Specifiche comuni della fibra ottica
Dimensioni della fibra ottica:
1) Diametro del nucleo monomodale-: 9/125μm, 10/125μm
2) Diametro esterno del rivestimento (2D)=125μm
3) Diametro esterno del primo-strato=250μm
4) Codino: 300μm
5) Multimodale:
50/125μm, standard europeo
62,5/125μm, standard statunitense
6) Reti industriali, mediche e a bassa-velocità: 100/140μm, 200/230μm
7) Plastica: 98/1000μm, utilizzata nel controllo automobilistico
Attenuazione della fibra ottica
I principali fattori che causano l'attenuazione della fibra ottica includono: perdita intrinseca, flessione, compressione, impurità, non-uniformità e giunzione.
Perdita intrinseca: si riferisce alla perdita intrinseca della fibra, inclusa la diffusione di Rayleigh e l'assorbimento intrinseco.
Perdita da flessione: quando la fibra viene piegata, parte della luce all'interno della fibra viene persa a causa della dispersione, con conseguente perdita. Estrusione: perdita causata dalla minima flessione delle fibre ottiche quando sottoposte a compressione.
Impurità: perdita causata da impurità all'interno della fibra ottica che assorbono e diffondono la luce che si propaga al suo interno.
Non-uniformità: perdita causata dall'indice di rifrazione non-uniforme del materiale della fibra ottica.
Divisione: perdita generata durante la giunzione della fibra ottica, ad esempio: disallineamento (il requisito di coassialità per la fibra monomodale- è inferiore a 0,8 μm), non-perpendicolarità della faccia finale rispetto all'asse, faccia finale irregolare, diametro del nucleo non corrispondente e scarsa qualità della giunzione a fusione.
Tipi di cavi ottici
1) Per metodo di posa: cavi ottici aerei autoportanti-, cavi ottici per condotti, cavi ottici interrati armati e cavi ottici sottomarini.
2) Per struttura del cavo: cavi ottici a tubo sciolto, cavi ottici intrecciati, cavi ottici a tenuta-, cavi ottici a nastro, cavi ottici non-metallici e cavi ottici ramificabili.
3) Per applicazione: cavi ottici per comunicazioni a lunga-distanza, cavi ottici per esterni a breve-distanza, cavi ottici ibridi e cavi ottici per interni-per l'edilizia. Giunzione e terminazione di cavi in fibra ottica
La giunzione e la terminazione del cavo in fibra ottica sono competenze fondamentali che il personale addetto alla manutenzione della linea del cavo in fibra ottica deve padroneggiare.
Le tecniche di giunzione dei cavi in fibra ottica possono essere classificate come segue:
1) Tecniche di giunzione della fibra ottica e tecniche di giunzione del cavo in fibra ottica.
2) La terminazione del cavo in fibra ottica è simile alla giunzione del cavo in fibra ottica, ma il funzionamento differisce a causa dei diversi materiali del connettore.
Tipi di giunzioni in fibra ottica
Le giunzioni dei cavi in fibra ottica possono generalmente essere suddivise in due categorie principali:
1) Giunzioni fisse di fibra ottica (comunemente note come giunzioni morte). Questi vengono generalmente ottenuti utilizzando giuntatrici a fusione per fibra ottica e vengono utilizzati per collegamenti diretti di cavi in fibra ottica.
2) Giunti flessibili in fibra ottica (comunemente detti giunti sotto tensione). Questi sono collegati tramite connettori staccabili (comunemente noti come giunti sotto tensione). Sono utilizzati per cavi patch in fibra ottica, collegamenti di apparecchiature, ecc.
A causa dell'incompletezza della superficie terminale della fibra e della pressione irregolare sulla superficie terminale della fibra, la perdita congiunta della giunzione a fusione a scarica singola- è relativamente elevata. Attualmente viene utilizzato un metodo di giunzione a fusione a due-scariche. Innanzitutto, la faccia terminale della fibra viene preriscaldata e scaricata per modellare la faccia finale, rimuovere polvere e detriti e, contemporaneamente, il preriscaldamento garantisce una pressione uniforme sulla faccia finale della fibra.
Metodi per monitorare la perdita di connessione in fibra ottica
Esistono tre metodi per monitorare la perdita di connessione in fibra ottica:
1. Monitoraggio su una giuntatrice a fusione.
2. Monitoraggio mediante sorgente luminosa e misuratore di potenza ottica.
3. Metodo di misurazione dell'OTDR.
Metodo operativo di giunzione della fibra ottica
Le operazioni di giunzione della fibra ottica prevedono generalmente cinque fasi:
1. Trattamento viso dell'estremità della fibra.
2. Giunzione e installazione della fibra.
3. Giunzione per fusione delle fibre.
4. Protezione dei connettori in fibra ottica.
5. Ritenzione delle fibre in eccesso.
La giunzione dell'intero cavo ottico viene solitamente eseguita secondo i seguenti passaggi:
Passaggio 1: determinare la lunghezza richiesta, spellare il cavo ottico e rimuovere la guaina;
Passaggio 2: pulire e rimuovere il materiale di riempimento a base di vaselina all'interno del cavo ottico.
Passaggio 3: raggruppare le fibre ottiche.
Passaggio 4: controllare il numero di nuclei in fibra ottica, abbinare i cavi in fibra ottica e verificare la presenza di errori nei codici colore;
Passaggio 5: rafforzare la giunzione del nucleo;
Passo 6: Unire varie coppie di cavi ausiliari, comprese coppie di cavi di servizio, coppie di cavi di controllo, cavi di terra schermati, ecc. (se esiste una qualsiasi delle coppie di cavi di cui sopra).
Passaggio 7: giunzione della fibra ottica.
Fase 8: Trattamento protettivo del connettore in fibra ottica;
Fase 9: Trattamento di stoccaggio della fibra in eccesso della fibra ottica;
Passo 10: Completare la giunzione della guaina del cavo ottico;
Passo 11: Protezione del connettore del cavo ottico.
Perdita di fibra ottica
1310 nm: 0,35 ~ 0,5 dB/Km
1550 nm: 0,2 ~ 0,3 dB/Km
850 nm: 2,3 ~ 3,4 dB/Km
Perdita di giunzione per fusione della fibra ottica: 0,08 dB/spugna
Giunzione a fusione fibra ottica 1 giunzione/2km
Terminologia comune della fibra ottica
1) Attenuazione
Attenuazione: perdita di luce nel punto di contatto con il cavo ottico. Perdita di energia durante la trasmissione in fibra ottica: fibra monomodale-1310 nm: 0,4~0,6 dB/km; 1550 nm: 0,2~0,3 dB/km; Fibra multimodale plastica: 300 dB/km
2) Dispersione
Dispersione: L'ampliamento della larghezza di banda causato da un impulso luminoso che percorre una certa distanza lungo una fibra ottica. È il principale fattore che limita la velocità di trasmissione.
Dispersione intermodale: si verifica solo nelle fibre multimodali perché diversi modi di luce viaggiano lungo percorsi diversi.
Dispersione del materiale: la luce di diverse lunghezze d'onda viaggia a velocità diverse.
Dispersione della guida d'onda: si verifica perché l'energia luminosa viaggia a velocità leggermente diverse nel nucleo e nel rivestimento. Nelle fibre monomodali- è molto importante modificare la dispersione alterando la struttura interna della fibra.
G.652 Punto di dispersione zero intorno a 1300 nm
G.653 Punto di dispersione zero intorno a 1550 nm
G.654 Fibra a dispersione negativa
G.655 Dispersione-fibra spostata
Fibra a onda intera-
3) Dispersione
A causa delle imperfezioni nella struttura di base della luce, l'energia luminosa viene persa e la trasmissione della luce non ha più una buona direzionalità.
Fondamenti di sistema in fibra ottica
Architettura e funzioni di base del sistema in fibra ottica:
1. Unità trasmittente: converte i segnali elettrici in segnali ottici;
2. Unità di trasmissione: il mezzo che trasporta segnali ottici;
3. Unità ricevente: Riceve i segnali ottici e li converte in segnali elettrici;
4. Dispositivi di connessione: collegare la fibra ottica a sorgenti luminose, fotorilevatori e altri componenti in fibra ottica.
Tipi di connettori comuni
La parte prima di "/" indica il modello di connettore per il pigtail.
La parte dopo "/" indica il metodo di elaborazione trasversale-.
Il connettore "SC" (connettore quadrato/connettore standard/connettore utente) è un connettore quadrato standard realizzato in plastica tecnica, che offre vantaggi come resistenza alle alte temperature e resistenza all'ossidazione. I connettori SC vengono generalmente utilizzati per le interfacce ottiche sul lato delle apparecchiature di trasmissione.
Il connettore "LC" (Lucent Connector) ha una forma simile al connettore SC ma leggermente più piccolo.
Il connettore "FC" (Ferrule Connector) è un connettore metallico, tipicamente utilizzato sul lato ODF. I connettori in metallo hanno una durata del ciclo di accoppiamento maggiore rispetto a quelli in plastica.
Il connettore "ST" (Straight Tip) è un connettore rotondo-a scatto, anch'esso in metallo.
Tipo di faccia terminale del connettore
PC (Physical Contact): Its connector cross-section is flat. Return loss: >40dB
UPC (connettori UltraPolished): il connettore è curvo. Perdita di ritorno: 50 dB~55 dB
APC (AnglePolished Connector): The cross-section has an 8-degree inclined contact surface. Return loss: >60dB
Accoppiatore
Funzione principale: ridistribuire i segnali ottici. Le applicazioni principali includono reti in fibra ottica, in particolare reti locali (LAN) e dispositivi WDM (wavelength division multiplexing).
Struttura di base: gli accoppiatori sono dispositivi passivi bidirezionali. Le topologie di base includono le topologie ad albero e a stella. Un tipo corrispondente di accoppiatore è lo splitter.
Multiplexer a divisione di lunghezza d'onda
WDM-Il multiplexer a divisione di lunghezza d'onda trasmette più segnali ottici con frequenze e colori diversi all'interno di una singola fibra ottica. Un multiplexer a divisione di lunghezza d'onda accoppia più segnali ottici nella stessa fibra; un multiplexer a divisione di lunghezza d'onda separa questi segnali da un'unica fibra ottica.
Multiplexer a divisione di lunghezza d'onda (illustrazione)
Unità trasmittente
Unità ricevente
Comunicazione digitale in fibra ottica
Definizioni di impulsi nei sistemi digitali:
1. Ampiezza: l'altezza dell'impulso, che rappresenta la potenza ottica nei sistemi in fibra ottica.
3. Tempo di caduta: il tempo necessario affinché l'impulso scenda dal 90% della sua ampiezza al 10%.
2. Tempo di salita: il tempo necessario affinché l'impulso salga dal 10% della sua ampiezza massima al 90%.
4. Ampiezza dell'impulso: l'ampiezza dell'impulso al 50% di ampiezza, espressa in tempo.
5. Periodo: il tempo specifico dell'impulso, il tempo richiesto per completare un ciclo.
6. Rapporto di estinzione: il rapporto tra la potenza ottica di un segnale 1 e la potenza ottica di un segnale 0.
Definizioni delle unità comunemente utilizzate nella comunicazione in fibra ottica:
1. dB=10 log10 (Pout/Pin)
Pout: potenza in uscita; Pin: potenza in ingresso
2. dBm=10 log10 (P / 1 mW)
Un'unità ampiamente utilizzata nell'ingegneria delle comunicazioni;
Solitamente rappresenta la potenza ottica con 1 milliwatt come riferimento;
Esempio: –10dBm significa potenza ottica pari a 100μW.
3. dBu=10 log10 (P / 1μW)
