Skupne specifikacije optičnih vlaken
Dimenzije optičnih vlaken:
1) Eno{1}}premer jedra: 9/125 μm, 10/125 μm
2) Zunanji premer obloge (2D)=125μm
3) Zunanji premer prvega{1}}nanosa=250μm
4) Pujski: 300 μm
5) Večmodni:
50/125μm, evropski standard
62,5/125 μm, ameriški standard
6) Industrijska, medicinska in nizko{1}}hitrostna omrežja: 100/140 μm, 200/230 μm
7) Plastika: 98/1000 μm, uporablja se v avtomobilskem nadzoru
Slabljenje optičnih vlaken
Glavni dejavniki, ki povzročajo slabljenje optičnih vlaken, so: lastna izguba, upogibanje, stiskanje, nečistoče, ne-enotnost in spajanje.
Notranja izguba: To se nanaša na inherentno izgubo vlakna, vključno z Rayleighovim sipanjem in inherentno absorpcijo.
Izguba pri upogibanju: Ko je vlakno upognjeno, se nekaj svetlobe znotraj vlakna izgubi zaradi sipanja, kar povzroči izgubo. Ekstruzija: Izguba, ki jo povzroči minutno upogibanje optičnih vlaken, ko so izpostavljena stiskanju.
Nečistoče: Izguba zaradi nečistoč v optičnem vlaknu, ki absorbira in sipa svetlobo, ki se širi v njem.
Ne-enotnost: Izguba, ki jo povzroči ne-enoten lomni količnik materiala optičnega vlakna.
Razcep: Izguba, ki nastane med spajanjem optičnih vlaken, kot so: neusklajenost (zahteva glede koaksialnosti za eno-načinsko vlakno je manjša od 0,8 μm), ne-pravokotnost končne ploskve na os, neenakomerna končna ploskev, neusklajen premer jedra in slaba kakovost fuzijskega spoja.
Vrste optičnih kablov
1) Po načinu polaganja: samonosni-zračni optični kabli, kanalski optični kabli, oklepni vkopani optični kabli in podmorski optični kabli.
2) Po strukturi kabla: ohlapni cevni optični kabli, vpredeni optični kabli, tesno{1}}prilegajoči se optični kabli, trakasti optični kabli, ne-kovinski optični kabli in razvejani optični kabli.
3) Glede na uporabo: optični kabli za-komunikacijo na dolge-razdalje, optični kabli za-zunanje kratke razdalje, hibridni optični kabli in optični kabli-za zgradbe. Spajanje in zaključevanje optičnih kablov
Spajanje optičnih kablov in zaključevanje so temeljne veščine, ki jih mora obvladati osebje za vzdrževanje optičnih kablov.
Tehnike spajanja optičnih kablov lahko razvrstimo na naslednji način:
1) Tehnike spajanja optičnih vlaken in tehnike spajanja optičnih kablov.
2) Zaključek kabla iz optičnih vlaken je podoben spajanju kabla iz optičnih vlaken, vendar se postopek razlikuje zaradi različnih materialov konektorja.
Vrste spojev optičnih vlaken
Spojke optičnih kablov lahko na splošno razdelimo v dve glavni kategoriji:
1) Fiksni spoji optičnih vlaken (splošno znani kot mrtvi spoji). To se običajno doseže z uporabo spojnikov za spajanje optičnih vlaken in se uporabljajo za neposredne povezave optičnih kablov.
2) Fleksibilni spoji iz optičnih vlaken (splošno znani kot spoji pod napetostjo). Ti so povezani s pomočjo snemljivih konektorjev (splošno znanih kot spoji pod napetostjo). Uporabljajo se za povezovalne kable z optičnimi vlakni, povezave opreme itd.
Zaradi nepopolnosti končne ploskve vlakna in neenakomernega pritiska na čelno ploskev vlakna je skupna izguba pri fuzijskem spajanju z eno-razelektritvijo relativno visoka. Trenutno se uporablja metoda fuzijskega spajanja z dvema-razelektritvama. Najprej se končna ploskev vlaken predhodno segreje in izprazni, da se končna ploskev oblikuje, odstrani prah in smeti, hkrati pa predgretje zagotavlja enakomeren pritisk na čelno ploskev vlaken.
Metode za spremljanje izgube povezave z optičnimi vlakni
Obstajajo trije načini za spremljanje izgube povezave z optičnimi vlakni:
1. Nadzor na fuzijskem spajalniku.
2. Nadzor s svetlobnim virom in optičnim merilnikom moči.
3. Merilna metoda OTDR.
Metoda delovanja za spajanje optičnih vlaken
Spajanje optičnih vlaken običajno vključuje pet korakov:
1. Obdelava končne strani vlaken.
2. Spajanje vlaken in namestitev.
3. Spajanje vlaken s fuzijo.
4. Zaščita optičnih konektorjev.
5. Zadrževanje odvečnih vlaknin.
Spajanje celotnega optičnega kabla običajno poteka po naslednjih korakih:
1. korak: Določite zahtevano dolžino, olupite optični kabel in odstranite ovoj;
2. korak: Očistite in odstranite polnilo iz vazelina znotraj optičnega kabla.
3. korak: Povežite optična vlakna.
4. korak: Preverite število jeder optičnih vlaken, ujemajte kable z optičnimi vlakni in preverite barvne kode glede napak;
5. korak: Okrepite spajanje jedra;
6. korak: Spojite različne pomožne žične pare, vključno s pari servisnih žic, pari krmilnih žic, oklopljenimi ozemljitvenimi žicami itd. (če obstaja kateri od zgornjih parov žic).
7. korak: Spajanje optičnih vlaken.
Korak 8: Zaščita konektorja optičnih vlaken;
Korak 9: Obdelava odvečnega shranjevanja optičnih vlaken;
10. korak: Dokončajte spajanje ovoja optičnega kabla;
11. korak: Zaščita konektorja optičnega kabla.
Izguba optičnih vlaken
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB/km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB/km
850 nm: 2,3 ~ 3,4 dB/km
Izguba pri fuzijskem spoju optičnih vlaken: 0,08 dB/gobo
Fuzijski spoj optičnih vlaken 1 spoj/2 km
Skupna terminologija optičnih vlaken
1) Slabljenje
Slabljenje: izguba svetlobe na mestu stika z optičnim kablom. Izguba energije med prenosom v optičnih vlaknih: eno-načinsko vlakno 1310nm: 0,4~0,6dB/km; 1550nm: 0,2~0,3dB/km; Plastična večmodna vlakna: 300 dB/km
2) Disperzija
Disperzija: Razširitev pasovne širine, ki jo povzroči svetlobni impulz, ki prepotuje določeno razdaljo vzdolž optičnega vlakna. To je glavni dejavnik, ki omejuje hitrost prenosa.
Intermodalna disperzija: Pojavlja se le pri večmodnih vlaknih, ker različni načini svetlobe potujejo po različnih poteh.
Materialna disperzija: Svetloba različnih valovnih dolžin potuje z različnimi hitrostmi.
Disperzija valovoda: Nastane, ker svetlobna energija potuje z nekoliko različnimi hitrostmi v jedru in ovoju. Pri eno-modnih vlaknih je zelo pomembno spremeniti disperzijo s spreminjanjem notranje strukture vlakna.
G.652 Ničelna točka disperzije okoli 1300 nm
G.653 Ničelna disperzijska točka okoli 1550 nm
G.654 Vlakno z negativno disperzijo
G.655 Vlakna s-zamaknjeno disperzijo
Polno{0}}valovno vlakno
3) Raztros
Zaradi nepopolnosti v osnovni strukturi svetlobe se svetlobna energija izgubi in prenos svetlobe nima več dobre usmerjenosti.
Osnove sistema optičnih vlaken
Osnovna arhitektura in funkcije sistema optičnih vlaken:
1. Oddajna enota: Pretvori električne signale v optične signale;
2. Oddajna enota: medij, ki prenaša optične signale;
3. Sprejemna enota: Sprejema optične signale in jih pretvarja v električne signale;
4. Priključne naprave: Povežite optična vlakna s svetlobnimi viri, fotodetektorji in drugimi komponentami optičnih vlaken.
Pogoste vrste priključkov
Del pred "/" označuje model priključka za pletenico.
Del za "/" označuje metodo-prečne obdelave.
Priključek »SC« (kvadratni priključek/standardni priključek/naročniški priključek) je standardni kvadratni priključek iz inženirske plastike, ki ponuja prednosti, kot sta odpornost na visoke temperature in odpornost proti oksidaciji. Konektorji SC se običajno uporabljajo za optične vmesnike na strani prenosne opreme.
Priključek "LC" (Lucent Connector) je po obliki podoben priključku SC, a nekoliko manjši.
Konektor "FC" (konektor Ferrule) je kovinski konektor, ki se običajno uporablja na strani ODF. Kovinski konektorji imajo daljšo življenjsko dobo parjenja kot plastični.
»ST« (ravna konica) je zaskočen okrogel konektor, prav tako izdelan iz kovine.
Tip konektorja
PC (Physical Contact): Its connector cross-section is flat. Return loss: >40 dB
UPC (UltraPolished Connectors): Konektor je ukrivljen. Povratna izguba: 50dB~55dB
APC (AnglePolished Connector): The cross-section has an 8-degree inclined contact surface. Return loss: >60 dB
Spojka
Glavna funkcija: prerazporeditev optičnih signalov. Ključne aplikacije vključujejo omrežja z optičnimi vlakni, zlasti lokalna omrežja (LAN) in naprave za multipleksiranje z delitvijo valovnih dolžin (WDM).
Osnovna struktura: Sklopniki so dvosmerne pasivne naprave. Osnovne topologije vključujejo topologijo dreves in zvezd. Ustrezna vrsta spojke je razdelilnik.
Multiplekser z delitvijo valovnih dolžin
WDM-Wavelength Division Multiplexer prenaša več optičnih signalov z različnimi frekvencami in barvami znotraj enega optičnega vlakna. Multiplekser z delitvijo valovnih dolžin združi več optičnih signalov v isto vlakno; multiplekser z devalovno dolžino loči te signale od enega samega optičnega vlakna.
Multiplekser z delitvijo valovnih dolžin (ilustracija)
Oddajna enota
Sprejemna enota
Digitalna komunikacija z optičnimi vlakni
Definicije impulzov v digitalnih sistemih:
1. Amplituda: višina impulza, ki predstavlja optično moč v sistemih z optičnimi vlakni.
3. Čas padanja: čas, ki je potreben, da impulz pade z 90 % svoje amplitude na 10 %.
2. Čas vzpona: Čas, ki je potreben, da impulz naraste od 10 % največje amplitude do 90 %.
4. Širina impulza: širina impulza pri 50 % amplitudi, izražena v času.
5. Obdobje: določen čas impulza, čas, potreben za dokončanje enega cikla.
6. Razmerje ekstinkcije: Razmerje med optično močjo signala 1 in optično močjo signala 0.
Definicije pogosto uporabljenih enot v komunikaciji z optičnimi vlakni:
1. dB=10 log10 (Pout / Pin)
Pout: Izhodna moč; Pin: Vhodna moč
2. dBm=10 log10 (P / 1mW)
Široko uporabljena enota v komunikacijskem inženirstvu;
Običajno predstavlja optično moč z 1 milivatom kot referenco;
Primer: –10dBm pomeni optično moč enako 100µW.
3. dBu=10 log10 (P / 1µW)
