Fiber optik rabitənin üstünlükləri:
● Böyük kommunikasiya qabiliyyəti
● Uzun rele məsafəsi
● Elektromaqnit müdaxiləsi yoxdur
● Zəngin resurslar
● Yüngül çəki və kiçik ölçü
Optik Rabitələrin Qısa Tarixi
2000 ildən çox əvvəl mayak-işıqlar, semaforlar
1880, optik telefon-simsiz optik rabitə
1970, fiber optik rabitə
● 1966-cı ildə “Optik Fiberin Atası” Dr. Gao Yong ilk dəfə fiber optik rabitə ideyasını irəli sürdü.
● 1970-ci ildə Bell Yan İnstitutunun Lin Yanxiong otaq temperaturunda fasiləsiz işləyə bilən yarımkeçirici lazer idi.
● 1970-ci ildə Corning's Kapron 20dB/km lif itkisi etdi.
● 1977-ci ildə Çikaqonun ilk kommersiya xətti 45Mb/s.
Elektromaqnit spektri
Rabitə zolağı bölgüsü və müvafiq ötürücü media
İşığın sınması / əks olunması və tam əks olunması
İşıq müxtəlif maddələrdə fərqli şəkildə yayıldığı üçün bir maddədən digərinə işıq yayıldıqda iki maddənin kəsişməsində sınma və əksetmə baş verir.Üstəlik, sınmış işığın bucağı düşən işığın bucağı ilə dəyişir.Düşən işığın bucağı müəyyən bir bucağa çatdıqda və ya onu aşdıqda, sınmış işıq yox olacaq və bütün düşən işıq geri əks olunacaq.Bu işığın tam əksidir.Fərqli materialların işığın eyni dalğa uzunluğu üçün fərqli sınma bucaqları var (yəni müxtəlif materialların sınma göstəriciləri fərqlidir) və eyni materialların işığın müxtəlif dalğa uzunluqları üçün fərqli sınma bucaqları var.Fiber optik rabitə yuxarıdakı prinsiplərə əsaslanır.
Yansıtma qabiliyyətinin paylanması: Optik materialları xarakterizə etmək üçün vacib parametr N ilə təmsil olunan sındırma əmsalıdır. Vakuumda C işığının sürətinin materialdakı V işığının sürətinə nisbəti materialın sınma əmsalıdır.
N = C / V
Fiber optik rabitə üçün kvars şüşəsinin sındırma indeksi təxminən 1,5-dir.
Lif quruluşu
Fiber çılpaq lif ümumiyyətlə üç təbəqəyə bölünür:
Birinci təbəqə: mərkəzi yüksək refraktiv indeksli şüşə nüvəsi (nüvə diametri ümumiyyətlə 9-10μm, (tək rejim) 50 və ya 62,5 (çox rejimli).
İkinci təbəqə: ortası aşağı qırılma indeksli silisium şüşə örtükdür (diametri ümumiyyətlə 125-dir.μm).
Üçüncü təbəqə: ən xarici möhkəmləndirmə üçün qatran örtüyüdür.
1) nüvə: işığı ötürmək üçün istifadə olunan yüksək sındırma indeksi;
2) Üzlük örtüyü: aşağı qırılma əmsalı, nüvə ilə ümumi əksetmə vəziyyətini formalaşdırır;
3) Qoruyucu gödəkçə: Yüksək gücə malikdir və optik lifi qorumaq üçün böyük təsirlərə tab gətirə bilir.
3 mm optik kabel: narıncı, MM, çox rejimli;sarı, SM, tək rejimli
Fiber ölçüsü
Xarici diametri ümumiyyətlə 125 um (hər saç üçün orta hesabla 100 um)
Daxili diametri: tək rejim 9um;çox rejimli 50 / 62.5um
Rəqəmsal diyafram
Optik lifin son üzünə düşən işığın hamısı optik lif tərəfindən ötürülə bilməz, ancaq müəyyən bucaq aralığında düşən işıq.Bu bucaq lifin ədədi aperturası adlanır.Optik lifin daha böyük ədədi diafraqması optik lifin yerləşdirilməsi üçün əlverişlidir.Fərqli istehsalçıların fərqli ədədi diametrləri var.
Lif növü
Optik lifdə işığın ötürülmə rejiminə görə onu aşağıdakılara bölmək olar:
Multi-Mode (qısaltma: MM);Single-Mode (qısaltma: SM)
Multimod lif: Mərkəzi şüşə nüvəsi daha qalındır (50 və ya 62,5μm) və işığı bir neçə rejimdə ötürə bilər.Bununla belə, onun rejimlərarası dispersiyası böyükdür, bu, rəqəmsal siqnalların ötürülmə tezliyini məhdudlaşdırır və məsafənin artması ilə daha ciddi olacaq.Məsələn: 600MB / KM fiber 2KM-də yalnız 300MB bant genişliyinə malikdir.Buna görə də, çox rejimli lifin ötürmə məsafəsi nisbətən qısadır, ümumiyyətlə yalnız bir neçə kilometrdir.
Tək rejimli lif: Mərkəzi şüşə nüvəsi nisbətən nazikdir (nüvənin diametri ümumiyyətlə 9 və ya 10-durμm) və yalnız bir rejimdə işığı ötürə bilər.Əslində, bu, bir növ pilləli optik lifdir, lakin nüvənin diametri çox kiçikdir.Nəzəri olaraq, yalnız tək bir yayılma yolunun birbaşa işığının lifə daxil olmasına və lif nüvəsində düz yayılmasına icazə verilir.Fiber nəbzi güclə uzanır.Buna görə də, onun rejimlərarası dispersiyası kiçikdir və uzaqdan əlaqə üçün uyğundur, lakin onun xromatik dispersiyası böyük rol oynayır.Bu yolla, tək rejimli lif işıq mənbəyinin spektral eni və sabitliyi üçün daha yüksək tələblərə malikdir, yəni spektral eni dar və sabitlik yaxşıdır..
Optik liflərin təsnifatı
Materiala görə:
Şüşə lifi: Əsas və üzlük şüşədən hazırlanır, kiçik itki, uzun ötürmə məsafəsi və yüksək qiymət;
Rezinlə örtülmüş silikon optik lif: nüvə şüşə və üzlük plastikdir, şüşə lifinə oxşar xüsusiyyətlərə malikdir və daha ucuzdur;
Plastik optik lif: Həm nüvə, həm də üzlük plastikdir, böyük itki, qısa ötürmə məsafəsi və aşağı qiymətə malikdir.Əsasən məişət texnikası, audio və qısa məsafəli görüntülərin ötürülməsi üçün istifadə olunur.
Optimal ötürmə tezliyi pəncərəsinə görə: şərti tək rejimli lif və dispersiya ilə yerdəyişən tək rejimli lif.
Ənənəvi tip: Optik lif istehsalı evi 1300nm kimi bir işıq dalğasında optik lif ötürmə tezliyini optimallaşdırır.
Dispersiyaya görə dəyişdirilmiş tip: Fiber optik istehsalçısı 1300nm və 1550nm kimi işığın iki dalğa uzunluğunda lif ötürmə tezliyini optimallaşdırır.
Kəskin dəyişiklik: Lif nüvəsinin şüşə örtüyünə olan sındırma indeksi kəskindir.Aşağı qiymətə və yüksək rejimlərarası dispersiyaya malikdir.Sənaye nəzarəti kimi qısa məsafəli aşağı sürətli rabitə üçün uyğundur.Bununla belə, tək rejimli lif kiçik rejimlər arası dispersiyaya görə mutasiya tipindən istifadə edir.
Gradient lif: lif nüvəsinin şüşə örtüyünə olan sındırma indeksi tədricən azalır, yüksək rejimli işığın sinusoidal formada yayılmasına imkan verir ki, bu da rejimlər arasında dispersiyanı azalda, lif bant genişliyini artıra və ötürmə məsafəsini artıra bilər, lakin dəyəri ali Mode lifi əsasən pilləli lifdir.
Ümumi lif spesifikasiyası
Lif ölçüsü:
1) Tək rejimli nüvənin diametri: 9/125μm, 10 / 125μm
2) Xarici örtük diametri (2D) = 125μm
3) Xarici örtük diametri = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Çox rejimli: 50/125μm, Avropa standartı;62,5 / 125μm, Amerika standartı
6) Sənaye, tibbi və aşağı sürətli şəbəkələr: 100/140μm, 200 / 230μm
7) Plastik: 98 / 1000μm, avtomobil idarə etmək üçün istifadə olunur
Lif zəifləməsi
Lifin zəifləməsinə səbəb olan əsas amillər bunlardır: daxili, əyilmə, sıxma, çirklər, qeyri-bərabərlik və butt.
Daxili: Bu, optik lifin xas itkisidir, o cümlədən: Rayleigh səpilməsi, daxili udma və s.
Bükülmə: Lif əyildikdə, lifin bir hissəsindəki işıq səpilmə səbəbindən itəcək və nəticədə itki olacaq.
Sıxma: lifin sıxıldığı zaman yüngülcə əyilməsi nəticəsində yaranan itki.
Çirkləri: Optik lifdəki çirklər lifdə ötürülən işığı udur və səpərək itkilərə səbəb olur.
Qeyri-bərabər: Lif materialının qeyri-bərabər refraktiv indeksinin yaratdığı itki.
Docking: Fiber yerləşdirmə zamanı yaranan itki, məsələn: müxtəlif oxlar (bir rejimli lif koaksiallığı tələbi 0,8-dən azdır)μm), son üz oxa perpendikulyar deyil, son üz qeyri-bərabərdir, butt nüvəsinin diametri uyğun gəlmir və yapışdırma keyfiyyəti zəifdir.
Optik kabelin növü
1) Döşəmə üsullarına görə: özünü daşıyan yerüstü optik kabellər, boru kəmərinin optik kabelləri, zirehli basdırılmış optik kabellər və sualtı optik kabellər.
2) Optik kabelin quruluşuna görə aşağıdakılar var: birləşdirilmiş boru optik kabeli, qatlı bükülmüş optik kabel, sıx bağlanan optik kabel, lentli optik kabel, qeyri-metal optik kabel və budaqlanan optik kabel.
3) Məqsədinə görə: uzaq məsafəli rabitə üçün optik kabellər, qısa məsafələr üçün açıq optik kabellər, hibrid optik kabellər və binalar üçün optik kabellər.
Optik kabellərin qoşulması və bağlanması
Optik kabellərin qoşulması və dayandırılması optik kabellərə qulluq edən personalın mənimsəməli olduğu əsas bacarıqlardır.
Fiber optik birləşmə texnologiyasının təsnifatı:
1) Optik lifin qoşulma texnologiyası və optik kabelin qoşulma texnologiyası iki hissədən ibarətdir.
2) Optik kabelin ucu optik kabelin qoşulmasına bənzəyir, istisna olmaqla, müxtəlif birləşdirici materiallara görə əməliyyat fərqli olmalıdır.
Fiber əlaqə növü
Fiber optik kabel bağlantısı ümumiyyətlə iki kateqoriyaya bölünə bilər:
1) Optik lifin sabit bağlantısı (ümumiyyətlə ölü konnektor kimi tanınır).Ümumiyyətlə optik lif birləşməsini istifadə edin;optik kabelin birbaşa başlığı üçün istifadə olunur.
2) Optik lifin aktiv birləşdiricisi (ümumiyyətlə canlı birləşdirici kimi tanınır).Çıxarılan bağlayıcılardan istifadə edin (ümumiyyətlə boş birləşmələr kimi tanınır).Fiber jumper, avadanlıq bağlantısı və s.
Optik lifin son üzünün natamam olması və optik lifin son üzünə təzyiqin qeyri-bərabər olması səbəbindən optik lifin bir boşalma ilə birləşmə itkisi hələ də nisbətən böyükdür və ikincili boşalma birləşmə üsulu. indi istifadə olunur.Əvvəlcə lifin son üzünü əvvəlcədən qızdırın və boşaldın, son üzü formalaşdırın, toz və zibilləri təmizləyin və əvvəlcədən qızdırmaqla lifin son təzyiqini vahid hala gətirin.
Optik lif bağlantısı itkisi üçün monitorinq üsulu
Fiber əlaqə itkisini izləmək üçün üç üsul var:
1. Birləşdirici üzərində monitor.
2. İşıq mənbəyinin və optik gücölçən monitorinqi.
3.OTDR ölçmə üsulu
Fiber optik birləşmənin iş üsulu
Fiber optik birləşmə əməliyyatları ümumiyyətlə aşağıdakılara bölünür:
1. Lifin son üzlərinin idarə edilməsi.
2. Optik lifin qoşulma quraşdırılması.
3. Optik lifin birləşdirilməsi.
4. Fiber optik birləşdiricilərin qorunması.
5. Qalan lif qabı üçün beş addım var.
Ümumiyyətlə, bütün optik kabelin qoşulması aşağıdakı addımlara uyğun olaraq həyata keçirilir:
Addım 1: çox yaxşı uzunluq, optik kabeli açın və soyun, kabel qabığını çıxarın
Addım 2: Optik kabeldəki neft doldurma pastasını təmizləyin və çıxarın.
Addım 3: Lifləri yığın.
Addım 4: Lif nüvələrinin sayını yoxlayın, lif cütləşdirməsini həyata keçirin və lif rəng etiketlərinin düzgün olub olmadığını yoxlayın.
Addım 5: Ürək əlaqəsini gücləndirin;
Addım 6: Müxtəlif köməkçi xətt cütləri, o cümlədən iş xətti cütləri, nəzarət xətti cütləri, qorunan yer xətləri və s. (yuxarıda qeyd olunan xətt cütləri mövcuddursa).
Addım 7: Fiber birləşdirin.
Addım 8: Fiber optik konnektoru qoruyun;
Addım 9: qalan lifin inventar saxlanması;
Addım 10: Optik kabel gödəkçəsinin əlaqəsini tamamlayın;
Addım 11: Fiber optik konnektorların qorunması
Lif itkisi
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3dB / Km
850 nm: 2,3 - 3,4 dB / Km
Optik lif birləşmə nöqtəsi itkisi: 0.08dB / nöqtə
Fiber birləşmə nöqtəsi 1 nöqtə / 2km
Ümumi lif isimləri
1) Zəifləmə
Zəifləmə: işıq optik lifdə ötürüldükdə enerji itkisi, tək rejimli lif 1310nm 0.4 ~ 0.6dB / km, 1550nm 0.2 ~ 0.3dB / km;plastik multimod lif 300dB / km
2) Dispersiya
Dispersiya: İşıq impulslarının bant genişliyi lif boyunca müəyyən məsafə qət etdikdən sonra artır.Bu, ötürmə sürətini məhdudlaşdıran əsas amildir.
Rejimlərarası dispersiya: Yalnız çox rejimli liflərdə baş verir, çünki işığın müxtəlif rejimləri müxtəlif yollar boyunca hərəkət edir.
Materialın dispersiyası: İşığın müxtəlif dalğa uzunluqları müxtəlif sürətlə yayılır.
Dalğa bələdçisinin dispersiyası: Bu, işıq enerjisinin nüvədən və örtükdən keçərkən bir qədər fərqli sürətlə hərəkət etməsi səbəbindən baş verir.Tək rejimli lifdə lifin daxili strukturunu dəyişdirərək lifin dispersiyasını dəyişmək çox vacibdir.
Lif növü
G.652 sıfır dispersiya nöqtəsi 1300nm ətrafındadır
G.653 sıfır dispersiya nöqtəsi 1550nm ətrafındadır
G.654 mənfi dispersiya lifi
G.655 dispersiya ilə yerdəyişən lif
Tam dalğalı lif
3) səpilmə
İşığın qeyri-kamil əsas quruluşuna görə, işıq enerjisinin itkisinə səbəb olur və bu zaman işığın ötürülməsi artıq yaxşı istiqamətə malik deyil.
Fiber optik sistem haqqında əsas biliklər
Əsas fiber optik sistemin arxitekturasına və funksiyalarına giriş:
1. Göndərmə vahidi: elektrik siqnallarını optik siqnallara çevirir;
2. Ötürmə vahidi: optik siqnalları daşıyan mühit;
3. Qəbuledici bölmə: optik siqnalları qəbul edir və onları elektrik siqnallarına çevirir;
4. Cihazı birləşdirin: optik lifi işıq mənbəyinə, işığın aşkarlanmasına və digər optik liflərə qoşun.
Ümumi birləşdirici növləri
Bağlayıcı uc üzü növü
Bağlayıcı
Əsas funksiyası optik siqnalları yaymaqdır.Əhəmiyyətli tətbiqlər fiber optik şəbəkələrdə, xüsusən də lokal şəbəkələrdə və dalğa uzunluğuna bölünən multipleksləşdirmə cihazlarındadır.
əsas quruluş
Bağlayıcı iki istiqamətli passiv cihazdır.Əsas formaları ağac və ulduzdur.Bağlayıcı splitterə uyğundur.
WDM
WDM—Dalğa Boyu Bölmə Multiplekseri bir optik lifdə çoxlu optik siqnalları ötürür.Bu optik siqnallar müxtəlif tezliklərə və müxtəlif rənglərə malikdir.WDM multipleksoru birdən çox optik siqnalı eyni optik lifə birləşdirmək üçündür;demultipleksləşdirici multipleksor birdən çox optik siqnalı bir optik lifdən ayırmaq üçündür.
Dalğa Boyu Bölmə Multiplekseri (Əfsanə)
Rəqəmsal sistemlərdə impulsların tərifi:
1. Amplituda: Nəbzin hündürlüyü fiber optik sistemindəki optik güc enerjisini təmsil edir.
2. Yüksəlmə vaxtı: nəbzin maksimum amplitudanın 10%-dən 90%-ə yüksəlməsi üçün tələb olunan vaxt.
3. Payız vaxtı: nəbzin amplitudanın 90%-dən 10%-ə düşməsi üçün tələb olunan vaxt.
4. Pulse eni: Zamanla ifadə edilən 50% amplituda mövqeyində impulsun eni.
5. Dövr: nəbzin xüsusi vaxtı dövrü başa çatdırmaq üçün tələb olunan iş vaxtıdır.
6. Sönmə nisbəti: 1 siqnal işığının gücünün 0 siqnal işığının gücünə nisbəti.
Fiber optik rabitədə ümumi vahidlərin tərifi:
1.dB = 10 log10 (Pout / Pin)
Pout: çıxış gücü;Pin: giriş gücü
2. Rabitə mühəndisliyində geniş istifadə olunan vahid olan dBm = 10 log10 (P / 1mw);adətən istinad olaraq 1 millivatt olan optik gücü təmsil edir;
misal:–10dBm optik gücün 100uw-a bərabər olması deməkdir.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)