Базові знання оптоволоконного кабелю

Оптичне волокно, оптичний кабель
1. Коротко опишіть склад оптичного волокна.
Відповідь: Оптичне волокно складається з двох основних частин: серцевини та оболонки з прозорих оптичних матеріалів і шару покриття.

2. Які основні параметри описують характеристики передачі волоконно-оптичних ліній?
Відповідь: Включаючи втрати, дисперсію, смугу пропускання, довжину хвилі зрізу, діаметр поля моди тощо.

3. Які причини загасання волокна?
Відповідь: Загасання оптичного волокна відноситься до зменшення оптичної сили між двома поперечними перерізами оптичного волокна, що пов’язано з довжиною хвилі. Основними причинами загасання є розсіювання, поглинання та оптичні втрати через роз’єми та з’єднання.

4. Як визначається коефіцієнт загасання волокна?
Відповідь: Визначається загасанням (дБ/км) на одиницю довжини однорідного волокна в усталеному стані.

5. Що таке вносимі втрати?
Відповідь: Відноситься до ослаблення, спричиненого вставкою оптичних компонентів (наприклад, роз’ємів або з’єднувачів) в оптичну лінію передачі.

6. З чим пов’язана смуга пропускання оптичного волокна?
Відповідь: смуга пропускання оптичного волокна відноситься до частоти модуляції, коли амплітуда оптичної потужності зменшується на 50% або на 3 дБ від амплітуди нульової частоти в передатній функції оптичного волокна. Пропускна здатність оптичного волокна приблизно обернено пропорційна його довжині, а добуток довжини смуги пропускання є постійним.

7. Скільки видів дисперсії оптичного волокна? З чим це пов’язано?
Відповідь: Дисперсія оптичного волокна відноситься до розширення групової затримки в оптичному волокні, включаючи модальну дисперсію, дисперсію матеріалу та структурну дисперсію. Залежить від характеристик як джерела світла, так і оптичного волокна.

8. Як описати дисперсійні характеристики сигналу, що поширюється в оптичному волокні?
Відповідь: Його можна описати трьома фізичними величинами: розширенням імпульсу, пропускною здатністю волокна та коефіцієнтом дисперсії волокна.

9. Що таке гранична довжина хвилі?
Відповідь: Це стосується найкоротшої довжини хвилі, яка може передавати лише основну моду в оптичному волокні. Для одномодового волокна його гранична довжина хвилі повинна бути коротшою за довжину хвилі світла, що проходить.

10. Який вплив матиме дисперсія оптичного волокна на продуктивність волоконно-оптичної системи зв’язку?
Відповідь: Дисперсія оптичного волокна призведе до розширення світлового імпульсу під час процесу передачі в оптичному волокні. Впливає на розмір частоти бітових помилок, довжину відстані передачі та розмір системної швидкості.

11. Що таке метод зворотного розсіювання?
Відповідь: Метод зворотного розсіювання — це метод вимірювання загасання по довжині оптичного волокна. Більша частина оптичної сили в оптичному волокні поширюється в прямому напрямку, але невелика частина розсіюється назад до освітлювача. Використовуйте спектроскоп, щоб спостерігати за часовою кривою зворотного розсіювання на освітлювачі. З одного кінця можна виміряти не тільки довжину та загасання однорідного оптичного волокна, але й локальні нерівності, точки розриву, а також стики та роз’єми, викликані цим. Втрата оптичної потужності.

12. Який принцип тестування оптичного рефлектометра у часовій області (OTDR)? Яка функція?
Відповідь: OTDR виготовлений за принципом зворотного розсіювання світла та відбиття Френеля. Він використовує зворотне розсіяне світло, що утворюється, коли світло поширюється в оптичному волокні, щоб отримати інформацію про ослаблення. Його можна використовувати для вимірювання загасання оптичного волокна, втрат роз’єму, місця несправності волокна та розуміння розподілу втрат оптичних волокон по довжині є незамінним інструментом при будівництві, обслуговуванні та моніторингу оптичних кабелів. Його основні параметри індексу включають: динамічний діапазон, чутливість, роздільну здатність, час вимірювання та сліпу зону тощо.

13. Що таке мертва зона OTDR? Який вплив це матиме на тестування? Як боротися з сліпою зоною в реальному тесті?
Відповідь: Серію «сліпих зон», викликаних насиченням приймального кінця OTDR, викликаним відображенням характерних точок, таких як рухомі роз’єми та механічні з’єднання, зазвичай називають сліпими зонами.
Існує два типи сліпоти в оптичному волокні: сліпа зона події та сліпа зона ослаблення: пік відображення, викликаний втручанням рухомого роз’єму, довжина відстані від початкової точки піку відбиття до піку насичення приймача. називається подійною сліпою зоною; Проміжний рухомий з’єднувач викликає пік відображення, а відстань від початкової точки піку відбиття до точки, де можна ідентифікувати інші події, називається мертвою зоною загасання.
Для OTDR, чим менше сліпа зона, тим краще. Сліпа зона буде збільшуватися зі збільшенням ширини імпульсу. Хоча збільшення ширини імпульсу збільшує довжину вимірювання, воно також збільшує сліпу зону вимірювання. Тому під час тестування оптичного волокна, вимірювання оптичного волокна аксесуара OTDR і сусідньої точки події Використовуйте вузький імпульс і використовуйте широкий імпульс під час вимірювання дальнього кінця волокна.

14. Чи може OTDR вимірювати різні типи оптичних волокон?
Відповідь: Якщо ви використовуєте одномодовий OTDR-модуль для вимірювання багатомодового волокна або використовуєте багатомодовий OTDR-модуль для вимірювання одномодового волокна з діаметром серцевини 62,5 мм, результат вимірювання довжини волокна не вплине, але на втрату волокна це не вплине. Результати втрати оптичного роз'єму та зворотних втрат є неправильними. Тому під час вимірювання оптичних волокон для вимірювання необхідно вибрати OTDR, який відповідає тестованому волокну, щоб усі показники продуктивності були правильними.

15. Що означає «1310 нм» або «1550 нм» у звичайних оптичних приладах?
Відповідь: Це стосується довжини хвилі оптичного сигналу. Діапазон довжин хвиль, який використовується для оптоволоконного зв’язку, знаходиться в ближньому інфрачервоному діапазоні, а довжина хвилі становить від 800 нм до 1700 нм. Його часто поділяють на короткохвильову і довгохвильову смугу, перша відноситься до 850 нм довжини хвилі, а друга стосується 1310 нм і 1550 нм.

16. Яка довжина хвилі світла має найменшу дисперсію в нинішньому комерційному оптичному волокні? Яка довжина хвилі світла має найменші втрати?
Відповідь: Світло з довжиною хвилі 1310 нм має найменшу дисперсію, а світло з довжиною хвилі 1550 нм – найменші втрати.

17. Як класифікують волокно за зміною показника заломлення серцевини волокна?
Відповідь: його можна розділити на ступінчасте волокно та ступінчасте волокно. Степ-волокно має вузьку пропускну здатність і підходить для малої ємності зв'язку на короткі відстані; оптоволокно має широку пропускну здатність і підходить для середньої та великої пропускної здатності.

18. Як класифікувати оптичне волокно за різними видами світлових хвиль, що передаються в оптичному волокні?
Відповідь: Його можна розділити на одномодове волокно та багатомодове волокно. Діаметр серцевини одномодового волокна становить приблизно 1-10μm. На даній робочій довжині хвилі передається лише один основний режим, що підходить для систем далекого зв’язку великої ємності. Багатомодове волокно може передавати світлові хвилі в декількох режимах, і його серцевина діаметром становить приблизно 50-60μm, і його продуктивність передачі гірша, ніж у одномодового волокна.
При передачі струму диференціального захисту мультиплексного захисту використовується багатомодове оптичне волокно між пристроєм фотоелектричного перетворення, встановленим в кімнаті зв'язку підстанції, і пристроєм захисту, встановленим в головному диспетчерському.

19. Яке значення має числова апертура (NA) волокна крокового індексу?
Відповідь: Числова апертура (NA) вказує на здатність оптичного волокна сприймати світло. Чим більше NA, тим сильніше здатність оптичного волокна збирати світло.

20. Що таке подвійне променезаломлення одномодового волокна?
Відповідь: В одномодовому волокні є дві ортогональні поляризаційні моди. Коли волокно не повністю циліндрично симетричне, дві моди ортогональної поляризації не вироджені. Абсолютне значення різниці показників заломлення між двома ортогональними модами поляризації дорівнює Для подвійного заломлення.

21. Які конструкції волоконно-оптичних кабелів є найпоширенішими?
Відповідь: Є два типи: тип повороту шару та тип каркаса.

22. Які основні складові частини оптичних кабелів?
Відповідь: в основному складається з: волоконної серцевини, мазі для оптичного волокна, матеріалу оболонки, PBT (полібутилентерефталату) та інших матеріалів.

23. Яка броня оптичного кабелю?
Відповідь: Відноситься до захисного елемента (зазвичай сталевий дріт або сталевий ремінь), який використовується в оптичних кабелях спеціального призначення (наприклад, підводних оптичних кабелях тощо). Броня кріпиться до внутрішньої оболонки оптичного кабелю.

24. Який матеріал використано для оболонки кабелю?
Відповідь: оболонка або шар оптичного кабелю зазвичай складається з поліетилену (PE) і полівінілхлориду (ПВХ), і його функція полягає в захисті жили кабелю від зовнішніх впливів.

25. Перелічіть спеціальні оптичні кабелі, які використовуються в енергосистемах.
Відповідь: В основному існують три типи спеціальних оптичних кабелів:
Композитний оптичний кабель заземлення (OPGW), оптичне волокно поміщено в лінію електропередачі сталевої алюмінієвої жили. Застосування оптичного кабелю OPGW виконує подвійну функцію заземлення та зв’язку, ефективно покращуючи коефіцієнт використання силових опор.
Оптичний кабель обертового типу (GWWOP), де є лінії електропередачі, цей тип оптичного кабелю намотується або підвішується на проводі заземлення.
Самонесучий оптичний кабель (ADSS) має високу міцність на розрив і може бути підвішений безпосередньо між двома опорами живлення з максимальним прольотом до 1000 м.

26. Які структури застосування оптичних кабелів OPGW?
Відповідь: В основному включають: 1) Структура пластикових труб + алюмінієва труба; 2) Конструкція центральної пластикової труби + алюмінієва труба; 3) Алюмінієва каркасна конструкція; 4) Спіральна алюмінієва трубна конструкція; 5) Одношарова трубна структура з нержавіючої сталі (центральна трубна структура з нержавіючої сталі, шарувата структура з нержавіючої сталі); 6) Композитна трубна структура з нержавіючої сталі (центральна трубна структура з нержавіючої сталі, шарувата структура з нержавіючої сталі).

27. Які основні компоненти багатожильного дроту поза жилою оптичного кабелю OPGW?
Відповідь: Він складається з дроту AA (дроту з алюмінієвого сплаву) та дроту AS (сталевий дріт з алюмінієвим плактом).

28. Щоб вибрати модель кабелю OPGW, які технічні умови необхідно виконати?
Відповідь: 1) Номінальна міцність на розрив (RTS) (кН) кабелю OPGW; 2) Кількість жил волокна (SM) кабелю OPGW; 3) Струм короткого замикання (кА); 4) Час короткого замикання (с); 5) Температурний діапазон (℃).

29. Яким чином обмежується ступінь згину оптичного кабелю?
Відповідь: Радіус вигину волоконно-оптичного кабелю не повинен бути меншим ніж у 20 разів більше зовнішнього діаметра волоконно-оптичного кабелю, і він не повинен бути меншим за 30 разів більше зовнішнього діаметра волоконно-оптичного кабелю під час будівництва (нестаціонарний стан ).

30. На що слід звернути увагу в проекті оптичного кабелю ADSS?
Відповідь: Існують три ключові технології: механічне проектування оптичного кабелю, визначення точок підвішування, вибір та встановлення допоміжного обладнання.

31. Які основні фітинги оптичного кабелю?
Відповідь: Фітинги для оптичного кабелю відносяться до обладнання, яке використовується для встановлення оптичного кабелю, в основному включає: затискачі натяжки, затискачі підвіски, амортизатори вібрації тощо.

32. Які два найбільш основні параметри роботи волоконно-оптичних роз'ємів?
Відповідь: оптоволоконні роз’єми широко відомі як роз’єми під напругою. Для одноволоконних з’єднувачів вимоги до оптичних характеристик зосереджені на двох найосновніших параметрах продуктивності: вхідних і зворотних втратах.

33. Скільки типів волоконно-оптичних роз’ємів зазвичай використовуються?
Відповідь: За різними методами класифікації оптоволоконні роз’єми можна розділити на різні типи. Відповідно до різних засобів передачі їх можна розділити на одномодові волоконні роз’єми та багатомодові волоконні роз’єми; за різними структурами їх можна розділити на FC, SC, ST , D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT та інші типи; Відповідно до торця контактів роз'єм можна розділити на FC, PC (UPC) і APC. Часто використовувані волоконно-оптичні роз’єми: волоконно-оптичні роз’єми FC/PC, волоконно-оптичні роз’єми SC, волоконно-оптичні роз’єми LC.

34. У системі оптоволоконного зв'язку поширені такі елементи, будь ласка, вкажіть їх назви.
Перехідник типу AFC, FC Адаптер типу ST Перехідник типу SC
Роз'єм типу FC/APC, FC/PC Роз'єм типу SC Роз'єм типу ST
Перемичка LC Перемичка MU Однорежимна або багаторежимна перемичка

35. Що таке вносимі втрати (або вносимі втрати) волоконно-оптичного з'єднувача?
Відповідь: Він відноситься до величини зниження ефективної потужності лінії передачі, викликаного втручанням роз'єму. Для користувачів, чим менше значення, тим краще. ITU-T передбачає, що його значення не повинно перевищувати 0,5 дБ.

36. Що таке зворотні втрати волоконно-оптичного роз'єму (або називаються загасанням відбиття, зворотними втратами, зворотними втратами)?
Відповідь: це міра складової вхідної потужності, відбитої від роз'єму і поверненої по вхідному каналу. Типове значення не повинно бути менше 25 дБ.

37. Яка найбільша різниця між світлом, що випромінюється світлодіодами, і напівпровідниковими лазерами?
Відповідь: Світло, яке випромінює світлодіод, є некогерентним світлом з широким спектром частот; світло, вироблене лазером, є когерентним світлом з вузьким частотним спектром.

38. Яка найбільш очевидна різниця між робочими характеристиками світлодіодів (LED) та напівпровідникових лазерів (LD)?
Відповідь: світлодіод не має порога, а LD має поріг. Лазер буде генеруватися тільки тоді, коли введений струм перевищує поріг.

39. Які два широко використовуються одномодові напівпровідникові лазери?
Відповідь: І лазери DFB, і лазери DBR є лазерами з розподіленим зворотним зв’язком, а їх оптичний зворотний зв’язок забезпечується розподіленою ґраткою Брегга зі зворотним зв’язком в оптичному резонаторі.

40. Які два основні типи оптичних приймальних пристроїв?
Відповідь: Існують переважно фотодіоди (PIN-трубки) і лавинні фотодіоди (APD).

41. Які фактори викликають шум у волоконно-оптичних системах зв’язку?
Відповідь: Існують шум, викликаний некваліфікованим коефіцієнтом згасання, шум, викликаний випадковими змінами інтенсивності світла, шум, викликаний джитером часу, точковий шум і тепловий шум приймача, шум режиму оптичного волокна, шум, викликаний розширенням імпульсу, викликаним дисперсією, і шум розподілу режиму LD, шум, створений частотним чірпом LD, і шум, створений відбиттям.

42. Які основні оптичні волокна нині використовуються для будівництва мереж передачі? Які його основні особливості?
Відповідь: Існують три основні типи, а саме G.652 звичайне одномодове волокно, G.653 зміщене дисперсією одномодове волокно і G.655 ненульове волокно зі зміщенням дисперсії.
Одномодове волокно G.652 має велику дисперсію в діапазоні C 1530~1565 нм і L-діапазоні 1565~1625 нм, зазвичай 17~22psnm•km, коли швидкість системи досягає 2,5 Гбіт/с або більше, компенсація дисперсії Необхідно, зі швидкістю 10 Гбіт/с компенсація дисперсії вартість системи є відносно високою, і на даний момент це найпоширеніший тип волокна, що прокладається в мережі передачі.
Дисперсія волокна G.653 зі зміщенням дисперсії в діапазонах C і L зазвичай становить -1～3,5psnm•km, з нульовою дисперсією на 1550 нм, а швидкість системи може досягати 20 Гбіт/с і 40 Гбіт/с. Це однохвильова передача на наддалекі відстані. Найкраще волокно. Однак через його характеристику нульової дисперсії, коли DWDM використовується для розширення ємності, виникатимуть нелінійні ефекти, що призведе до перехресних перешкод сигналу, що призведе до чотирихвильового змішування FWM, тому DWDM не підходить.
G.655 ненульове волокно зі зміщенням дисперсії: волокно G.655 з ненульовим зміщенням дисперсії має дисперсію 1～6psnm•km в C-діапазоні і загалом 6-10psnm•km в L-діапазоні . Дисперсія невелика і уникає нуля. Зона дисперсії не тільки пригнічує чотирихвильове змішування FWM, може використовуватися для розширення DWDM, але також може відкривати високошвидкісні системи. Нове волокно G.655 може розширити ефективну площу в 1,5-2 рази, ніж звичайне волокно, а велика ефективна площа може зменшити щільність потужності та зменшити нелінійний ефект волокна.

43. Що таке нелінійність оптичного волокна?
Відповідь: Коли вхідна оптична потужність перевищує певне значення, показник заломлення оптичного волокна буде нелінійно пов’язаний з оптичною силою, і виникне рамановське розсіювання та розсіювання Бріллюена, що змінюватиме частоту падаючого світла.

44. Який вплив нелінійності волокна на передачу?
Відповідь: Нелінійні ефекти призведуть до додаткових втрат і перешкод, погіршуючи продуктивність системи. Система WDM має високу оптичну потужність і передає на велику відстань по оптичному волокну, тому генерується нелінійне спотворення. Існує два типи нелінійного спотворення: вимушене розсіювання і нелінійне заломлення. Серед них вимушене розсіювання включає комбінаційне розсіювання і розсіяння Бриллюена. Перераховані вище два види розсіювання зменшують падаючу світлову енергію та спричиняють втрати. Його можна ігнорувати, коли вхідна потужність волокна мала.

45. Що таке PON (пасивна оптична мережа)?
Відповідь: PON – це оптоволоконна оптична мережа в локальній мережі доступу користувача, заснована на пасивних оптичних компонентах, таких як розгалужувачі та розгалужувачі.