Κοινές προδιαγραφές οπτικών ινών
Διαστάσεις οπτικών ινών:
1) Διάμετρος πυρήνα μονής-λειτουργίας: 9/125μm, 10/125μm
2) Εξωτερική διάμετρος επένδυσης (2D)=125μm
3) Πρώτη-εξωτερική διάμετρος στρώσης=250μm
4) Pigtail: 300μm
5) Πολύτροπος:
50/125μm, Ευρωπαϊκό πρότυπο
62,5/125μm, πρότυπο ΗΠΑ
6) Βιομηχανικά, ιατρικά και δίκτυα χαμηλής-ταχύτητας: 100/140μm, 200/230μm
7) Πλαστικό: 98/1000μm, που χρησιμοποιείται στον έλεγχο αυτοκινήτων
Εξασθένιση οπτικών ινών
Οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν την εξασθένηση των οπτικών ινών περιλαμβάνουν: εγγενή απώλεια, κάμψη, συμπίεση, ακαθαρσίες, μη-ανομοιομορφία και μάτισμα.
Εγγενής απώλεια: Αυτό αναφέρεται στην εγγενή απώλεια της ίνας, συμπεριλαμβανομένης της σκέδασης Rayleigh και της εγγενούς απορρόφησης.
Απώλεια κάμψης: Όταν η ίνα κάμπτεται, χάνεται λίγο φως μέσα στην ίνα λόγω σκέδασης, με αποτέλεσμα την απώλεια. Εξώθηση: Απώλεια που προκαλείται από τη μικρή κάμψη των οπτικών ινών όταν υποβάλλονται σε συμπίεση.
Ακαθαρσίες: Απώλεια που προκαλείται από ακαθαρσίες εντός της οπτικής ίνας που απορροφά και διασκορπίζει το φως που διαδίδεται μέσα σε αυτήν.
Μη-ομοιομορφία: Απώλεια που προκαλείται από τον μη-μη ομοιόμορφο δείκτη διάθλασης του υλικού οπτικών ινών.
Διαίρεση: Απώλεια που δημιουργείται κατά τη συναρμογή οπτικών ινών, όπως: κακή ευθυγράμμιση (η απαίτηση ομοαξονικότητας για ίνα μονής-λειτουργίας είναι μικρότερη από 0,8μm), μη-καθετότητα της ακραίας όψης προς τον άξονα, ανομοιόμορφη ακραία όψη, αταίριαστη διάμετρος πυρήνα και σύντηξη κακής ποιότητας.
Τύποι Οπτικών Καλωδίων
1) Με μέθοδο τοποθέτησης: Αυτοστηριζόμενα εναέρια οπτικά καλώδια, καλώδια οπτικών αγωγών, θωρακισμένα θαμμένα οπτικά καλώδια και υποβρύχια οπτικά καλώδια.
2) Ανά δομή καλωδίου: Οπτικά καλώδια χαλαρού σωλήνα, κολλημένα οπτικά καλώδια, σφιχτά-καλώδια οπτικών ειδών, καλώδια οπτικών με κορδέλα, μη-μεταλλικά οπτικά καλώδια και διακλαδιζόμενα οπτικά καλώδια.
3) Ανά εφαρμογή: Οπτικά καλώδια επικοινωνίας μεγάλων αποστάσεων, οπτικά καλώδια εξωτερικού χώρου μικρής-απόστασης, υβριδικά οπτικά καλώδια και οπτικά καλώδια για εσωτερικούς χώρους. Συναρμολόγηση και τερματισμός καλωδίων οπτικών ινών
Το μάτισμα και ο τερματισμός των καλωδίων οπτικών ινών είναι θεμελιώδεις δεξιότητες που πρέπει να κατέχει το προσωπικό συντήρησης γραμμής οπτικών ινών.
Οι τεχνικές συναρμογής καλωδίων οπτικών ινών μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως εξής:
1) Τεχνικές ματίσματος οπτικών ινών και τεχνικές συναρμογής καλωδίων οπτικών ινών.
2) Ο τερματισμός του καλωδίου οπτικών ινών είναι παρόμοιος με το μάτισμα καλωδίων οπτικών ινών, αλλά η λειτουργία διαφέρει λόγω των διαφορετικών υλικών σύνδεσης.
Τύποι ματιών οπτικών ινών
Οι συνδέσεις καλωδίων οπτικών ινών μπορούν γενικά να χωριστούν σε δύο κύριες κατηγορίες:
1) Σταθερές συνδέσεις οπτικών ινών (κοινώς γνωστές ως νεκρές αρθρώσεις). Αυτά επιτυγχάνονται τυπικά με τη χρήση ματιστών σύντηξης οπτικών ινών και χρησιμοποιούνται για απευθείας συνδέσεις καλωδίων οπτικών ινών.
2) Εύκαμπτες αρθρώσεις οπτικών ινών (κοινώς γνωστές ως ζωντανές αρθρώσεις). Αυτά συνδέονται χρησιμοποιώντας αποσπώμενους συνδέσμους (κοινώς γνωστούς ως ενεργούς συνδέσμους). Χρησιμοποιούνται για καλώδια οπτικών ινών, συνδέσεις εξοπλισμού κ.λπ.
Λόγω της ατελείας της ακραίας όψης της ίνας και της ανομοιόμορφης πίεσης στην ακραία όψη της ίνας, η απώλεια της άρθρωσης της σύντηξης μονής-εκφόρτισης είναι σχετικά υψηλή. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται μια μέθοδος ματίσματος σύντηξης δύο-εκφορτώσεων. Πρώτον, η ακραία όψη της ίνας προθερμαίνεται και εκφορτίζεται για να διαμορφώσει την ακραία επιφάνεια, να αφαιρέσει τη σκόνη και τα υπολείμματα και ταυτόχρονα, η προθέρμανση εξασφαλίζει ομοιόμορφη πίεση στην ακραία επιφάνεια της ίνας.
Μέθοδοι παρακολούθησης απώλειας σύνδεσης οπτικών ινών
Υπάρχουν τρεις μέθοδοι για την παρακολούθηση της απώλειας σύνδεσης οπτικών ινών:
1. Παρακολούθηση σε ματιστή σύντηξης.
2. Παρακολούθηση με χρήση πηγής φωτός και οπτικού μετρητή ισχύος.
3. Μέθοδος μέτρησης OTDR.
Μέθοδος λειτουργίας ματίσματος οπτικών ινών
Οι λειτουργίες ματίσματος οπτικών ινών περιλαμβάνουν γενικά πέντε βήματα:
1. Περιποίηση προσώπου με ίνες.
2. Συναρμολόγηση και εγκατάσταση ινών.
3. Σύντηξη ινών.
4. Προστασία συνδετήρων οπτικών ινών.
5. Κατακράτηση της περίσσειας φυτικών ινών.
Η σύνδεση ολόκληρου του οπτικού καλωδίου πραγματοποιείται συνήθως σύμφωνα με τα ακόλουθα βήματα:
Βήμα 1: Προσδιορίστε το απαιτούμενο μήκος, απογυμνώστε το οπτικό καλώδιο και αφαιρέστε το περίβλημα.
Βήμα 2: Καθαρίστε και αφαιρέστε το υλικό πλήρωσης βαζελίνης μέσα στο οπτικό καλώδιο.
Βήμα 3: Δέσμη των οπτικών ινών.
Βήμα 4: Ελέγξτε τον αριθμό των πυρήνων οπτικών ινών, αντιστοιχίστε τα καλώδια οπτικών ινών και επαληθεύστε τους χρωματικούς κωδικούς για σφάλματα.
Βήμα 5: Ενισχύστε το μάτισμα του πυρήνα.
Βήμα 6: Συνδέστε διάφορα βοηθητικά ζεύγη καλωδίων, συμπεριλαμβανομένων ζευγών καλωδίων συντήρησης, ζευγών συρμάτων ελέγχου, θωρακισμένων καλωδίων γείωσης κ.λπ. (εάν υπάρχει κάποιο από τα παραπάνω ζεύγη καλωδίων).
Βήμα 7: Συναρμογή οπτικών ινών.
Βήμα 8: Επεξεργασία προστασίας συνδετήρων οπτικών ινών.
Βήμα 9: Επεξεργασία αποθήκευσης περίσσειας οπτικών ινών.
Βήμα 10: Ολοκληρώστε τη σύνδεση της θήκης του οπτικού καλωδίου.
Βήμα 11: Προστασία του βύσματος οπτικού καλωδίου.
Απώλεια οπτικών ινών
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB/Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB/Km
850 nm: 2,3 ~ 3,4 dB/Km
Απώλεια ματίσματος σύντηξης οπτικών ινών: 0,08 dB/σφουγγάρι
Σύντηξη οπτικών ινών 1 splice/2km
Κοινή ορολογία οπτικών ινών
1) Εξασθένιση
Εξασθένηση: Η απώλεια φωτός στο σημείο επαφής με το οπτικό καλώδιο. Απώλεια ενέργειας κατά τη μετάδοση σε οπτική ίνα: ίνα μονής-λειτουργίας 1310nm: 0,4~0,6dB/km. 1550nm: 0,2~0,3dB/km; Πλαστική πολύτροπη ίνα: 300dB/km
2) Διασπορά
Διασπορά: Η διεύρυνση του εύρους ζώνης που προκαλείται από έναν παλμό φωτός που διανύει μια ορισμένη απόσταση κατά μήκος μιας οπτικής ίνας. Είναι ο κύριος παράγοντας που περιορίζει τον ρυθμό μετάδοσης.
Διατροπική διασπορά: Εμφανίζεται μόνο σε πολύτροπες ίνες επειδή διαφορετικοί τρόποι φωτός ταξιδεύουν κατά μήκος διαφορετικών μονοπατιών.
Διασπορά υλικού: Το φως διαφορετικών μηκών κύματος ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες.
Διασπορά κυματοδηγού: Εμφανίζεται επειδή η φωτεινή ενέργεια ταξιδεύει με ελαφρώς διαφορετικές ταχύτητες στον πυρήνα και την επένδυση. Στις ίνες μονής-λειτουργίας, είναι πολύ σημαντικό να αλλάξετε τη διασπορά αλλάζοντας την εσωτερική δομή της ίνας.
G.652 Σημείο μηδενικής διασποράς γύρω στα 1300nm
G.653 Σημείο μηδενικής διασποράς γύρω στα 1550nm
G.654 Ίνα αρνητικής διασποράς
G.655 Διασπορά-μετατοπισμένη ίνα
Πλήρης-κυματική ίνα
3) Σκέδαση
Λόγω ατελειών στη βασική δομή του φωτός, η φωτεινή ενέργεια χάνεται και η μετάδοση του φωτός δεν έχει πλέον καλή κατευθυντικότητα.
Βασικές αρχές συστήματος οπτικών ινών
Βασική αρχιτεκτονική και λειτουργίες συστήματος οπτικών ινών:
1. Μονάδα εκπομπής: Μετατρέπει τα ηλεκτρικά σήματα σε οπτικά σήματα.
2. Μονάδα μετάδοσης: Το μέσο που μεταφέρει οπτικά σήματα.
3. Μονάδα λήψης: Λαμβάνει οπτικά σήματα και τα μετατρέπει σε ηλεκτρικά σήματα.
4. Συσκευές σύνδεσης: Συνδέστε τις οπτικές ίνες με πηγές φωτός, φωτοανιχνευτές και άλλα εξαρτήματα οπτικών ινών.
Κοινοί τύποι συνδετήρων
Το τμήμα πριν από το "/" υποδεικνύει το μοντέλο σύνδεσης για την πλεξίδα.
Το τμήμα μετά το "/" υποδεικνύει τη μέθοδο επεξεργασίας διατομής-.
Ο σύνδεσμος "SC" (Square Connector/Standard Connector/Subscriber Connector) είναι ένας τυπικός τετράγωνος σύνδεσμος κατασκευασμένος από πλαστικό μηχανικής, που προσφέρει πλεονεκτήματα όπως αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στην οξείδωση. Οι σύνδεσμοι SC χρησιμοποιούνται γενικά για οπτικές διεπαφές στην πλευρά του εξοπλισμού μετάδοσης.
Ο σύνδεσμος "LC" (Lucent Connector) είναι παρόμοιος σε σχήμα με τον σύνδεσμο SC αλλά ελαφρώς μικρότερος.
Ο σύνδεσμος "FC" (Ferrule Connector) είναι ένας μεταλλικός σύνδεσμος, που χρησιμοποιείται συνήθως στην πλευρά του ODF. Οι μεταλλικοί σύνδεσμοι έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής κύκλου ζευγαρώματος από τους πλαστικούς.
Το "ST" (Straight Tip) είναι ένας στρογγυλός σύνδεσμος που κουμπώνει-, επίσης κατασκευασμένος από μέταλλο.
Τύπος ακραίου συνδετήρα
PC (Physical Contact): Its connector cross-section is flat. Return loss: >40dB
UPC (UltraPolished Connectors): Ο σύνδεσμος είναι καμπύλος. Απώλεια επιστροφής: 50dB~55dB
APC (AnglePolished Connector): The cross-section has an 8-degree inclined contact surface. Return loss: >60dB
Συνδέων
Κύρια λειτουργία: Αναδιανομή οπτικών σημάτων. Οι βασικές εφαρμογές περιλαμβάνουν δίκτυα οπτικών ινών, ειδικά τοπικά δίκτυα (LAN) και συσκευές πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM).
Βασική δομή: Οι ζεύκτες είναι αμφίδρομες παθητικές συσκευές. Οι βασικές τοπολογίες περιλαμβάνουν τοπολογίες δέντρων και αστεριών. Αντίστοιχος τύπος ζεύκτη είναι ο διαχωριστής.
Πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους κύματος
Το WDM-Ο πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους κύματος μεταδίδει πολλαπλά οπτικά σήματα με διαφορετικές συχνότητες και χρώματα μέσα σε μία μόνο οπτική ίνα. Ένας πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους κύματος συνδέει πολλαπλά οπτικά σήματα στην ίδια ίνα. ένας πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους αποκύματος διαχωρίζει αυτά τα σήματα από μια ενιαία οπτική ίνα.
Πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους κύματος (εικόνα)
Μονάδα μετάδοσης
Μονάδα λήψης
Ψηφιακή επικοινωνία οπτικών ινών
Ορισμοί παλμών σε ψηφιακά συστήματα:
1. Πλάτος: Το ύψος του παλμού, που αντιπροσωπεύει την οπτική ισχύ σε συστήματα οπτικών ινών.
3. Χρόνος πτώσης: Ο χρόνος που απαιτείται για να πέσει ο παλμός από το 90% του πλάτους του στο 10%.
2. Χρόνος ανόδου: Ο χρόνος που απαιτείται για να ανέβει ο παλμός από το 10% του μέγιστου πλάτους του στο 90%.
4. Πλάτος παλμού: Το πλάτος του παλμού σε πλάτος 50%, εκφρασμένο σε χρόνο.
5. Περίοδος: Ο συγκεκριμένος χρόνος του παλμού, ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση ενός κύκλου.
6. Λόγος κατάσβεσης: Ο λόγος της οπτικής ισχύος ενός σήματος 1 προς την οπτική ισχύ ενός σήματος 0.
Ορισμοί των συνήθως χρησιμοποιούμενων μονάδων στην επικοινωνία οπτικών ινών:
1. dB=10 log10 (Pout / Pin)
Pout: Ισχύς εξόδου. Pin: Ισχύς εισόδου
2. dBm=10 log10 (P / 1mW)
Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μονάδα στη μηχανική επικοινωνιών.
Συνήθως αντιπροσωπεύει οπτική ισχύ με 1 milliwatt ως αναφορά.
Παράδειγμα: –10dBm σημαίνει οπτική ισχύς ίση με 100μW.
3. dBu=10 log10 (P / 1µW)
