Základné znalosti o kábli z optických vlákien

Optické vlákno, optický kábel
1. Stručne popíšte zloženie optického vlákna.
Odpoveď: Optické vlákno sa skladá z dvoch základných častí: z jadra a plášťovej vrstvy z priehľadných optických materiálov a z poťahovej vrstvy.

2. Aké sú základné parametre popisujúce prenosové charakteristiky liniek s optickým vláknom?
Odpoveď: Vrátane straty, disperzie, šírky pásma, hraničnej vlnovej dĺžky, priemeru poľa režimu atď.

3. Aké sú dôvody útlmu vlákna?
Odpoveď: Útlm optického vlákna sa týka poklesu optického výkonu medzi dvoma prierezmi optického vlákna, ktorý súvisí s vlnovou dĺžkou. Hlavnými príčinami útlmu sú rozptyl, absorpcia a optická strata v dôsledku konektorov a spojov.

4. Ako je definovaný koeficient útlmu vlákna?
Odpoveď: Je definovaný útlmom (dB/km) na jednotku dĺžky rovnomerného vlákna v ustálenom stave.

5. Aký je útlm vloženia?
Odpoveď: Týka sa útlmu spôsobeného vložením optických komponentov (ako sú konektory alebo spojky) do optického prenosového vedenia.

6. S čím súvisí šírka pásma optického vlákna?
Odpoveď: Šírka pásma optického vlákna sa vzťahuje na modulačnú frekvenciu, keď sa amplitúda optického výkonu zníži o 50% alebo 3dB od amplitúdy nulovej frekvencie v prenosovej funkcii optického vlákna. Šírka pásma optického vlákna je približne nepriamo úmerná jeho dĺžke a súčin dĺžky šírky pásma je konštantný.

7. Koľko druhov rozptylu optických vlákien? s čím to súvisí?
Odpoveď: Disperzia optického vlákna sa týka rozšírenia skupinového oneskorenia v rámci optického vlákna, vrátane modálnej disperzie, disperzie materiálu a štrukturálnej disperzie. Závisí od vlastností svetelného zdroja a optického vlákna.

8. Ako opísať disperznú charakteristiku signálu šíriaceho sa v optickom vlákne?
Odpoveď: Dá sa opísať tromi fyzikálnymi veličinami: rozšírením impulzu, šírkou pásma vlákna a koeficientom rozptylu vlákna.

9. Aká je medzná vlnová dĺžka?
Odpoveď: Vzťahuje sa na najkratšiu vlnovú dĺžku, ktorá môže prenášať iba základný režim v optickom vlákne. Pre jednovidové vlákno musí byť jeho medzná vlnová dĺžka kratšia ako vlnová dĺžka prechádzajúceho svetla.

10. Aký vplyv bude mať rozptyl optického vlákna na výkon komunikačného systému s optickým vláknom?
Odpoveď: Disperzia optického vlákna spôsobí expanziu svetelného impulzu počas procesu prenosu v optickom vlákne. Ovplyvňuje veľkosť bitovej chybovosti, dĺžku prenosovej vzdialenosti a veľkosť systémovej rýchlosti.

11. Čo je metóda spätného rozptylu?
Odpoveď: Metóda spätného rozptylu je metóda merania útlmu pozdĺž dĺžky optického vlákna. Väčšina optického výkonu v optickom vlákne sa šíri smerom dopredu, ale malá časť je rozptýlená späť smerom k iluminátoru. Pomocou spektroskopu pozorujte časovú krivku spätného rozptylu na iluminátore. Z jedného konca možno merať nielen dĺžku a útlm jednotného optického vlákna, ale aj ním spôsobené miestne nepravidelnosti, zlomy a spoje a konektory. Optická strata výkonu.

12. Aký je princíp testovania optického reflektometra v časovej oblasti (OTDR)? Aká je funkcia?
Odpoveď: OTDR je vyrobený na princípe spätného rozptylu svetla a Fresnelovho odrazu. Využíva spätne rozptýlené svetlo generované pri šírení svetla v optickom vlákne na získanie informácií o útlme. Môže sa použiť na meranie útlmu optického vlákna, straty konektora, miesta poruchy vlákna a Pochopenie rozloženia straty optických vlákien po dĺžke je nepostrádateľným nástrojom pri konštrukcii, údržbe a monitorovaní optických káblov. Medzi jeho hlavné indexové parametre patria: dynamický rozsah, citlivosť, rozlíšenie, čas merania a slepá zóna atď.

13. Čo je mŕtva zóna OTDR? Aký to bude mať dopad na testovanie? Ako sa vysporiadať so slepou oblasťou v skutočnom teste?
Odpoveď: Séria "slepých miest" spôsobených nasýtením prijímacieho konca OTDR spôsobených odrazom charakteristických bodov, ako sú pohyblivé konektory a mechanické spoje, sa zvyčajne nazývajú slepé miesta.
V optickom vlákne existujú dva typy slepoty: zóna slepej udalosti a slepá zóna útlmu: vrchol odrazu spôsobený zásahom pohyblivého konektora, dĺžka vzdialenosti od počiatočného bodu vrcholu odrazu k vrcholu saturácie prijímača sa nazýva slepá zóna udalosti; Zasahujúci pohyblivý konektor spôsobuje vrchol odrazu a vzdialenosť od počiatočného bodu vrcholu odrazu k bodu, kde možno identifikovať iné udalosti, sa nazýva mŕtva zóna útlmu.
Pre OTDR platí, že čím menšia slepá zóna, tým lepšie. Slepá oblasť sa zväčší so zväčšením šírky impulzu. Hoci zvýšenie šírky impulzu zvyšuje dĺžku merania, zväčšuje aj slepú oblasť merania. Preto pri testovaní optického vlákna, meranie optického vlákna príslušenstva OTDR a priľahlého bodu udalosti použite úzky impulz a pri meraní vzdialeného konca vlákna použite široký impulz.

14. Môže OTDR merať rôzne typy optických vlákien?
Odpoveď: Ak použijete jednorežimový modul OTDR na meranie multimódového vlákna alebo použijete multimódový modul OTDR na meranie jednovidového vlákna s priemerom jadra 62,5 mm, výsledok merania dĺžky vlákna nebude ovplyvnený, ale strata vlákniny nebude ovplyvnená. Výsledky straty optického konektora a straty návratu sú nesprávne. Preto pri meraní optických vlákien treba na meranie zvoliť OTDR, ktoré zodpovedá testovanému optickému vláknu, aby boli všetky ukazovatele výkonu správne.

15. Čo znamená "1310nm" alebo "1550nm" v bežných optických testovacích prístrojoch?
Odpoveď: Vzťahuje sa na vlnovú dĺžku optického signálu. Rozsah vlnových dĺžok používaný na komunikáciu optických vlákien je v oblasti blízkej infračervenej oblasti a vlnová dĺžka je medzi 800 nm a 1700 nm. Často sa delí na krátkovlnné pásmo a dlhovlnné pásmo, prvé sa vzťahuje na vlnovú dĺžku 850nm a druhé sa vzťahuje na 1310nm a 1550nm.

16. Aká vlnová dĺžka svetla má v súčasnom komerčnom optickom vlákne najmenšiu disperziu? Aká vlnová dĺžka svetla má najmenšie straty?
Odpoveď: Svetlo s vlnovou dĺžkou 1310nm má najmenší rozptyl a svetlo s vlnovou dĺžkou 1550nm má najmenšiu stratu.

17. Ako klasifikovať vlákno podľa zmeny indexu lomu jadra vlákna?
Odpoveď: Dá sa rozdeliť na stupňovité vlákno a triedené vlákno. Krokové vlákno má úzku šírku pásma a je vhodné pre malokapacitnú komunikáciu na krátke vzdialenosti; triedené vlákno má širokú šírku pásma a je vhodné pre strednú a veľkokapacitnú komunikáciu.

18. Ako klasifikovať optické vlákno podľa rôznych režimov svetelných vĺn prenášaných v optickom vlákne?
Odpoveď: Dá sa rozdeliť na jednovidové vlákno a multimódové vlákno. Priemer jadra jednovidového vlákna je približne 1-10 μ m. Pri danej pracovnej vlnovej dĺžke sa prenáša len jeden základný mód, ktorý je vhodný pre veľkokapacitné komunikačné systémy na veľké vzdialenosti. Multimódové vlákno môže prenášať svetelné vlny vo viacerých režimoch a jeho priemer jadra je asi 50-60 μm a jeho prenosový výkon je horší ako u jednovidového vlákna.
Pri prenose prúdovej diferenciálnej ochrany multiplexnej ochrany sa medzi fotoelektrickým prepočítavačom inštalovaným v komunikačnej miestnosti rozvodne a ochranným zariadením inštalovaným v hlavnom velíne používa viacvidové optické vlákno.

19. Aký význam má numerická apertúra (NA) vlákna so stupňovitým indexom?
Odpoveď: Číselná apertúra (NA) označuje schopnosť optického vlákna prijímať svetlo. Čím väčšia je NA, tým silnejšia je schopnosť optického vlákna zbierať svetlo.

20. Aký je dvojlom jednovidového vlákna?
Odpoveď: V jednovidovom vlákne sú dva ortogonálne polarizačné režimy. Keď vlákno nie je úplne cylindricky symetrické, dva ortogonálne polarizačné módy nie sú degenerované. Absolútna hodnota rozdielu indexu lomu medzi dvoma ortogonálnymi polarizačnými módmi je pre dvojlom.

21. Aké sú najbežnejšie štruktúry optických káblov?
Odpoveď: Existujú dva typy: typ skrútenia vrstvy a typ kostry.

22. Aké sú hlavné komponenty optických káblov?
Odpoveď: Skladá sa hlavne z: vláknitého jadra, masti z optických vlákien, materiálu plášťa, PBT (polybutyléntereftalátu) a iných materiálov.

23. Aké je pancierovanie optického kábla?
Odpoveď: Vzťahuje sa na ochranný prvok (zvyčajne oceľový drôt alebo oceľový pás) používaný v optických kábloch na špeciálne účely (ako sú podmorské optické káble atď.). Pancier je pripevnený k vnútornému plášťu optického kábla.

24. Aký materiál je použitý na plášť kábla?
Odpoveď: Plášť alebo vrstva optického kábla sa zvyčajne skladá z materiálov polyetylénu (PE) a polyvinylchloridu (PVC) a jeho funkciou je chrániť jadro kábla pred vonkajšími vplyvmi.

25. Uveďte špeciálne optické káble používané v energetických systémoch.
Odpoveď: Existujú hlavne tri typy špeciálnych optických káblov:
Kompozitný optický kábel uzemňovacieho drôtu (OPGW), optické vlákno je umiestnené v napájacom vedení oceľovo opláštenej hliníkovej pramennej konštrukcie. Aplikácia optického kábla OPGW má dvojitú funkciu uzemňovacieho vodiča a komunikácie, čím efektívne zlepšuje mieru využitia elektrických stĺpov.
Optický kábel omotaného typu (GWWOP), kde sú vedenia na prenos energie, je tento typ optického kábla navinutý alebo zavesený na zemniacom kábli.
Samonosný optický kábel (ADSS) má vysokú pevnosť v ťahu a možno ho zavesiť priamo medzi dva stĺpy elektrického vedenia s maximálnym rozpätím až 1000 m.

26. Aké sú aplikačné štruktúry optických káblov OPGW?
Odpoveď: Zahŕňa hlavne: 1) Štruktúra plastových rúr + hliníkové rúry; 2) Štruktúra centrálnej plastovej rúry + hliníkovej rúry; 3) konštrukcia hliníkovej kostry; 4) Špirálová hliníková rúrková štruktúra; 5) Jednovrstvová rúrková konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele (stredná konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele, vrstvená štruktúra z nehrdzavejúcej ocele); 6) Kompozitná rúrková konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele (stredná rúrková konštrukcia z nehrdzavejúcej ocele, vrstvená štruktúra z nehrdzavejúcej ocele).

27. Aké sú hlavné komponenty lanka mimo jadra optického kábla OPGW?
Odpoveď: Skladá sa z drôtu AA (drôt z hliníkovej zliatiny) a drôtu AS (oceľový drôt potiahnutý hliníkom).

28. Aké technické podmienky je potrebné splniť pri výbere modelu kábla OPGW?
Odpoveď: 1) Nominálna pevnosť v ťahu (RTS) (kN) kábla OPGW; 2) Počet vláknových jadier (SM) kábla OPGW; 3) Skratový prúd (kA); 4) Čas skratu (s); 5) Rozsah teplôt (℃).

29. Ako je obmedzený stupeň ohybu optického kábla?
Odpoveď: Polomer ohybu kábla z optických vlákien by nemal byť menší ako 20-násobok vonkajšieho priemeru kábla z optických vlákien a nemal by byť menší ako 30-násobok vonkajšieho priemeru kábla z optických vlákien počas výstavby (nestacionárny stav ).

30. Na čo si dať pozor pri projekte optického kábla ADSS?
Odpoveď: Existujú tri kľúčové technológie: mechanická konštrukcia optického kábla, určenie závesných bodov a výber a inštalácia podporného hardvéru.

31. Aké sú hlavné tvarovky optických káblov?
Odpoveď: Optické káblové armatúry sa vzťahujú na hardvér používaný na inštaláciu optického kábla, najmä vrátane: napínacích svoriek, závesných svoriek, tlmičov vibrácií atď.

32. Aké sú dva najzákladnejšie výkonové parametre konektorov z optických vlákien?
Odpoveď: Konektory optických vlákien sú bežne známe ako živé konektory. V prípade jednovláknových konektorov sa požiadavky na optický výkon zameriavajú na dva najzákladnejšie výkonové parametre, a to vložný útlm a spätný útlm.

33. Koľko typov konektorov pre optické vlákna sa bežne používa?
Odpoveď: Podľa rôznych metód klasifikácie možno konektory optických vlákien rozdeliť do rôznych typov. Podľa rôznych prenosových médií ich možno rozdeliť na jednovidové vláknové konektory a multimódové vláknové konektory; podľa rôznych štruktúr ich možno rozdeliť na typy FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT a iné; podľa koncovej plochy pinov možno konektor rozdeliť na FC, PC (UPC) a APC. Bežne používané optické konektory: FC/PC optické konektory, SC optické konektory, LC optické konektory.

34. V komunikačnom systéme s optickými vláknami sú nasledujúce položky bežné, uveďte ich názvy.
Adaptér typu AFC, FC Adaptér typu ST Adaptér typu SC Adaptér
Konektor typu FC/APC, FC/PC Konektor typu SC konektor typu ST
LC prepojka MU prepojka Jednorežimová alebo viacrežimová prepojka

35. Aká je vložená strata (alebo vložená strata) konektora optického vlákna?
Odpoveď: Vzťahuje sa na množstvo zníženia efektívneho výkonu prenosového vedenia spôsobeného zásahom konektora. Pre používateľov platí, že čím menšia hodnota, tým lepšie. ITU-T stanovuje, že jeho hodnota by nemala byť väčšia ako 0,5 dB.

36. Aká je spätná strata konektora optického vlákna (alebo nazývaná útlm odrazu, strata odrazu, strata odrazu)?
Odpoveď: Je to miera vstupného výkonového komponentu odrazeného od konektora a vráteného pozdĺž vstupného kanála. Typická hodnota by nemala byť menšia ako 25 dB.

37. Aký je najvýraznejší rozdiel medzi svetlom vyžarovaným svetelnými diódami a polovodičovými lasermi?
Odpoveď: Svetlo produkované svetelnou diódou je nekoherentné svetlo so širokým frekvenčným spektrom; svetlo produkované laserom je koherentné svetlo s úzkym frekvenčným spektrom.

38. Aký je najzreteľnejší rozdiel medzi prevádzkovými charakteristikami svetelných diód (LED) a polovodičových laserov (LD)?
Odpoveď: LED nemá prah, zatiaľ čo LD má prah. Laser sa vytvorí iba vtedy, keď vstreknutý prúd prekročí prahovú hodnotu.

39. Aké sú dva bežne používané polovodičové lasery s jedným pozdĺžnym vidom?
Odpoveď: DFB lasery aj DBR lasery sú lasery s distribuovanou spätnou väzbou a ich optickú spätnú väzbu poskytuje distribuovaná spätná väzba Braggova mriežka v optickej dutine.

40. Aké sú dva hlavné typy optických prijímacích zariadení?
Odpoveď: Ide najmä o fotodiódy (PIN trubice) a lavínové fotodiódy (APD).

41. Aké sú faktory, ktoré spôsobujú šum v komunikačných systémoch s optickými vláknami?
Odpoveď: Existuje šum spôsobený nekvalifikovaným extinkčným pomerom, šum spôsobený náhodnými zmenami intenzity svetla, šum spôsobený časovým jitterom, bodový šum a tepelný šum prijímača, režimový šum optického vlákna, šum spôsobený šírením impulzov spôsobený disperziou, a šum distribúcie režimu LD, šum generovaný frekvenčným cvrlikáním LD a šum generovaný odrazom.

42. Aké hlavné optické vlákna sa v súčasnosti používajú na výstavbu prenosovej siete? Aké sú jeho hlavné črty?
Odpoveď: Existujú tri hlavné typy, konkrétne G.652 konvenčné jednovidové vlákno, G.653 disperzne posunuté jednovidové vlákno a G.655 vlákno s nenulovým rozptylom posunuté.
Jednomódové vlákno G.652 má veľký rozptyl v C-pásme 1530~1565nm a L-pásme 1565~1625nm, všeobecne 17~22psnm•km, keď systémová rýchlosť dosiahne 2,5 Gbit/s alebo viac, kompenzácia rozptylu je požadované, pri 10 Gbit/s Náklady na kompenzáciu rozptylu systému sú relatívne vysoké av súčasnosti je to najbežnejší typ vlákna ukladaného v prenosovej sieti.
Rozptyl vlákna s posunutou disperziou G.653 v C-pásme a L-pásme je všeobecne -1～3,5psnm•km, s nulovým rozptylom pri 1550nm a systémová rýchlosť môže dosiahnuť 20Gbit/sa 40Gbit/s. Ide o prenos na ultra dlhé vzdialenosti v jednej vlnovej dĺžke. Najlepšia vláknina. Avšak kvôli jeho nulovej disperznej charakteristike, keď sa DWDM použije na rozšírenie kapacity, dôjde k nelineárnym efektom, čo vedie k presluchu signálu, čo vedie k štvorvlnovému zmiešavaniu FWM, takže DWDM nie je vhodné.
Vlákno G.655 s nenulovou disperziou s posunutým vláknom: Vlákno G.655 s nenulovým rozptylom s posunutým vláknom má rozptyl 1～6psnm•km v C-pásme a všeobecne 6-10psnm•km v L-pásme . Rozptyl je malý a vyhýba sa nule. Disperzná zóna nielen potláča štvorvlnové miešanie FWM, môže byť použitá na expanziu DWDM, ale môže tiež otvárať vysokorýchlostné systémy. Nové vlákno G.655 môže rozšíriť efektívnu plochu na 1,5 až 2-násobok bežného vlákna a veľká efektívna plocha môže znížiť hustotu výkonu a znížiť nelineárny efekt vlákna.

43. Aká je nelinearita optického vlákna?
Odpoveď: Keď vstupný optický výkon prekročí určitú hodnotu, index lomu optického vlákna bude nelineárne súvisieť s optickým výkonom a dôjde k Ramanovmu rozptylu a Brillouinovmu rozptylu, čo zmení frekvenciu dopadajúceho svetla.

44. Aký je vplyv nelinearity vlákna na prenos?
Odpoveď: Nelineárne efekty spôsobia ďalšie straty a rušenie, čím sa zhorší výkon systému. Systém WDM má vysoký optický výkon a prenáša veľkú vzdialenosť pozdĺž optického vlákna, takže vzniká nelineárne skreslenie. Existujú dva typy nelineárneho skreslenia: stimulovaný rozptyl a nelineárny lom. Medzi nimi stimulovaný rozptyl zahŕňa Ramanov rozptyl a Brillouinov rozptyl. Vyššie uvedené dva druhy rozptylu znižujú energiu dopadajúceho svetla a spôsobujú straty. Môže sa ignorovať, keď je vstupný výkon vlákna malý.

45. Čo je to PON (pasívna optická sieť)?
Odpoveď: PON je optická sieť z optických vlákien v lokálnej užívateľskej prístupovej sieti, založená na pasívnych optických komponentoch, ako sú spojky a rozbočovače.