Odborné znalosti

Základní znalost optických kabelů

2021-05-21
Optické vlákno, optický kabel
1. Stručně popište složení optického vlákna.
Odpověď: Optické vlákno se skládá ze dvou základních částí: jádra a krycí vrstvy z průhledných optických materiálů a krycí vrstvy.

2. Jaké jsou základní parametry popisující přenosové charakteristiky vedení s optickým vláknem?
Odpověď: Včetně ztráty, disperze, šířky pásma, mezní vlnové délky, průměru pole režimu atd.

3. Jaké jsou důvody útlumu vláken?
Odpověď: Útlum optického vlákna označuje pokles optického výkonu mezi dvěma průřezy optického vlákna, který souvisí s vlnovou délkou. Hlavními příčinami útlumu jsou rozptyl, absorpce a optické ztráty způsobené konektory a spoji.

4. Jak je definován koeficient útlumu vlákna?
Odpověď: Je definován útlumem (dB/km) na jednotku délky jednotného vlákna v ustáleném stavu.

5. Co je to vložný útlum?
Odpověď: Týká se útlumu způsobeného vložením optických součástí (jako jsou konektory nebo spojky) do optické přenosové linky.

6. S čím souvisí šířka pásma optického vlákna?
Odpověď: Šířka pásma optického vlákna se vztahuje k modulační frekvenci, když se amplituda optického výkonu sníží o 50% nebo 3dB od amplitudy nulové frekvence v přenosové funkci optického vlákna. Šířka pásma optického vlákna je přibližně nepřímo úměrná jeho délce, a produkt délky šířky pásma je konstanta.

7. Kolik druhů rozptylu optických vláken? s čím to souvisí?
Odpověď: Disperze optického vlákna se týká rozšíření skupinového zpoždění v rámci optického vlákna, včetně modální disperze, disperze materiálu a strukturální disperze. Závisí na vlastnostech jak světelného zdroje, tak optického vlákna.

8. Jak popsat disperzní charakteristiky signálu šířícího se v optickém vláknu?
Odpověď: Lze jej popsat třemi fyzikálními veličinami: rozšířením pulzu, šířkou pásma vlákna a koeficientem rozptylu vlákna.

9. Jaká je mezní vlnová délka?
Odpověď: Vztahuje se k nejkratší vlnové délce, která může přenášet pouze základní režim v optickém vláknu. U jednovidového vlákna musí být jeho mezní vlnová délka kratší než vlnová délka procházejícího světla.

10. Jaký vliv bude mít disperze optického vlákna na výkon komunikačního systému s optickým vláknem?
Odpověď: Disperze optického vlákna způsobí, že se světelný puls během procesu přenosu v optickém vláknu rozšíří. Ovlivňuje velikost bitové chybovosti, délku přenosové vzdálenosti a velikost systémové rychlosti.

11. Co je metoda zpětného rozptylu?
Odpověď: Metoda zpětného rozptylu je metoda měření útlumu po délce optického vlákna. Většina optického výkonu v optickém vláknu se šíří v dopředném směru, ale malá část je rozptýlena zpět směrem k iluminátoru. Pomocí spektroskopu pozorujte časovou křivku zpětného rozptylu na iluminátoru. Z jednoho konce lze měřit nejen délku a útlum stejnoměrně připojeného optického vlákna, ale také tím způsobené místní nepravidelnosti, zlomy a spoje a konektory. Optická ztráta výkonu.

12. Jaký je princip testování optického reflektometru v časové oblasti (OTDR)? Jaká je funkce?
Odpověď: OTDR je vyrobeno na principu zpětného rozptylu světla a Fresnelova odrazu. Využívá zpětně rozptýlené světlo generované při šíření světla v optickém vláknu k získání informace o útlumu. Lze jej použít k měření útlumu optického vlákna, ztráty konektoru, místa poruchy vlákna a Pochopení rozložení ztrát optických vláken po délce je nepostradatelným nástrojem při konstrukci, údržbě a monitorování optických kabelů. Mezi jeho hlavní parametry indexu patří: dynamický rozsah, citlivost, rozlišení, doba měření a slepá zóna atd.

13. Co je mrtvá zóna OTDR? Jaký dopad to bude mít na testování? Jak se vypořádat se slepou oblastí ve skutečném testu?
Odpověď: Série „slepých míst“ způsobených nasycením přijímacího konce OTDR způsobeným odrazem charakteristických bodů, jako jsou pohyblivé konektory a mechanické spoje, se obvykle nazývá slepá místa.
V optickém vláknu existují dva typy slepoty: slepá zóna události a slepá zóna útlumu: vrchol odrazu způsobený zásahem pohyblivého konektoru, délka vzdálenosti od počátečního bodu odrazového vrcholu k vrcholu saturace přijímače se nazývá slepá zóna událostí; Zasahující pohyblivý konektor způsobuje vrchol odrazu a vzdálenost od počátečního bodu vrcholu odrazu k bodu, kde lze identifikovat další události, se nazývá mrtvá zóna útlumu.
U OTDR platí, že čím menší slepá zóna, tím lépe. Slepá oblast se bude zvětšovat s rostoucí šířkou pulzu. Ačkoli zvětšení šířky pulzu prodlužuje délku měření, zvětšuje také slepou oblast měření. Proto při testování optického vlákna, měření optického vlákna příslušenství OTDR a sousedního bodu události Používejte úzký pulz a široký pulz při měření vzdáleného konce vlákna.

14. Může OTDR měřit různé typy optických vláken?
Odpověď: Pokud použijete jednovidový modul OTDR k měření vícevidového vlákna nebo použijete vícevidový modul OTDR k měření jednovidového vlákna s průměrem jádra 62,5 mm, výsledek měření délky vlákna nebude ovlivněn, ale ztráta vlákna nebude ovlivněna. Výsledky ztráty optického konektoru a ztráty návratnosti jsou nesprávné. Při měření optických vláken je proto nutné pro měření zvolit OTDR, které odpovídá testovanému optickému vláknu, aby byly všechny ukazatele výkonu správné.

15. Co znamená "1310nm" nebo "1550nm" v běžných optických testovacích přístrojích?
Odpověď: Vztahuje se k vlnové délce optického signálu. Rozsah vlnových délek používaný pro komunikaci optických vláken je v oblasti blízké infračervené oblasti a vlnová délka je mezi 800 nm a 1700 nm. Často se dělí na krátkovlnné pásmo a dlouhovlnné pásmo, první označuje vlnovou délku 850nm a druhé označuje 1310nm a 1550nm.

16. Jaká vlnová délka světla má v současném komerčním optickém vláknu nejmenší rozptyl? Jaká vlnová délka světla má nejmenší ztráty?
Odpověď: Světlo s vlnovou délkou 1310nm má nejmenší rozptyl a světlo s vlnovou délkou 1550nm má nejmenší ztrátu.

17. Jak klasifikovat vlákno podle změny indexu lomu jádra vlákna?
Odpověď: Lze jej rozdělit na stupňovité vlákno a tříděné vlákno. Krokové vlákno má úzkou šířku pásma a je vhodné pro malokapacitní komunikaci na krátké vzdálenosti; odstupňované vlákno má širokou šířku pásma a je vhodné pro středně a velkokapacitní komunikaci.

18. Jak klasifikovat optické vlákno podle různých režimů světelných vln přenášených v optickém vláknu?
Odpověď: Lze jej rozdělit na jednovidové vlákno a vícevidové vlákno. Průměr jádra jednovidového vlákna je asi 1-10μm. Při dané pracovní vlnové délce se přenáší pouze jeden základní mód, který je vhodný pro velkokapacitní systémy dálkové komunikace. Vícevidové vlákno může přenášet světelné vlny ve více režimech a jeho průměr jádra je asi 50-60 μm a jeho přenosový výkon je horší než u jednovidového vlákna.
Při přenosu proudové rozdílové ochrany multiplexní ochrany se mezi fotoelektrickým přepočítávačem instalovaným v komunikační místnosti rozvodny a ochranným zařízením instalovaným v hlavním velínu používá vícevidové optické vlákno.

19. Jaký význam má numerická apertura (NA) vlákna se stupňovitým indexem?
Odpověď: Číselná apertura (NA) udává schopnost optického vlákna přijímat světlo. Čím větší je NA, tím silnější je schopnost optického vlákna shromažďovat světlo.

20. Jaký je dvojlom jednovidového vlákna?
Odpověď: Jednovidové vlákno má dva ortogonální polarizační režimy. Když vlákno není úplně válcově symetrické, dva ortogonální polarizační módy nejsou degenerované. Absolutní hodnota rozdílu indexu lomu mezi dvěma ortogonálními polarizačními módy je Pro dvojlom.

21. Jaké jsou nejběžnější struktury optických kabelů?
Odpověď: Existují dva typy: typ kroucení vrstvy a typ kostry.

22. Jaké jsou hlavní součásti optických kabelů?
Odpověď: Skládá se hlavně z: jádra vlákna, masti z optických vláken, materiálu pláště, PBT (polybutylentereftalátu) a dalších materiálů.

23. Jaké je pancéřování optického kabelu?
Odpověď: Odkazuje na ochranný prvek (obvykle ocelový drát nebo ocelový pás) používaný ve speciálních optických kabelech (jako jsou podmořské optické kabely atd.). Pancíř je připevněn k vnitřnímu plášti optického kabelu.

24. Jaký materiál je použit na plášť kabelu?
Odpověď: Plášť nebo vrstva optického kabelu je obvykle složena z materiálů polyetylen (PE) a polyvinylchlorid (PVC) a jeho funkcí je chránit jádro kabelu před vnějšími vlivy.

25. Vyjmenujte speciální optické kabely používané v energetických systémech.
Odpověď: Existují především tři typy speciálních optických kabelů:
Uzemněný kompozitní optický kabel (OPGW), optické vlákno je umístěno v elektrickém vedení ocelově opláštěné hliníkové pramenové konstrukce. Použití optického kabelu OPGW hraje dvojí funkci zemního vodiče a komunikace, což účinně zlepšuje míru využití silových sloupů.
Optický kabel ovinutého typu (GWWOP), tam, kde jsou vedení pro přenos energie, je tento typ optického kabelu navinut nebo zavěšen na zemnicím vodiči.
Samonosný optický kabel (ADSS) má vysokou pevnost v tahu a lze jej zavěsit přímo mezi dva sloupy elektrického vedení s maximálním rozpětím až 1000 m.

26. Jaké jsou aplikační struktury optických kabelů OPGW?
Odpověď: Zahrnuje především: 1) Struktura plastových trubek + hliníkové trubky; 2) Struktura centrální plastové trubky + hliníkové trubky; 3) Konstrukce hliníkové kostry; 4) spirálová hliníková trubková struktura; 5) Jednovrstvá trubková struktura z nerezové oceli (středová struktura trubek z nerezové oceli, vrstvená struktura z nerezové oceli); 6) Složená konstrukce trubek z nerezové oceli (střední struktura trubek z nerezové oceli, vrstvená struktura z nerezové oceli).

27. Jaké jsou hlavní součásti lanka mimo jádro optického kabelu OPGW?
Odpověď: Skládá se z drátu AA (drát z hliníkové slitiny) a drátu AS (ocelový drát potažený hliníkem).

28. Jaké technické podmínky je třeba splnit pro výběr modelu kabelu OPGW?
Odpověď: 1) Nominální pevnost v tahu (RTS) (kN) kabelu OPGW; 2) Počet vláknových jader (SM) kabelu OPGW; 3) Zkratový proud (kA); 4) Doba zkratu (s); 5) Rozsah teplot (℃).

29. Jak je omezena míra ohybu optického kabelu?
Odpověď: Poloměr ohybu optického kabelu by neměl být menší než 20násobek vnějšího průměru optického kabelu a během stavby by neměl být menší než 30násobek vnějšího průměru optického kabelu (nestacionární stav ).

30. Na co si dát pozor v projektu optického kabelu ADSS?
Odpověď: Existují tři klíčové technologie: mechanický návrh optického kabelu, určení závěsných bodů a výběr a instalace podpůrného hardwaru.

31. Jaké jsou hlavní tvarovky optických kabelů?
Odpověď: Optické kabelové armatury se vztahují k hardwaru používanému k instalaci optického kabelu, zejména včetně: napínacích svorek, závěsných svorek, tlumičů vibrací atd.

32. Jaké jsou dva nejzákladnější výkonové parametry konektorů optických vláken?
Odpověď: Optické konektory jsou běžně známé jako živé konektory. U jednovláknových konektorů se požadavky na optický výkon soustředí na dva nejzákladnější výkonnostní parametry, a to vložný útlum a útlum odrazem.

33. Kolik typů optických konektorů se běžně používá?
Odpověď: Podle různých klasifikačních metod lze konektory optických vláken rozdělit do různých typů. Podle různých přenosových médií je lze rozdělit na jednovidové vláknové konektory a multimódové vláknové konektory; podle různých struktur je lze rozdělit na typy FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT a další; podle čela pinů lze konektor rozdělit na FC, PC (UPC) a APC. Běžně používané optické konektory: FC/PC optické konektory, SC optické konektory, LC optické konektory.

34. V komunikačním systému s optickými vlákny jsou následující položky běžné, uveďte jejich názvy.
Adaptér typu AFC, FC Adaptér typu ST Adaptér typu SC Adaptér
FC/APC, FC/PC konektor typu SC konektor typu ST konektor
LC propojka MU propojka Jednorežimová nebo vícerežimová propojka

35. Jaký je vložný útlum (nebo vložný útlum) konektoru optického vlákna?
Odpověď: Vztahuje se k množství snížení efektivního výkonu přenosového vedení způsobeného zásahem konektoru. Pro uživatele platí, že čím menší hodnota, tím lépe. ITU-T stanoví, že jeho hodnota by neměla být větší než 0,5 dB.

36. Jaká je zpětná ztráta konektoru optického vlákna (neboli útlum odrazu, zpětná ztráta, zpětná ztráta)?
Odpověď: Je to míra složky vstupního výkonu odraženého od konektoru a vráceného podél vstupního kanálu. Typická hodnota by neměla být nižší než 25 dB.

37. Jaký je nejvýraznější rozdíl mezi světlem vyzařovaným světelnými diodami a polovodičovými lasery?
Odpověď: Světlo produkované světelnou diodou je nekoherentní světlo se širokým frekvenčním spektrem; světlo produkované laserem je koherentní světlo s úzkým frekvenčním spektrem.

38. Jaký je nejzřetelnější rozdíl mezi provozními charakteristikami světelných diod (LED) a polovodičových laserů (LD)?
Odpověď: LED nemá práh, zatímco LD má práh. Laser bude generován pouze tehdy, když vstřikovaný proud překročí prahovou hodnotu.

39. Jaké jsou dva běžně používané polovodičové lasery s jedním podélným videm?
Odpověď: Lasery DFB i lasery DBR jsou lasery s distribuovanou zpětnou vazbou a jejich optickou zpětnou vazbu zajišťuje Braggova mřížka s distribuovanou zpětnou vazbou v optické dutině.

40. Jaké jsou dva hlavní typy optických přijímacích zařízení?
Odpověď: Existují především fotodiody (PIN trubice) a lavinové fotodiody (APD).

41. Jaké jsou faktory, které způsobují šum v komunikačních systémech s optickým vláknem?
Odpověď: Existuje šum způsobený nekvalifikovaným extinkčním poměrem, šum způsobený náhodnými změnami intenzity světla, šum způsobený časovým jitterem, bodový šum a tepelný šum přijímače, módový šum optického vlákna, šum způsobený rozšiřováním pulsu způsobený disperzí, a šum distribuce režimu LD, šum generovaný frekvenčním cvrlikáním LD a šum generovaný odrazem.

42. Jaká jsou v současnosti hlavní optická vlákna používaná pro výstavbu přenosových sítí? Jaké jsou jeho hlavní rysy?
Odpověď: Existují tři hlavní typy, konkrétně G.652 konvenční jednovidové vlákno, G.653 disperzně posunuté jednovidové vlákno a G.655 vlákno s nenulovým disperzním posunutím.
G.652 jednovidové vlákno má velký rozptyl v C-skupina 1530 ~ 1565nm a L-pásmu 1565 ~ 1625nm, obvykle 17 ~ 22psnmâ ¢ km, když rychlost systém dosáhne 2.5Gbit / s nebo více, kompenzace disperze požadováno, na kompenzační náklady 10Gbit / s disperze systému je poměrně vysoká, a to je nejčastější druh vláken stanovena v přenosové síti v současné době.
Rozptyl vlákna G.653 s posunutou disperzí v C-pásmu a L-pásmu je obecně -1~3,5psnm•km, s nulovým rozptylem při 1550nm a systémová rychlost může dosáhnout 20Gbit/sa 40Gbit/s. Jedná se o přenos na velmi dlouhou vzdálenost o jedné vlnové délce. Nejlepší vláknina. Vzhledem k jeho charakteristice s nulovým rozptylem se však při použití DWDM pro rozšíření kapacity vyskytnou nelineární efekty vedoucí k přeslechům signálu, což má za následek čtyřvlnové směšování FWM, takže DWDM není vhodné.
Vlákno G.655 s nenulovým posunutím disperze: Vlákno G.655 s nenulovým posunutím disperze má rozptyl 1½ až 6psnm•km v C-pásmu a obecně 6-10psnm•km v L-pásmu . Rozptyl je malý a vyhýbá se nule. Disperzní zóna nejen potlačuje čtyřvlnné směšování FWM, může být použita pro expanzi DWDM, ale také může otevřít vysokorychlostní systémy. Nové vlákno G.655 může rozšířit efektivní plochu na 1,5 až 2krát větší než běžné vlákno a velká efektivní plocha může snížit hustotu výkonu a snížit nelineární efekt vlákna.

43. Jaká je nelinearita optického vlákna?
Odpověď: Když vstupní optický výkon překročí určitou hodnotu, index lomu optického vlákna bude nelineárně úměrný optickému výkonu a dojde k Ramanovu rozptylu a Brillouinově rozptylu, které změní frekvenci dopadajícího světla.

44. Jaký vliv má nelinearita vlákna na přenos?
Odpověď: Nelineární efekty způsobí další ztráty a rušení, čímž se zhorší výkon systému. Systém WDM má vysoký optický výkon a přenáší po optickém vláknu velkou vzdálenost, takže vzniká nelineární zkreslení. Existují dva typy nelineárního zkreslení: stimulovaný rozptyl a nelineární lom. Mezi nimi stimulovaný rozptyl zahrnuje Ramanův rozptyl a Brillouinův rozptyl. Výše uvedené dva druhy rozptylu snižují dopadající světelnou energii a způsobují ztráty. Může být ignorován, když je vstupní výkon vlákna malý.

45. Co je to PON (pasivní optická síť)?
Odpověď: PON je optická síť s optickým vláknem v místní uživatelské přístupové síti, založená na pasivních optických komponentách, jako jsou spojky a rozbočovače.