Предности на комуникација со оптички влакна:
● Голем комуникациски капацитет
● Долго реле растојание
● Нема електромагнетни пречки
● Богати ресурси
● Мала тежина и мала големина
Кратка историја на оптичките комуникации
Пред повеќе од 2000 години, светилниците, семафорите
1880 година, оптичка телефонска-безжична оптичка комуникација
1970 година, комуникации со оптички влакна
● Во 1966 година, „Таткото на оптичките влакна“, д-р Гао Јонг прв ја предложи идејата за комуникација со оптички влакна.
● Во 1970 година, Лин Јанксионг од институтот Бел Јан беше полупроводнички ласер кој можеше да работи постојано на собна температура.
● Во 1970 година, Капрон на Корнинг направи загуба од 20 dB / km влакно.
● Во 1977 година, првата комерцијална линија во Чикаго од 45 Mb/s.
Електромагнетен спектар
Поделба на комуникацискиот опсег и соодветните медиуми за пренос
Рефракција / рефлексија и целосна рефлексија на светлината
Бидејќи светлината патува различно во различни супстанции, кога светлината се емитува од една супстанција во друга, прекршувањето и рефлексијата се случуваат на интерфејсот помеѓу двете супстанции.Покрај тоа, аголот на прекршената светлина варира со аголот на упадната светлина.Кога аголот на упадната светлина ќе достигне или надмине одреден агол, прекршената светлина ќе исчезне, а целата светлина ќе се рефлектира назад.Ова е вкупниот одраз на светлината.Различни материјали имаат различни агли на прекршување за иста бранова должина на светлината (односно, различни материјали имаат различни индекси на прекршување), а истите материјали имаат различни агли на прекршување за различни бранови должини на светлината.Комуникацијата со оптички влакна се заснова на горенаведените принципи.
Распределба на рефлексивност: Важен параметар за карактеризирање на оптичките материјали е индексот на прекршување, кој е претставен со N. Односот на брзината на светлината C во вакуумот до брзината на светлината V во материјалот е индексот на прекршување на материјалот.
N = C / V
Индексот на прекршување на кварцното стакло за комуникација со оптички влакна е околу 1,5.
Структура на влакна
Голите влакна обично се поделени на три слоја:
Првиот слој: централното стаклено јадро со висок индекс на рефракција (дијаметарот на јадрото е генерално 9-10μm, (единечен режим) 50 или 62,5 (мултимод).
Вториот слој: средината е обвивка од силициумско стакло со низок индекс на рефракција (дијаметарот е генерално 125μм).
Третиот слој: најоддалечениот е смола облога за засилување.
1) јадро: висок индекс на рефракција, кој се користи за пренос на светлина;
2) Облога за обложување: низок индекс на рефракција, формирајќи целосна состојба на рефлексија со јадрото;
3) Заштитна јакна: Има висока јачина и може да издржи големи удари за да го заштити оптичкото влакно.
3mm оптички кабел: портокалова, MM, мулти-режим;жолта, SM, единечен режим
Големина на влакна
Надворешниот дијаметар е генерално 125 м (просечно 100 мм по влакно)
Внатрешен дијаметар: единечен режим 9um;мултимодни 50 / 62,5um
Нумеричка бленда
Не целата светлина што се спушта на крајната страна на оптичкото влакно може да се пренесе преку оптичкото влакно, туку само упадната светлина во одреден опсег на агли.Овој агол се нарекува нумеричка бленда на влакното.Поголема нумеричка бленда на оптичкото влакно е поволна за приклучување на оптичкото влакно.Различни производители имаат различни нумерички отвори.
Вид на влакна
Според начинот на пренос на светлина во оптичкото влакно, може да се подели на:
Мулти-режим (кратенка: MM);Single-Mode (кратенка: SM)
Мултимодни влакна: Централното стаклено јадро е подебело (50 или 62,5μm) и може да пренесува светлина во повеќе режими.Сепак, неговата дисперзија меѓу режимите е голема, што ја ограничува фреквенцијата на пренос на дигитални сигнали, а таа ќе стане посериозна со зголемување на растојанието.На пример: 600MB / KM влакна има само 300MB пропусен опсег на 2KM.Затоа, растојанието за пренос на мулти-модни влакна е релативно кратко, генерално само неколку километри.
Влакна со еден режим: централното стаклено јадро е релативно тенко (дијаметарот на јадрото е генерално 9 или 10μm), и може да пренесува светлина само во еден режим.Всушност, тоа е еден вид на чекор-тип на оптичко влакно, но дијаметарот на јадрото е многу мал.Теоретски, само на директната светлина на една патека на размножување е дозволено да влезе во влакното и да се шири директно во јадрото на влакната.Пулсот на влакната едвај се протега.Затоа, неговата дисперзија меѓу режимите е мала и погодна за далечинска комуникација, но нејзината хроматска дисперзија игра главна улога.На овој начин, едномодните влакна имаат поголеми барања за спектралната ширина и стабилноста на изворот на светлина, односно спектралната ширина е тесна, а стабилноста е добра..
Класификација на оптички влакна
По материјал:
Стаклени влакна: Јадрото и облогата се направени од стакло, со мала загуба, долго растојание на пренос и висока цена;
Силиконски оптички влакна покриени со гума: јадрото е стакло, а облогата е пластична, која има слични карактеристики на стаклените влакна и пониска цена;
Пластично оптичко влакно: И јадрото и облогата се пластични, со големи загуби, кратко растојание на пренос и ниска цена.Најчесто се користи за домашни апарати, аудио и пренос на слики на кратки растојанија.
Според прозорецот за оптимална фреквенција на пренос: конвенционално едномодно влакно и дисперзивно поместено едномодно влакно.
Конвенционален тип: Куќата за производство на оптички влакна ја оптимизира фреквенцијата на пренос на оптички влакна на една бранова должина на светлина, како што е 1300nm.
Тип со дисперзија: Производителот на оптички влакна ја оптимизира фреквенцијата на пренос на влакна на две бранови должини на светлината, како што се: 1300nm и 1550nm.
Нагли промени: Индексот на прекршување на јадрото на влакната до стаклената обвивка е нагло.Има ниска цена и висока дисперзија меѓу режимот.Погоден за комуникација со мала брзина на кратки растојанија, како што е индустриска контрола.Сепак, едномодните влакна користат тип на мутација поради малата дисперзија меѓу режимите.
Градиентно влакно: индексот на прекршување на јадрото на влакната до стаклената обвивка постепено се намалува, овозможувајќи светлината во висок режим да се шири во синусоидална форма, што може да ја намали дисперзијата помеѓу режимите, да го зголеми пропусниот опсег на влакната и да го зголеми растојанието на преносот, но цената е Повисокиот режим влакно е претежно оценето влакно.
Заеднички спецификации за влакна
Големина на влакна:
1) Дијаметар на јадрото со еден режим: 9 / 125μм, 10/125μm
2) Дијаметар на надворешната обвивка (2D) = 125μm
3) Дијаметар на надворешен слој = 250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Мултимодни: 50/125μm, европски стандард;62,5 / 125μм, американски стандард
6) Индустриски, медицински и мрежи со мала брзина: 100 / 140μм, 200 / 230μm
7) Пластика: 98 / 1000μm, се користи за контрола на автомобили
Слабеење на влакна
Главните фактори кои предизвикуваат слабеење на влакната се: внатрешно, свиткување, стискање, нечистотии, нерамномерност и задник.
Внатрешна: Тоа е вродено губење на оптичкото влакно, вклучувајќи: Рајлиово расејување, внатрешна апсорпција итн.
Свиткување: Кога влакното е свиткано, светлината во дел од влакното ќе се изгуби поради расејување, што ќе резултира со загуба.
Стиснување: загуба предизвикана од благо свиткување на влакното кога се стиска.
Нечистотии: Нечистотиите во оптичкото влакно ја апсорбираат и расфрлаат светлината што се пренесува во влакното, предизвикувајќи загуби.
Неуниформа: загуба предизвикана од нерамномерниот индекс на рефракција на материјалот од влакна.
Приклучување: загуба генерирана за време на приклучување на влакна, како што се: различни оски (потребата за коаксијалност на влакна во еден режим е помала од 0,8μm), крајната страна не е нормална на оската, крајната страна е нерамна, дијаметарот на јадрото на задникот не се совпаѓа, а квалитетот на спојување е слаб.
Вид на оптички кабел
1) Според методите на поставување: самоносечки надземни оптички кабли, оптички кабли на цевководи, оклопни закопани оптички кабли и подморски оптички кабли.
2) Според структурата на оптичкиот кабел, постојат: оптички кабел со цевка, оптички кабел со изопачен слој, оптички кабел за цврсто држење, оптички кабел со лента, оптички кабел неметален и оптички кабел што може да се разграничи.
3) Според намената: оптички кабли за комуникација на долги растојанија, надворешни оптички кабли за кратки растојанија, хибридни оптички кабли и оптички кабли за згради.
Поврзување и завршување на оптички кабли
Поврзувањето и завршувањето на оптичките кабли се основните вештини што мора да ги совлада персоналот за одржување на оптички кабли.
Класификација на технологијата за поврзување со оптички влакна:
1) Технологијата за поврзување на оптички влакна и технологијата за поврзување на оптички кабел се два дела.
2) Крајот на оптичкиот кабел е сличен на поврзувањето на оптичкиот кабел, освен што работата треба да биде различна поради различните материјали на конекторот.
Вид на врска со влакна
Поврзувањето со оптички кабел генерално може да се подели во две категории:
1) Фиксно поврзување на оптичко влакно (попознато како мртов конектор).Генерално користете спојувач за фузија на оптички влакна;се користи за директна глава на оптички кабел.
2) Активниот конектор на оптичко влакно (попознат како жив конектор).Користете отстранливи конектори (попознати како лабави зглобови).За скокач со влакна, поврзување на опремата итн.
Поради нецелосноста на крајното лице на оптичкото влакно и нееднаквоста на притисокот на крајната страна на оптичкото влакно, загубата на спојување на оптичкото влакно за едно празнење е сè уште релативно голема, а методот на фузија на секундарно празнење сега се користи.Прво, загрејте ја и испуштете ја крајната страна на влакното, обликувајте ја крајната страна, отстранете ја прашината и остатоците и направете го крајниот притисок на влакното униформа со претходно загревање.
Метод на мониторинг за губење на врската со оптички влакна
Постојат три методи за следење на загубата на поврзување со влакна:
1. Монитор на спојувачот.
2. Следење на извор на светлина и мерач на оптичка моќност.
3.Метод на мерење OTDR
Начин на работа на поврзување со оптички влакна
Операциите за поврзување со оптички влакна генерално се поделени на:
1. Ракување со завршните страни на влакната.
2. Поврзување инсталација на оптичко влакно.
3. Спојување на оптичко влакно.
4. Заштита на конектори за оптички влакна.
5. Има пет чекори за преостанатиот фибер фибер.
Генерално, поврзувањето на целиот оптички кабел се изведува според следните чекори:
Чекор 1: многу добра должина, отворете го и соголете го оптичкиот кабел, отстранете ја обвивката на кабелот
Чекор 2: Исчистете ја и отстранете ја пастата за полнење на нафта во оптичкиот кабел.
Чекор 3: Сврзете ги влакната.
Чекор 4: Проверете го бројот на јадра на влакна, изведете спарување на влакна и проверете дали етикетите за боја на влакна се точни.
Чекор 5: Зајакнување на срцевата врска;
Чекор 6: Различни помошни парови на линии, вклучувајќи парови на деловни линии, парови за контролни линии, заштитени земјени линии итн. (ако се достапни горенаведените парови на линии.
Чекор 7: Поврзете го влакното.
Чекор 8: Заштитете го конекторот за оптички влакна;
Чекор 9: складирање на залихи на преостанатите влакна;
Чекор 10: Завршете го поврзувањето на обвивката на оптичкиот кабел;
Чекор 11: Заштита на конектори за оптички влакна
Губење на влакна
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB / Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB / Km
850 nm: 2,3 до 3,4 dB / Km
Губење на точката за фузија на оптички влакна: 0,08 dB / точка
Точка на спојување на влакна 1 точка / 2км
Заеднички именки со влакна
1) Слабеење
Слабеење: загуба на енергија кога светлината се пренесува во оптичко влакно, едномодни влакна 1310nm 0,4 ~ 0,6dB / km, 1550nm 0,2 ~ 0,3dB / km;пластични мултимодни влакна 300dB / km
2) Дисперзија
Дисперзија: Пропусниот опсег на светлосни импулси се зголемува откако ќе помине одредено растојание по влакното.Тоа е главниот фактор што ја ограничува брзината на пренос.
Дисперзија меѓу режими: Се јавува само во мултимодни влакна, бидејќи различни начини на светлина патуваат по различни патеки.
Дисперзија на материјалот: Различни бранови должини на светлината патуваат со различни брзини.
Дисперзија на брановоди: Ова се случува затоа што светлосната енергија патува со малку различни брзини додека се движи низ јадрото и облогата.Во едномодни влакна, многу е важно да се промени дисперзијата на влакното со промена на внатрешната структура на влакното.
Тип на влакна
G.652 нулта точка на дисперзија е околу 1300nm
G.653 нулта точка на дисперзија е околу 1550nm
G.654 негативно дисперзивно влакно
G.655 дисперзивно поместено влакно
Целосно бранови влакна
3) расејување
Поради несовршената основна структура на светлината, се предизвикува губење на светлосната енергија, а преносот на светлината во овој момент веќе нема добра насоченост.
Основно познавање на системот со оптички влакна
Вовед во архитектурата и функциите на основниот систем со оптички влакна:
1. Единица за испраќање: ги претвора електричните сигнали во оптички сигнали;
2. Единица за пренос: медиум што носи оптички сигнали;
3. Приемна единица: прима оптички сигнали и ги претвора во електрични сигнали;
4. Поврзете го уредот: поврзете го оптичкото влакно со изворот на светлина, детекцијата на светлина и другите оптички влакна.
Вообичаени типови на конектори
Тип на крајно лице на конекторот
Спојувач
Главната функција е да се дистрибуираат оптички сигнали.Важни апликации се во мрежите со оптички влакна, особено во локални мрежи и во уредите за мултиплексирање со поделба на бранови должини.
основна структура
Спојката е двонасочен пасивен уред.Основните форми се дрво и ѕвезда.Спојката одговара на разделувачот.
WDM
WDM-Мултиплексерот со поделба на бранови должини пренесува повеќе оптички сигнали во едно оптичко влакно.Овие оптички сигнали имаат различни фреквенции и различни бои.WDM мултиплексерот треба да спојува повеќе оптички сигнали во исто оптичко влакно;демултиплексирачкиот мултиплексер е да разликува повеќе оптички сигнали од едно оптичко влакно.
Мултиплексер со поделба на бранови должини (легенда)
Дефиниција на импулси во дигитални системи:
1. Амплитуда: Висината на пулсот ја претставува енергијата на оптичката моќност во системот со оптички влакна.
2. Време на пораст: времето потребно за пулсот да се зголеми од 10% до 90% од максималната амплитуда.
3. Време на паѓање: времето потребно за пулсот да падне од 90% до 10% од амплитудата.
4. Ширина на пулсот: Ширината на пулсот на положбата на амплитудата од 50%, изразена во времето.
5. Циклус: специфичното време за пулсот е работното време потребно за завршување на циклусот.
6. Сооднос на изумирање: Односот на 1 моќност на сигналната светлина до 0 сигнална светлосна моќност.
Дефиниција на заеднички единици во комуникацијата со оптички влакна:
1.dB = 10 log10 (Излез / пин)
Pout: излезна моќност;Пин: влезна моќност
2. dBm = 10 log10 (P / 1mw), што е широко употребувана единица во комуникациското инженерство;обично ја претставува оптичката моќност со 1 миливат како референца;
пример:-10dBm значи дека оптичката моќност е еднаква на 100uw.
3.dBu = 10 log10 (P / 1uw)