Voordele van optiese vesel kommunikasie:
● Groot kommunikasiekapasiteit
● Lang aflosafstand
● Geen elektromagnetiese interferensie nie
● Ryk hulpbronne
● Ligte gewig en klein grootte
'n Kort geskiedenis van optiese kommunikasie
Meer as 2000 jaar gelede, die baken-ligte, semafore
1880, optiese telefoon-draadlose optiese kommunikasie
1970, optiese vesel kommunikasie
● In 1966, "Vader van optiese vesel", het dr. Gao Yong die eerste keer die idee van optiese veselkommunikasie voorgestel.
● In 1970 was Bell Yan Instituut se Lin Yanxiong 'n halfgeleierlaser wat deurlopend by kamertemperatuur kon werk.
● In 1970 het Corning se Kapron 'n verlies van 20dB/km vesel gemaak.
● In 1977, Chicago se eerste kommersiële lyn van 45Mb / s.
Elektromagnetiese spektrum
Kommunikasiebandafdeling en ooreenstemmende transmissiemedia
Breking / refleksie en totale weerkaatsing van lig
Omdat lig verskillend in verskillende stowwe beweeg, wanneer lig van een stof na 'n ander uitgestraal word, vind breking en refleksie plaas by die raakvlak tussen die twee stowwe.Boonop wissel die hoek van die gebreekte lig met die hoek van die invallende lig.Wanneer die hoek van die invallende lig 'n sekere hoek bereik of oorskry, sal die gebreekte lig verdwyn, en al die invallende lig sal teruggekaats word.Dit is die totale weerkaatsing van die lig.Verskillende materiale het verskillende brekingshoeke vir dieselfde golflengte van lig (dit wil sê, verskillende materiale het verskillende brekingsindekse), en dieselfde materiale het verskillende brekingshoeke vir verskillende golflengtes van lig.Optiese vesel kommunikasie is gebaseer op bogenoemde beginsels.
Reflektiwiteitsverspreiding: 'n Belangrike parameter om optiese materiale te karakteriseer is die brekingsindeks, wat deur N voorgestel word. Die verhouding van die spoed van lig C in die vakuum tot die spoed van lig V in die materiaal is die brekingsindeks van die materiaal.
N = C/V
Die brekingsindeks van kwartsglas vir optiese vesel kommunikasie is ongeveer 1,5.
Veselstruktuur
Vesel kaal vesel word oor die algemeen in drie lae verdeel:
Die eerste laag: die middelste hoë brekingsindeks glaskern (kerndeursnee is gewoonlik 9-10μm, (enkelmodus) 50 of 62,5 (multimode).
Die tweede laag: die middel is die lae brekingsindeks silikaglasbekleding (die deursnee is gewoonlik 125μm).
Die derde laag: die buitenste is 'n harsbedekking vir versterking.
1) kern: hoë brekingsindeks, gebruik om lig oor te dra;
2) Bekledingslaag: lae brekingsindeks, wat 'n totale weerkaatsingstoestand met die kern vorm;
3) Beskermende baadjie: Dit het 'n hoë sterkte en kan groot impakte weerstaan om die optiese vesel te beskerm.
3 mm optiese kabel: oranje, MM, multi-modus;geel, SM, enkelmodus
Vesel grootte
Die buitenste deursnee is oor die algemeen 125um (gemiddeld 100um per haar)
Binnedeursnee: enkelmodus 9um;multimodus 50 / 62.5um
Numeriese diafragma
Nie al die lig wat op die kopvlak van die optiese vesel inval kan deur die optiese vesel oorgedra word nie, maar slegs invallende lig binne 'n sekere reeks hoeke.Hierdie hoek word die numeriese opening van die vesel genoem.'n Groter numeriese opening van die optiese vesel is voordelig vir die dok van die optiese vesel.Verskillende vervaardigers het verskillende numeriese openinge.
Tipe vesel
Volgens die oordragmodus van lig in die optiese vesel, kan dit verdeel word in:
Multi-modus (afkorting: MM);Enkelmodus (afkorting: SM)
Multimodusvesel: Die middelste glaskern is dikker (50 of 62,5μm) en kan lig in verskeie modusse deurgee.Sy inter-modus verspreiding is egter groot, wat die frekwensie van die uitsending van digitale seine beperk, en dit sal ernstiger word met toenemende afstand.Byvoorbeeld: 600MB / KM-vesel het slegs 300MB-bandwydte by 2KM.Daarom is die transmissieafstand van multimodusvesel relatief kort, gewoonlik net 'n paar kilometer.
Enkelmodusvesel: Die middelste glaskern is relatief dun (kerndeursnee is gewoonlik 9 of 10μm), en kan net lig in een modus oordra.Trouens, dit is 'n soort staptipe optiese vesel, maar die kerndeursnee is baie klein.In teorie word slegs die direkte lig van 'n enkele voortplantingspad toegelaat om die vesel binne te gaan en reguit in die veselkern voort te plant.Die veselpols word skaars gerek.Daarom is sy intermodusverspreiding klein en geskik vir afstandkommunikasie, maar sy chromatiese verspreiding speel 'n groot rol.Op hierdie manier het enkelmodusvesel hoër vereistes vir die spektrale breedte en stabiliteit van die ligbron, dit wil sê, die spektrale breedte is smal en die stabiliteit is goed..
Klassifikasie van optiese vesels
Volgens materiaal:
Glasvesel: Die kern en bekleding is van glas gemaak, met klein verlies, lang transmissieafstand en hoë koste;
Rubberbedekte optiese silikonvesel: die kern is glas en die bekleding is plastiek, wat soortgelyke eienskappe as glasvesel en laer koste het;
Plastiek optiese vesel: Beide die kern en die bekleding is plastiek, met groot verlies, kort transmissieafstand en lae prys.Meestal gebruik vir huishoudelike toestelle, oudio en kortafstand beeldoordrag.
Volgens die optimale transmissiefrekwensievenster: konvensionele enkelmodusvesel en dispersieverskuifde enkelmodusvesel.
Konvensionele tipe: Die optiese vesel produksie huis optimaliseer die optiese vesel transmissiefrekwensie op 'n enkele golflengte van lig, soos 1300nm.
Dispersieverskuifde tipe: Die veseloptiese vervaardiger optimaliseer die veseltransmissiefrekwensie op twee golflengtes van lig, soos: 1300nm en 1550nm.
Skielike verandering: Die brekingsindeks van die veselkern na die glasbekleding is skielik.Dit het lae koste en hoë inter-modus verspreiding.Geskik vir kortafstand-laespoed-kommunikasie, soos industriële beheer.Enkelmodusvesel gebruik egter 'n mutasietipe as gevolg van die klein intermodusverspreiding.
Gradiëntvesel: die brekingsindeks van die veselkern na die glasbekleding word geleidelik verminder, sodat hoëmoduslig in 'n sinusvormige vorm kan voortplant, wat verspreiding tussen modusse kan verminder, veselbandwydte kan verhoog en transmissieafstand kan verhoog, maar die koste is hoër Mode vesel is meestal gegradeerde vesel.
Algemene vesel spesifikasies
Vesel grootte:
1) Enkelmodus-kerndeursnee: 9/125μm, 10/125μm
2) Buitebekledingsdeursnee (2D) = 125μm
3) Buitenste laag deursnee = 250μm
4) Varkstert: 300μm
5) Multimodus: 50 / 125μm, Europese standaard;62,5 / 125μm, Amerikaanse standaard
6) Industriële, mediese en laespoed netwerke: 100 / 140μm, 200/230μm
7) Plastiek: 98 / 1000μm, gebruik vir motorbeheer
Vesel verswakking
Die hooffaktore wat veselverswakking veroorsaak is: intrinsiek, buiging, knyp, onsuiwerhede, ongelykheid en boude.
Intrinsiek: Dit is die inherente verlies van die optiese vesel, insluitend: Rayleigh-verstrooiing, intrinsieke absorpsie, ens.
Buig: Wanneer die vesel gebuig word, sal die lig in 'n deel van die vesel verlore gaan as gevolg van verstrooiing, wat lei tot verlies.
Knyp: verlies veroorsaak deur effense buiging van die vesel wanneer dit gedruk word.
Onsuiwerhede: Onsuiwerhede in 'n optiese vesel absorbeer en strooi lig wat in die vesel oorgedra word, wat verliese veroorsaak.
Nie-uniform: Die verlies wat veroorsaak word deur die ongelyke brekingsindeks van die veselmateriaal.
Koppeling: Verlies gegenereer tydens veselkoppeling, soos: verskillende asse (enkelmodusveselkoaksialiteitsvereiste is minder as 0,8μm), die eindvlak is nie loodreg op die as nie, die eindvlak is ongelyk, die deursnee van die boudkern stem nie ooreen nie, en die splitskwaliteit is swak.
Tipe optiese kabel
1) Volgens die lêmetodes: selfonderhoudende oorhoofse optiese kabels, pyplyn optiese kabels, gepantserde begrawe optiese kabels en ondersese optiese kabels.
2) Volgens die struktuur van die optiese kabel, is daar: gebundelde buis optiese kabel, laag gedraaide optiese kabel, stewige optiese kabel, lint optiese kabel, nie-metaal optiese kabel en vertakbare optiese kabel.
3) Volgens die doel: optiese kabels vir langafstandkommunikasie, buitelug optiese kabels vir kortafstand, hibriede optiese kabels, en optiese kabels vir geboue.
Verbinding en terminering van optiese kabels
Die verbinding en beëindiging van optiese kabels is die basiese vaardighede wat optiese kabel-onderhoudspersoneel moet bemeester.
Klassifikasie van optiese vesel verbinding tegnologie:
1) Die verbindingstegnologie van optiese vesel en die verbindingstegnologie van optiese kabel is twee dele.
2) Die einde van die optiese kabel is soortgelyk aan die verbinding van die optiese kabel, behalwe dat die werking anders moet wees as gevolg van die verskillende verbindingsmateriale.
Tipe veselverbinding
Optiese veselkabelverbinding kan oor die algemeen in twee kategorieë verdeel word:
1) Vaste verbinding van optiese vesel (algemeen bekend as dooie verbinding).Gebruik oor die algemeen optiese vesel samesmelting splitser;gebruik vir die direkte kop van optiese kabel.
2) Die aktiewe verbinding van optiese vesel (algemeen bekend as die lewendige verbinding).Gebruik verwyderbare verbindings (algemeen bekend as los gewrigte).Vir veselspringer, toerustingverbinding, ens.
As gevolg van die onvolledigheid van die eindvlak van die optiese vesel en die nie-uniformiteit van die druk op die eindvlak van die optiese vesel, is die splitsingsverlies van die optiese vesel deur een ontlading steeds relatief groot, en die sekondêre ontladingsamesmeltingsmetode word nou gebruik.Voorverhit en ontlaai eers die eindvlak van die vesel, vorm die eindvlak, verwyder stof en puin, en maak die einddruk van die vesel eenvormig deur voorverhitting.
Moniteringsmetode vir optiese veselverbindingsverlies
Daar is drie metodes om veselverbindingsverlies te monitor:
1. Monitor op die splitser.
2. Monitering van ligbron en optiese kragmeter.
3.OTDR meetmetode
Werksmetode van optiese veselverbinding
Optiese vesel verbinding bedrywighede word oor die algemeen verdeel in:
1. Hantering van vesel eindvlakke.
2. Verbinding installasie van optiese vesel.
3. Splyting van optiese vesel.
4. Beskerming van optiese vesel verbindings.
5. Daar is vyf stappe vir die oorblywende veselbak.
Oor die algemeen word die verbinding van die hele optiese kabel volgens die volgende stappe uitgevoer:
Stap1: baie goeie lengte, maak oop en stroop die optiese kabel, verwyder die kabelskede
Stap 2: Maak skoon en verwyder die petroleumvulpasta in die optiese kabel.
Stap 3: Bondel die vesel.
Stap 4: Gaan die aantal veselkerne na, voer veselparing uit en kyk of die veselkleuretikette korrek is.
Stap 5: Versterk hartkonneksie;
Stap 6: Verskeie hulplynpare, insluitend besigheidslynpare, kontrolelynpare, afgeskermde grondlyne, ens. (indien bogenoemde lynpare beskikbaar is.
Stap 7: Koppel die vesel.
Stap 8: Beskerm die optiese veselverbinding;
Stap 9: die voorraadopberging van die oorblywende vesel;
Stap 10: Voltooi die verbinding van die optiese kabel-omhulsel;
Stap 11: Beskerming van optieseveselverbindings
Veselverlies
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0.2 ~ 0.3dB / Km
850 nm: 2,3 tot 3,4 dB / Km
Optiese veselsamesmeltingspuntverlies: 0.08dB / punt
Veselsplytingspunt 1 punt / 2km
Gewone vesel selfstandige naamwoorde
1) Verswakking
Verswakking: energieverlies wanneer lig in optiese vesel oorgedra word, enkelmodusvesel 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km;plastiek multimode vesel 300dB / km
2) Verspreiding
Dispersie: Die bandwydte van ligpulse word verhoog nadat 'n sekere afstand langs die vesel gereis is.Dit is die hooffaktor wat die transmissietempo beperk.
Inter-modus verspreiding: Kom slegs voor in multimode vesels, omdat verskillende modusse van lig langs verskillende paaie beweeg.
Materiaalverspreiding: Verskillende golflengtes van lig beweeg teen verskillende snelhede.
Golfleierverspreiding: Dit vind plaas omdat ligenergie teen effens verskillende spoed beweeg soos dit deur die kern en bekleding beweeg.In enkelmodusvesel is dit baie belangrik om die verspreiding van die vesel te verander deur die interne struktuur van die vesel te verander.
Tipe vesel
G.652 zero dispersie punt is ongeveer 1300nm
G.653 zero dispersie punt is rondom 1550nm
G.654 negatiewe dispersievesel
G.655 dispersie-verskuifde vesel
Volgolfvesel
3) verstrooiing
As gevolg van die onvolmaakte basiese struktuur van lig, word die verlies aan ligenergie veroorsaak, en die oordrag van lig op hierdie tydstip het nie meer goeie rigting nie.
Basiese kennis van optieseveselstelsel
Inleiding tot die argitektuur en funksies van 'n basiese optieseveselstelsel:
1. Stuureenheid: skakel elektriese seine om in optiese seine;
2. Transmissie-eenheid: 'n medium wat optiese seine dra;
3. Ontvangseenheid: ontvang optiese seine en sit dit om in elektriese seine;
4. Koppel die toestel: koppel die optiese vesel aan die ligbron, ligopsporing en ander optiese vesels.
Algemene koppeltipes
Connector eindvlak tipe
Koppelaar
Die hooffunksie is om optiese seine te versprei.Belangrike toepassings is in optiese vesel netwerke, veral in plaaslike area netwerke en in golflengte verdeling multipleksing toestelle.
basiese struktuur
Die koppelaar is 'n tweerigting-passiewe toestel.Die basiese vorms is boom en ster.Die koppelaar stem ooreen met die splitter.
WDM
WDM—Golflengte Division Multiplexer stuur verskeie optiese seine in een optiese vesel.Hierdie optiese seine het verskillende frekwensies en verskillende kleure.Die WDM-multiplekser is om verskeie optiese seine in dieselfde optiese vesel te koppel;die demultipleksende multiplekser is om veelvuldige optiese seine van een optiese vesel te onderskei.
Golflengte-afdeling multiplekser (legende)
Definisie van pulse in digitale stelsels:
1. Amplitude: Die hoogte van die puls verteenwoordig die optiese kragenergie in die optieseveselstelsel.
2. Stygtyd: die tyd wat nodig is vir die pols om van 10% tot 90% van die maksimum amplitude te styg.
3. Valtyd: die tyd wat nodig is vir die pols om van 90% tot 10% van die amplitude te daal.
4. Pulswydte: Die breedte van die puls by die 50% amplitudeposisie, uitgedruk in tyd.
5. Siklus: polsspesifieke tyd is die werkstyd wat benodig word om 'n siklus te voltooi.
6. Uitsterwingsverhouding: Die verhouding van 1 seinligkrag tot 0 seinligkrag.
Definisie van algemene eenhede in optiese vesel kommunikasie:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pen)
Pout: uitsetkrag;Pen: insetkrag
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), wat 'n algemeen gebruikte eenheid in kommunikasie-ingenieurswese is;dit verteenwoordig gewoonlik die optiese drywing met 1 milliwatt as verwysing;
voorbeeld:–10dBm beteken dat die optiese krag gelyk is aan 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)