang.
3-qadam: tolani bog'lang.
4-qadam: Elyaf yadrolari sonini tekshiring, tolalarni juftlashtirishni bajaring va tolalar rangi yorliqlari to'g'ri yoki yo'qligini tekshiring.
5-qadam: yurak aloqasini mustahkamlash;
6-qadam: Har xil yordamchi liniya juftlari, jumladan, biznes liniyasi juftlari, nazorat chizig'i juftlari, ekranlangan yer liniyalari va boshqalar (agar yuqorida aytib o'tilgan juftlik juftlari mavjud bo'lsa).
7-qadam: tolani ulang.
8-qadam: Optik tolali ulagichni himoya qiling;
9-qadam: qolgan tolani inventarizatsiya qilish;
10-qadam: Optik kabel ko'ylagi ulanishini yakunlang;
11-qadam: Optik tolali ulagichlarni himoya qilish
Elyaf yo'qolishi
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB / Km
850 nm: 2,3 dan 3,4 dB / Km gacha
Optik tolali termoyadroviy nuqta yo'qolishi: 0,08 dB / nuqta
Elyafni ulash nuqtasi 1 ball / 2km
Umumiy tolali otlar
1) zaiflashish
Zaiflash: yorug'lik optik tolada uzatilganda energiya yo'qolishi, bir rejimli tola 1310nm 0,4 ~ 0,6dB / km, 1550nm 0,2 ~ 0,3dB / km; plastik multimodli tola 300dB / km
2) dispersiya
Dispersiya: yorug'lik impulslarining tarmoqli kengligi tola bo'ylab ma'lum masofani bosib o'tgandan so'ng ortadi. Bu uzatish tezligini cheklovchi asosiy omil.
Rejimlararo dispersiya: faqat ko'p rejimli tolalarda paydo bo'ladi, chunki yorug'likning turli usullari turli yo'llar bo'ylab harakatlanadi.
Materialning tarqalishi: yorug'likning turli to'lqin uzunliklari turli tezliklarda tarqaladi.
To'lqin uzatuvchi dispersiyasi: Bu yorug'lik energiyasi yadro va qoplama orqali o'tayotganda bir oz boshqacha tezlikda harakatlanishi tufayli yuzaga keladi. Bir rejimli tolada tolaning ichki tuzilishini o'zgartirish orqali tolaning dispersiyasini o'zgartirish juda muhimdir.
Elyaf turi
G.652 nol dispersiya nuqtasi 1300nm atrofida
G.653 nol dispersiya nuqtasi 1550nm atrofida
G.654 manfiy dispersiyali tola
G.655 dispersiyali siljishli tola
To'liq to'lqinli tola
3) tarqalish
Yorug'likning asosiy tuzilishi nomukammalligi tufayli yorug'lik energiyasining yo'qolishi yuzaga keladi va bu vaqtda yorug'likning uzatilishi endi yaxshi yo'nalishga ega emas.
Optik tolali tizim haqida asosiy bilimlar
Asosiy optik tolali tizimning arxitekturasi va funktsiyalari bilan tanishish:
1. Yuborish birligi: elektr signallarini optik signallarga aylantiradi;
2. Etkazish birligi: optik signallarni olib yuruvchi vosita;
3. Qabul qiluvchi blok: optik signallarni qabul qiladi va ularni elektr signallariga aylantiradi;
4. Qurilmani ulang: optik tolani yorug'lik manbasiga, yorug'likni aniqlashga va boshqa optik tolalarga ulang.
Ulagichlarning umumiy turlari
Ulagichning oxirgi yuzi turi
Birlashtiruvchi
Asosiy vazifa optik signallarni tarqatishdir. Muhim ilovalar optik tolali tarmoqlarda, ayniqsa mahalliy tarmoqlarda va to'lqin uzunligini bo'linadigan multiplekslash qurilmalarida.
asosiy tuzilma
Ulagich ikki tomonlama passiv qurilmadir. Asosiy shakllar daraxt va yulduzdir. Ulagich ajratgichga mos keladi.
WDM
WDM—To'lqin uzunligi bo'yicha multiplekser bir optik tolada bir nechta optik signallarni uzatadi. Ushbu optik signallar turli chastotalar va turli xil ranglarga ega. WDM multipleksor bir nechta optik signallarni bir xil optik tolaga ulash uchun mo'ljallangan; demultiplekslovchi multipleksor bir nechta optik signallarni bitta optik toladan ajratishdir.
To'lqin uzunligi bo'yicha multiplekser (afsona)
Raqamli tizimlarda impulslarning ta'rifi:
1. Amplituda: Pulsning balandligi optik tolali tizimdagi optik quvvat energiyasini ifodalaydi.
2. Ko'tarilish vaqti: pulsning maksimal amplitudaning 10% dan 90% gacha ko'tarilishi uchun zarur bo'lgan vaqt.
3. Kutish vaqti: pulsning amplitudaning 90% dan 10% gacha tushishi uchun zarur bo'lgan vaqt.
4. Puls kengligi: 50% amplituda holatida pulsning kengligi, vaqt bilan ifodalangan.
5. Tsikl: pulsning o'ziga xos vaqti - tsiklni bajarish uchun zarur bo'lgan ish vaqti.
6. Yo'q bo'lib ketish nisbati: 1 signal nuri kuchining 0 signal nuri kuchiga nisbati.
Optik tolali aloqada umumiy birliklarning ta'rifi:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: chiqish quvvati; PIN: kirish quvvati
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), bu aloqa muhandisligida keng qo'llaniladigan birlikdir; odatda mos yozuvlar sifatida 1 millivatt optik quvvatni ifodalaydi;
misol:-10dBm optik quvvat 100uw ga teng ekanligini anglatadi.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)