1. Światłowód wielomodowy

Gdy rozmiar geometryczny światłowodu (głównie średnica rdzenia d1) jest znacznie większy niż długość fali świetlnej (około 1µm), w światłowodzie będzie występowało dziesiątki, a nawet setki modów propagacji. Różne tryby propagacji mają różne prędkości propagacji i fazy, co powoduje opóźnienia czasowe i poszerzenie impulsów świetlnych po transmisji na duże odległości. Zjawisko to nazywane jest dyspersją modową światłowodu (zwaną także dyspersją międzymodową). Dyspersja modowa zawęża szerokość pasma światłowodu wielomodowego i zmniejsza jego zdolność przesyłową. Dlatego światłowód wielomodowy nadaje się tylko do komunikacji światłowodowej o mniejszej przepustowości. Rozkład współczynnika załamania światła światłowodu wielomodowego to głównie rozkład paraboliczny, to znaczy gradientowy rozkład współczynnika załamania światła. Średnica rdzenia wynosi około 50µm.

2. Światłowód jednomodowy

Gdy rozmiar geometryczny światłowodu (głównie średnica rdzenia) może być zbliżony do długości fali światła, np. średnica rdzenia d1 mieści się w zakresie od 5 do 10 µm, światłowód pozwala na propagację tylko jednego modu (modu podstawowego HE11), a wszystkie inne mody wyższego rzędu są odcinane. Taki światłowód nazywany jest światłowodem jednomodowym. Ponieważ ma tylko jeden tryb propagacji, pozwala uniknąć problemu dyspersji modów, więc światłowód jednomodowy ma niezwykle szerokie pasmo i jest szczególnie odpowiedni do komunikacji światłowodowej o dużej przepustowości. Dlatego, aby osiągnąć transmisję jednomodową, parametry światłowodu muszą spełniać określone warunki. Oblicza się to ze wzoru, że dla światłowodu o NA=0,12, gdy transmisja jednomodowa jest osiągnięta powyżej λ=1,3µm, promień rdzenia światłowodu powinien wynosić ≤4,2µm, czyli jego średnica rdzenia d1≤8,4µm. Ponieważ średnica rdzenia światłowodu jednomodowego jest bardzo mała, procesowi jego wytwarzania stawiane są bardziej rygorystyczne wymagania.

3. Jakie są zalety stosowania światłowodu?

1) Przepustowość światłowodu jest bardzo szeroka, teoretycznie do 30T.

2) Długość wsparcia innego niż przekaźnik może sięgać dziesiątek do setek kilometrów, podczas gdy drut miedziany to tylko kilkaset metrów.

3) Nie ma na niego wpływu pola elektromagnetyczne ani promieniowanie elektromagnetyczne.

4) Jest lekki i ma niewielkie rozmiary.

5) Komunikacja światłowodowa nie jest naelektryzowana, dzięki czemu jest bezpieczna w użyciu i może być stosowana w miejscach łatwopalnych i wybuchowych.

6) Zakres temperatur środowiska pracy jest szeroki.

7) Ma długą żywotność.

4. Jak wybrać kabel optyczny?

Oprócz liczby rdzeni światłowodowych i rodzaju światłowodu, należy również dobrać konstrukcję i powłokę zewnętrzną kabla optycznego w zależności od środowiska użytkowania kabla optycznego.

1) Do zewnętrznego kabla optycznego należy wybrać opancerzony kabel optyczny z luźną tubą, jeśli jest on bezpośrednio zakopany. W przypadku napowietrznych kabli optycznych z luźną tubą i czarną powłoką zewnętrzną z PE z dwoma lub więcej żebrami wzmacniającymi.

2) Przy wyborze kabli optycznych do stosowania w budynkach należy wybierać kable światłowodowe cienkotubkowe i zwracać uwagę na ich właściwości trudnopalne, toksyczne i dymne. Ogólnie rzecz biorąc, w rurociągach lub w wymuszonej wentylacji można wybierać typy trudnopalne, ale zawierające dym (Plenum) lub typy łatwopalne i nietoksyczne (LSZH), a w środowiskach narażonych na ekspozycję należy wybierać typy opóźniające palenie, nietoksyczne i wolne od dymu (Riser).

3) Przy układaniu kabli w budynku w pionie lub w poziomie można wybrać kable światłowodowe cienkotubowe, dystrybucyjne lub odgałęźne kable optyczne powszechnie stosowane w budynkach.

4) Wybierz kable optyczne jednomodowe i wielomodowe zgodnie z zastosowaniami sieciowymi i parametrami zastosowania kabli optycznych. Ogólnie rzecz biorąc, wielomodowe kable optyczne są używane do zastosowań wewnętrznych i na krótkie odległości, natomiast jednomodowe kable optyczne są używane do zastosowań zewnętrznych i na duże odległości.

5. W przypadku połączenia światłowodowego, jak wybrać różne zastosowania połączenia stałego i aktywnego?

Aktywne połączenie światłowodu realizowane jest poprzez złącze światłowodowe. Aktywnym punktem połączenia w łączu optycznym jest przejrzysty interfejs segmentacji. Przy wyborze połączenia aktywnego i połączenia stałego, zaletami połączenia stałego są niski koszt i małe straty optyczne, ale słaba elastyczność, podczas gdy aktywne połączenie jest odwrotne. Projektując sieć, należy elastycznie wybierać wykorzystanie połączeń aktywnych i stałych w zależności od sytuacji całego łącza, aby zapewnić zarówno elastyczność, jak i stabilność, aby w pełni wykorzystać ich zalety. Aktywny interfejs połączenia jest ważnym interfejsem do testowania, konserwacji i zmian. Połączenie aktywne pozwala stosunkowo łatwiej znaleźć miejsce uszkodzenia w łączu niż połączenie stałe, co zwiększa wygodę wymiany uszkodzonych elementów, poprawiając tym samym łatwość konserwacji systemu i zmniejszając koszty konserwacji.

6. Światłowód coraz bliżej terminali użytkowników. Jakie znaczenie ma „światłowód do pulpitu” i na jakie czynniki należy zwrócić uwagę przy projektowaniu systemu?

„Światłowód do pulpitu” jest uzupełnieniem i niezbędnym rozwiązaniem dla kabli miedzianych w zastosowaniach podsystemów poziomych. Światłowód ma swoje unikalne zalety, takie jak duża odległość transmisji, stabilna transmisja, brak wpływu zakłóceń elektromagnetycznych, obsługa dużej przepustowości i brak wycieków elektromagnetycznych. Te cechy sprawiają, że światłowód odgrywa niezastąpioną rolę w kablach miedzianych w niektórych specyficznych środowiskach:

1) Gdy odległość transmisji punktu informacyjnego jest większa niż 100 m, jeśli zdecydujesz się na użycie kabli miedzianych. Należy dodać wzmacniacze lub sprzęt sieciowy i pomieszczenia o słabym natężeniu prądu, co zwiększa koszty i potencjalne usterki. Zastosowanie włókna może łatwo rozwiązać ten problem.

2) W specyficznych środowiskach pracy (takich jak fabryki, szpitale, klimatyzatory, elektrownie itp.) występuje duża liczba źródeł zakłóceń elektromagnetycznych. Światłowód może być wolny od zakłóceń elektromagnetycznych i działać stabilnie w takich środowiskach.

3) W światłowodzie nie ma wycieku elektromagnetycznego i bardzo trudno jest wykryć sygnał przesyłany w światłowodzie. Jest to dobry wybór w miejscach o wysokich wymaganiach dotyczących poufności (takich jak wojsko, badania i rozwój, audyt, rząd i inne gałęzie przemysłu).

4) W środowiskach o wysokich wymaganiach dotyczących przepustowości, sięgających ponad 1G, dobrym wyborem będzie światłowód.

Zastosowanie światłowodów stopniowo rozszerza się z sieci szkieletowej lub pomieszczeń komputerowych na użytkowników stacjonarnych i domowych, co oznacza, że ​​coraz więcej użytkowników, którzy nie rozumieją właściwości światłowodów, zaczyna mieć kontakt z systemami światłowodowymi. Dlatego też przy projektowaniu systemów łączy światłowodowych i wyborze produktów należy w pełni uwzględnić obecne i przyszłe wymagania aplikacyjne systemu, stosując kompatybilne systemy i produkty, maksymalnie ułatwiając konserwację i zarządzanie oraz dostosowując się do stale zmieniających się rzeczywistych warunków na miejscu i wymagań instalacyjnych użytkownika.

5) Czy złącza światłowodowe mogą być bezpośrednio terminowane na światłowodach 250µm?

Nie. Kable optyczne z luźną tubą zawierają gołe włókna optyczne o średnicy zewnętrznej 250 µm, które są bardzo małe i delikatne. Nie są w stanie naprawić włókien optycznych, nie są wystarczająco mocne, aby utrzymać ciężar złączy światłowodowych i są bardzo niebezpieczne. Aby zakończyć złącze bezpośrednio na kablu optycznym, należy zastosować warstwę ciasnej rurki o grubości co najmniej 900 µm, aby owinąć światłowód o grubości 250 µm na zewnątrz, aby zapewnić ochronę światłowodu i wsparcie dla złącza.

6) Czy złącza FC można podłączyć bezpośrednio do złączy SC?

Tak, to po prostu inny sposób połączenia dwóch różnych typów złączy.

Jeśli chcesz je połączyć, musisz wybrać adapter do przesyłania mieszanego. Za pomocą adaptera FC/SC można podłączyć złącze FC i złącze SC odpowiednio na obu końcach. Metoda ta wymaga, aby złącza były wypolerowane na płasko. Jeśli konieczne jest podłączenie złącza kątowego (APC), należy zastosować drugą metodę, aby zapobiec uszkodzeniu.

Drugi sposób polega na zastosowaniu zworki hybrydowej i dwóch adapterów połączeniowych. Zworka hybrydowa oznacza, że ​​na obu końcach stosowane są różne typy złączy światłowodowych. Złącza te zostaną podłączone tam, gdzie trzeba się połączyć, tak aby można było użyć uniwersalnego adaptera w panelu krosowym do podłączenia do systemu, ale zwiększy to liczbę par złączy w stosunku do budżetu tłumienia systemu.

7) Stałe połączenie światłowodu obejmuje mechaniczne łączenie włókien optycznych i łączenie na gorąco. Jakie są zasady wyboru mechanicznego łączenia włókien optycznych i łączenia na gorąco?

Mechaniczne łączenie włókien optycznych jest powszechnie znane jako łączenie włókien optycznych na zimno. Odnosi się do metody łączenia włókien optycznych, która nie wymaga spawarki na gorąco, ale wykorzystuje proste narzędzia do łączenia i technologię łączenia mechanicznego, aby uzyskać trwałe połączenie włókien optycznych jednordzeniowych lub wielordzeniowych. Ogólnie rzecz biorąc, przy spawaniu włókien optycznych o małej liczbie rdzeni i rozproszonych lokalizacjach zaleca się stosowanie spawu mechanicznego zamiast spajania na gorąco.

Na początku technologia mechanicznego łączenia włókien optycznych była często stosowana w praktykach inżynieryjnych, takich jak naprawa linii i zastosowania na małą skalę przy specjalnych okazjach. W ostatnich latach, wraz z wprowadzeniem na dużą skalę światłowodów do komputerów stacjonarnych i światłowodów do domów (FTTH), ludzie zdali sobie sprawę ze znaczenia mechanicznego łączenia włókien optycznych jako ważnego sposobu łączenia włókien optycznych.

W przypadku zastosowań światłowodowych do komputerów stacjonarnych i światłowodowych do zastosowań domowych z dużą liczbą użytkowników i rozproszonymi lokalizacjami, gdy skala użytkowników osiąga pewien poziom, złożoność konstrukcji oraz personel budowlany i maszyny do spawania termojądrowego nie są w stanie sprostać wymaganiom czasowym umożliwiającym użytkownikom otwarcie usług. Mechaniczne łączenie włókien zapewnia najbardziej opłacalne rozwiązanie w zakresie łączenia włókien w przypadku wdrażania światłowodów na dużą skalę ze względu na prostą obsługę, krótki cykl szkolenia personelu i niewielkie inwestycje w sprzęt. Na przykład w wysokich korytarzach, wąskich przestrzeniach, niewystarczającym oświetleniu i niewygodnym zasilaniu na miejscu mechaniczne łączenie włókien zapewnia wygodną, ​​praktyczną, szybką i wydajną metodę łączenia włókien dla personelu zajmującego się projektowaniem, budową i konserwacją.

8) Jakie są różnice w wymaganiach stawianych puszce światłowodowej od puszki światłowodowej stosowanej w liniach zewnętrznych operatorów telekomunikacyjnych w systemie światłowodowym?

Po pierwsze, w systemie Fiber-to-the-home należy zarezerwować miejsce montażu i zakończenia splittera w skrzynce elektroinstalacyjnej oraz dopasować i zabezpieczyć zworki wchodzące i wychodzące ze splittera zgodnie z rzeczywistymi potrzebami. Ponieważ faktycznie jest tak, że splitter może być umiejscowiony w obiektach takich jak puszka odgałęźna kabla optycznego, puszka odgałęźna kabla optycznego, skrzynka rozdzielcza czy ODF i w nich kończy się i rozprowadza kabel optyczny.

Po drugie, w obszarach mieszkalnych puszka przyłączeniowa kabla optycznego jest częściej instalowana w formie zakopanej, dlatego wymagana jest większa wydajność puszki kablowej w ziemi.

Ponadto w projekcie „światłowód do domu” może być konieczne rozważenie wejścia i wyjścia dużej liczby kabli optycznych o małym rdzeniu.

Średnica rdzenia światłowodu wielomodowego wynosi 50 ~ 62,5 μm, średnica zewnętrzna płaszcza wynosi 125 μm, średnica rdzenia światłowodu jednomodowego wynosi 8,3 μm, a średnica zewnętrzna płaszcza wynosi 125 μm. Robocze długości fal światłowodu obejmują krótką falę 0,85 μm, długą falę 1,31 μm i 1,55 μm. Straty w światłowodzie generalnie zmniejszają się wraz ze wzrostem długości fali. Strata 0,85 μm wynosi 2,5 dB/km, strata 1,31 μm wynosi 0,35 dB/km, a strata 1,55 μm wynosi 0,20 dB/km, co stanowi najmniejszą stratę w światłowodzie. Utrata długości fali powyżej 1,65 μm ma tendencję do wzrostu. Ze względu na absorpcję OHˉ występują piki strat w zakresie 0,90 ~ 1,30 μm i 1,34 ~ 1,52 μm, a te dwa zakresy nie zostały w pełni wykorzystane. Od lat 80-tych XX wieku pojawiła się tendencja do stosowania większej liczby włókien światłowodowych jednomodowych, a w pierwszej kolejności zaczęto stosować światłowody o dużej długości fali 1,31 μm.

Światłowód wielomodowy

Światłowód wielomodowy: centralny rdzeń szklany jest grubszy (50 lub 62,5 μm) i może przepuszczać wiele trybów światła. Jednakże jego rozproszenie międzymodowe jest duże, co ogranicza częstotliwość transmisji sygnału cyfrowego i pogłębia się wraz ze wzrostem odległości. Na przykład światłowód 600MB/KM ma przepustowość tylko 300MB przy 2KM. Dlatego odległość transmisji światłowodu wielomodowego jest stosunkowo krótka, zwykle wynosi tylko kilka kilometrów.

Światłowód jednomodowy

Światłowód jednomodowy: Centralny rdzeń szklany jest bardzo cienki (średnica rdzenia wynosi zazwyczaj 9 lub 10 μm) i może przepuszczać tylko jeden mod światła. Dlatego jego dyspersja międzymodowa jest bardzo mała, co jest odpowiednie do komunikacji na duże odległości, ale nadal występuje dyspersja materiałowa i dyspersja falowodowa. W ten sposób światłowód jednomodowy ma wyższe wymagania co do szerokości widmowej i stabilności źródła światła, czyli szerokość widmowa powinna być wąska, a stabilność powinna być dobra. Później odkryto, że przy długości fali 1,31 μm dyspersja materiału i dyspersja falowodu światłowodu jednomodowego są dodatnie i ujemne, a rozmiary są dokładnie równe. Oznacza to, że przy długości fali 1,31 μm całkowite rozproszenie światłowodu jednomodowego wynosi zero. Z charakterystyki strat światłowodu wynika, że ​​1,31 μm jest dokładnie oknem o niskich stratach dla światłowodu. W ten sposób obszar długości fali 1,31 μm stał się idealnym oknem roboczym dla komunikacji światłowodowej, a także jest głównym pasmem roboczym praktycznych systemów komunikacji światłowodowej. Główne parametry konwencjonalnego światłowodu jednomodowego o średnicy 1,31 μm określone są przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny ITU-T w zaleceniu G652, dlatego włókno to nazywane jest także włóknem G652.

7. Jaka jest różnica pomiędzy transceiverami światłowodowymi wielomodowymi a transceiverami światłowodowymi jednomodowymi?

Cena: tryb wielomodowy jest tani, tryb jednomodowy jest drogi

Odległość: tryb wielomodowy jest mniejszy niż 2 km, tryb jednomodowy może przesyłać około 100 km

Długość fali: wielomodowa 850/1310NM, jednomodowa 1310/1550NM, inne są podobne

Transceivery wielomodowe odbierają wiele trybów transmisji i mają krótszą odległość transmisji.

Transceivery jednomodowe odbierają tylko jeden mod. Odległość transmisji jest dłuższa.

Trudno powiedzieć, który z nich jest szerzej stosowany. Chociaż tryb wielomodowy jest wycofywany, ze względu na niższą cenę nadal jest szeroko stosowany w monitorowaniu i transmisji na małe odległości. Osobiście polecam tryb jednomodowy.

Kable jednomodowe mają dwie żyły, jedną do odbioru i jedną do transmisji; istnieją również jednowłóknowe kable dwukierunkowe, które wykorzystują jeden rdzeń i wykorzystują technologię WDM, aby osiągnąć dwukierunkową transmisję na tym samym rdzeniu. Obecnie większość kabli dostępnych na rynku wykorzystuje światłowód jednomodowy.

Kable wielomodowe mają dwa rdzenie, a nie jednożyłowe, ponieważ wielomodowe kable optyczne nie obsługują WDM.

Źródło: Dongguan HX Fibre Technology Co., Ltd