Едномодово влакно

Въведение

Обяснението на "едномодово влакно" в академичната литература: Като цяло, когато визия е по-малка от 2,405, само един гребен на вълната преминава през влакното, така че се нарича едномодово влакно. , а модалната дисперсия е най-важната. Дисперсията на едномодовите влакна е малка, така че светлината може да бъде много широка. Честотната лента предава на много големи разстояния.

Thesingle-modefiberhasacorediameterof10micron,whichcanallowsingle-modebeamtransmissionandcanreducethebandwidthandmodaldispersionlimitations.However,duetothesmallcorediameterofthesingle-modefiber,Itisdifficulttocontrolthebeamtransmission,soanextremelyexpensivelaserisrequiredasthelightsource.Themainlimitationofthesingle-modeopticalcableisthematerialdispersion.Thesingle-modeopticalcablemainlyusesthelasertoobtainhighfrequencybandwidth,andbecausetheLEDwillissuealargenumberofdifferentbandwidthsTherefore,thematerialdispersionrequirementsareveryimportant.

Comparedtomulti-modefiber,single-modefibercansupportlongertransmissiondistance.In100MbpsEthernetor1GGigabitnetwork,single-modefibercansupporttransmissiondistanceofmorethan5000m.

Fromacostpointofview,sincetheopticaltransceiverisveryexpensive,thecostofusingsingle-modefiberwillbehigherthanthatofmulti-modefiberopticcable.

SingleModeFiber(SMF)

Comparedwithmultimodefiber,single-modefiberhasamuchthinnercorediameter,only8-10μm.Becauseonlyonemodeistransmitted,thereisnointer-modedispersion,thetotaldispersionissmall,andthebandwidthiswide.Single-modefiberisusedinthe1.3-1.6μmwavelengthregion.Throughappropriatedesignofthefiberrefractiveindexdistribution,andselectionofhigh-puritymaterialstoprepareacladdingthatis7timeslargerthanthecore,thelowestlossandMinimumdispersion.

Single-modeopticalfiberisusedinlong-distance,large-capacityopticalfibercommunicationsystems,opticalfiberlocalareanetworksandvariousopticalfibersensors.

Класификация

652 едномодово влакно

Thesingle-modefiberthatmeetstherequirementsofITU-TG652isoftencallednon-dispersionshiftedfiber,anditszerodispersionislocatedat1.3Inthelowlossareaof​​umwindow,theworkingwavelengthis1310nm(lossis0.36dB/km).Mostofthefiberopticcablesthathavebeenlaidinourcountryareofthistypeoffiber.Withthesuccessfuladvancementofthefiberopticcableindustryandsemiconductorlasertechnology,theworkingwavelengthofthefiberopticlinecanbetransferredtoalowerloss(0.22dB/km)1550nmfiberwindow.

653 едномодово влакно

Single-modefiberthatmeetstherequirementsofITU-TG653,oftencalleddispersion-shiftedfiber(DSF=DispersionShifledFiber),itszero-dispersionwavelengthshiftstolossVerylow1550nm.Thiskindofopticalfiberhasbeenpromotedandusedinsomecountries,especiallyinJapan,andithasalsobeenadoptedontheBeijing-Kowloontrunklineinmycountry.AmericanAT&TearlydiscoveredthatDSFhadseriousshortcomings.Theharmfulfour-wavemixingandotherfibernonlineareffectsexistedinthelowdispersionregionnear1550nm,whichhinderedtheapplicationoffiberamplifiersinthe1550nmwindow.However,inJapan,theuseofdispersioncompensationtechnology*inG.653single-modeopticalfiberlinescanstillsolvetheproblem,andthereisnoJapaneseG.655opticalfiber,whichseemstobeamystery.

655 едномодово влакно

Едномодовото влакно, което отговаря на изискванията на ITU-T.G.655, се нарича влакно с ненулева дисперсия или NZDSF(=NonZeroDispersionShiftedFiber). Това е влакно с изместване на дисперсията, но дисперсията не е нула при 1550 nm (съгласно ITU-TG655, съответната стойност на дисперсията в обхвата на дължината на вълната 565-30-0.01 от ps/nm*km), който се използва за балансиране на смесване на четири вълни и др. Нелинейни ефекти. Търговските влакна включват True Wavefiber на AT&T, SMF-LS влакна на Corning (с типична дължина на вълната с нулева дисперсия от 1567,5nзадължителна стойност на типична нулева дисперсия от 0,07ps/nm2*km) и LEAFfiber на Corning.оптични влакна "Dabaoshi" на моята страна и др.

Основни разлики

Това са стандартните типове оптични влакна, определени от ITU:

G.651 е многомодово оптично влакно.

G.652 е конвенционално едномодово влакно с точка на нулева дисперсия при 1300nm, където дисперсията е най-малката; в същото време се разделя на G.652A, B, C и D според PMD.

G.653isadispersion-shiftedfiber(DSF),with1550nmasthezerodispersionpoint.Theprincipleistoperformdispersiontranslationthroughwaveguidedispersion,sothatlowlossandzerodispersionareatthesameoperatingwavelength.Butatthesametime,zerodispersionisnotconducivetomulti-channelWDMtransmission,becausewhenthenumberofmultiplexedchannelsislarge,thechannelspacingissmall,thenanonlinearopticaleffectcalledfour-wavemixing(FWM)willoccur.Theeffectmixestwoorthreetransmissionwavelengths,generatingnewandharmfulfrequencycomponents,leadingtocrosstalkbetweenchannels.Ifthedispersionoftheopticalfiberlineiszero,theinterferenceofFWMwillbeveryserious;ifthereisasmallamountofdispersion,theinterferenceofFWMwillbereduced.Inresponsetothisphenomenon,scientistshavedevelopedanewtypeofopticalfiber,NZ-DSF.

Оптично влакно G.654 е оптично влакно с ултра ниски загуби, използвано главно за трансокеански оптични кабели. Сърцевината му е чист силициев диоксид, докато сърцевините на обикновените оптични влакна трябва да бъдат легирани с германий. Загубата е близо до 1550 nm най-малката, само 0,185 dB/km, но дисперсията в този регион е сравнително голяма, около 17-20 km в psi и [n*20 m в областта на дължината на вълната от 1300 nm.

G.655 влакно е влакно с изместена нулева дисперсия (NZ-DSF), разделено на 655A, B, C, основната характеристика е, че дисперсията на 1550n е близка до нула, но не и нула. Това е подобрено влакно с изместена дисперсия за потискане на смесването на четири вълни.

G.656 влакно е бъдещото водещо влакно. Работната дължина на вълната на G656 е значително увеличена, включително S,CandL ленти (1460 до 1625nm).

G.657оптично влакно, Международният съюз за телекомуникации ITU издаде през декември 2006 г. стандартната препоръка за „Характеристики на нечувствителни към загуба на огъване едномодови оптични влакна и оптичен кабел за мрежи за достъп“, а именно G.657стандарти за оптични влакна. принцип на минимален радиус на огъване, степента на огъване е разделена на три степени, 1, 2 и 3, от които 1 съответства на минимален радиус на огъване от 10 mm и 2 съответства на 7,5 mm минимален радиус на огъване, 3 съответства на 5 mm минимален радиус на огъване. Комбинирайки двата принципа, G. 657 влакна са разделени на четири подкатегории, G.657.A1, G.657.A2, G.657.B2 и G.657.B3.

Разлики

1, разстоянието на предаване в един режим е дълго

2, честотна лента с много режими на предаване, тази голяма

3, единичен режим не се случва Дисперсия, надеждно качество

4.Едномодовият обикновено използва лазерен източник на светлина, което е скъпо, докато многомодовият обикновено използва евтино LED

5. Единичен режим е по-скъп

6.Евтино много режими и е възможно предаване на къси разстояния.

Сравнение на параметри

От параметрите в таблицата може да се види, че коефициентът на затихване на двете оптични влакна не се различава много. Коефициентът на дисперсия на G.652 влакна е 18ps/nm*kmat1550nm дължина на вълната. При предаване на 10Gb/sTDM и WDM системи, за да се увеличи диспечерното разстояние на влакното до отрицателна стойност, е необходимо fficient.Perform dispersion compensation.G.655fiber1530-1560nmwavellengthregiondispersion issuinally1.0-6ps/nm*km, when transmitting the same10Gb /sсистема, тъй като дисперсията е много ниска, не е необходимо да се предприемат мерки за компенсиране на дисперсията; но G.655 fiberis на 1550nmДисперсията е по-малка и неговият нелинеен ефект е по-голям от този на G.652fiber. Понастоящем цената на влакното G.655 е сравнително висока и пазарната му цена е около два пъти по-ниска от тази на влакното G.652. Инженерните приложения на двете оптични влакна са посочени в таблицата по-долу.

Сравнението в таблиците показва, че за предаване за 2,5 Gb/sTDM и WDM системи и двата типа оптични влакна могат да отговорят на изискванията. За предаване на 10 Gb/sTDM и WDM системи, оптичното влакно G.652 трябва да предприеме мерки за компенсиране на дисперсията и е необходимо да се извърши PMD тестване1 само когато са изпълнени изискванията0 на положените оптични кабели Отворена е преносна система, базирана на Gb/s... G.655 влакното не изисква чести мерки за компенсиране на дисперсията, но цената на влакното е сравнително висока.

Developmentprocess

In1980,wheninternational,includingChinesescholars,werediscussingwhichisbetter,single-modefiberormulti-modefiber,AcademicianHuangHongjiaofShanghaiUniversityofScienceandTechnologyrealizedLong-wavelengthsingle-modefiberhastheadvantagesoflowlossandsmalldispersion,andisanidealmediumforlong-distancelarge-capacitycommunicationsystems.AresearchgroupheadedbyAcademicianHuangHongjiaputforwardaproposalforsingle-modefiberresearchin1979.ThisproposalwassupportedbytheShanghaiMunicipalScienceandTechnologyCommission,andlisted"SingleModeOpticalFiberResearch"asakeyscientificresearchprojectinShanghai.ThesecondphaseoftheresearchworkwascarriedoutinMay1982.WiththecollaborationbetweenShanghaiUniversityofScienceandTechnologyandShanghaiQuartzGlassFactory,ithasreceivedsupportandcooperationfromthe23rdInstituteofElectronics.InMay1982,theShanghaiMunicipalScienceandTechnologyCommissionpresidedovertheappraisalworkinvolving24expertsfrom9unitsinChina.TheAppraisalCommitteebelievesthat"thissingle-modeopticalfiberscientificresearchworkisfundamentalandpioneering.ItnotonlyfillsthegapinthisimportantresearchfieldinChina,butalsocatchesupwiththeinternationallevelatarelativelyfastspeed."

Characteristicparameters

①Attenuationcoefficienta:Itsprovisionsandphysicalmeaningsareexactlythesameasthoseofmultimodefibers,soIwon’tdescribethemhere.②DispersioncoefficientD(λ):Wealreadyknowthatthedispersionofopticalfibercanbedividedintothreeparts,namelymodaldispersion,materialdispersionandwaveguidedispersion.Forsingle-modefiber,becauseoftherealizationofsingle-modetransmission,thereisnoproblemofmodaldispersion,soitsdispersionismainlymanifestedinmaterialdispersionandwaveguidedispersion(collectivelycalledintra-modedispersion).Consideringthematerialdispersionandwaveguidedispersionofasingle-modefiber,collectivelyreferredtoasthedispersioncoefficient.Thedispersioncoefficientcanbeunderstoodlikethis:thepulsebroadeningvalueperkilometeroffiberduetotheunitspectralwidth.Therefore,thepulsebroadeningvalueofLkmfibercausedbychromaticdispersionis:σ=δλ·D(λ)·L(2.17)where:δλisthespectralwidthofthelightsourceandσistherootmeansquarebroadeningvalue.Thesmallerthedispersioncoefficient,thebetter.Thesmallerthedispersioncoefficientoftheopticalfiber,thelargerthebandwidthcoefficient,thatis,thelargerthetransmissioncapacity.Forexample,CCITTrecommendsthatthedispersioncoefficientofasingle-modefiberatawavelengthof1.31micronsshouldbelessthan3.5ps/km.nm.Aftercalculation,itsbandwidthfactorisabove25000MHz·km,whichismorethan60timesthatofmultimodefiber(thebandwidthfactorofmultimodefiberisgenerallybelow1000MHz·km).

③Modefielddiameterd:Themodefielddiametercharacterizesthedegreeofconcentrationoflightenergyinasingle-modefiber.Sinceonlythefundamentalmodeistransmittinginthesingle-modefiber,roughlyspeaking,themodefielddiameteristhediameterofthefundamentalmodespotonthereceivingendfaceofthesingle-modefiber(infact,thefundamentalmodelight

hasnospotClearboundaries).Itcanbeveryroughlyconsidered(notstrictlyspeaking)thatthemodefielddiameterdissimilartothecorediameterofasingle-modefiber.④Cut-offwavelengthλc:WeknowthatwhenthenormalizedfrequencyVofthefiberislessthanitsnormalizedcut-offfrequencyVc,single-modetransmissioncanberealized,thatis,onlythefundamentalmodeistransmittinginthefiber,andtheotherhigh-ordermodesareallcutoff.Inotherwords,inadditiontotheparametersofthefibersuchasthecoreradius,thenumericalaperturemustmeetcertainconditions,andtoachievesingle-modetransmission,thewavelengthofthelightmustbegreaterthanacertainvalue,thatis,λ≥λc.Thisvalueiscalledthecut-offofthesingle-modefiber.wavelength.Therefore,thecut-offwavelengthλcmeanstheminimumworkinglightwavewavelengththatenablestheopticalfibertoachievesingle-modetransmission.Inotherwords,althoughotherconditionsaremet,ifthewavelengthofthelightwaveisnotgreaterthanthecut-offwavelengthofthesingle-modefiber,itisstillimpossibletoachievesingle-modetransmission.

5.ReturnLoss---ReturnLoss:ReturnLossisalsocalledreturnloss.Itreferstothedecibelsoftheratiooftheback-reflectedlighttotheinputlightattheopticalend.Thegreaterthereturnloss,thegreaterthereturnloss.Goodtoreducetheimpactofreflectedlightonthelightsourceandthesystem.

Theopticaldeviceusedinsingle-modetransmissionequipmentisLD,whichisusuallydividedintotwowavelengths:1310nmand1550nmaccordingtothewavelength.Accordingtotheoutputpower,itcanbedividedintoordinaryLD,high-powerLD,DFB-LD(distributedFeedbackopticaldevice).Themostcommonfiberusedforsingle-modefibertransmissionisG.652,whichhasawirediameterof9microns.

FiberWavelength

Whenthelightof1310nmwavelengthistransmittedonG.652fiber,itistheattenuationfactorthatdeterminesthetransmissiondistancelimit;becauseatthewavelengthof1310nm,thefibermaterialdispersionandThestructuraldispersioncancelseachotherout,andthetotaldispersionis0,andtheopticalsignalwithasmallamplitudeatthe1310nmwavelengthcanrealizebroadbandtransmission.

Whenthelightof1550nmwavelengthistransmittedonG.652fiber,theattenuationfactorisverysmall.Consideringtheattenuationfactoronly,thedistanceoflightof1550nmwavelengthunderthesameopticalpowerisgreaterthanthatoflightof1310nmwavelength.Transmissiondistance,buttheactualsituationisnotthecase.Therelationshipbetweenthesingle-modefiberbandwidthBandthedispersionfactorDis:B=132.5/(Dl*D*L)GHz

където в списъка е дължината на влакното, Dl е спектралната ширина на линията. За светлина с дължина на вълната от 1550 nm, коефициентът на дисперсия е 20 ps/(nm.km), както е показано в таблица 3. Ако приемем, че спектралната ширина е равна на 1n и разстоянието на предаване е L=50 километра, тогава има: B=132,5/(D*L)GHz=132.

Ситуация на приложението

Въведение

Тъй като сегашното оптично влакно използва най-вече пластмаса като сърцевина. Цената вече е много ниска. Например, четириядреното едномодово влакно се продава на пазара само от 2 до 3 юана/m

и цената на приемо-предавателя с едномодов/многомодов влакно също е между 300-500. Така че цената на приложението му е много ниска.,

Inthepast,ourtraditionalconceptwhenbuildingnetworkswasthatLANsonlyusetwisted-paircables,andopticalfibersareonlyusedwhenconnectingtotheInternetatahighspeed.SomeenterprisesorfactoriesandmineshavelargeLANsandarestabletothenetwork.Theperformancerequirementsarehigher.Herewerecommendtheuseofopticalfiber.Thecostofusingopticalfiberisnotmuchhigherthanthatofusingup-to-standardCategory5twistedpair.Andyoudon’thavetoworryaboutlightningstrikes,andyoudon’tneedtoconsidertheeffectivedistanceoftheLAN.Youcanrefertoitinyourfuturework.

Relatedreading:"Opticalfibernetworkingisnotfarfromyou,examplesexplaintheapplicationofopticalfiberLAN"

Ръководство за избор на продукт

Номинален жилен проводник на едномодово оптично влакноСпецификацията на диаметъра е (8～10)μm/125μm. Спецификациите (броят на жилата) са 2,4,6,8,12,16,20,24,36,48,60,72,84,96ядра и т.н. Материалът на външната обвивка на кабела е от обикновен тип ;обикновенозабавящо горенето;тип без халоген с ниско съдържание на дим;тип забавител на горенето с ниско съдържание на дим и безхалоген.

Whentheuserhasconfidentialityrequirementsforthesystemanddoesnotallowthesignaltobetransmittedoutside,orthesystememissionindexcannotmeettherequirements,shieldedcoppercorepaired-paircablesandshieldedwiringequipmentshouldbeused,oranopticalcablesystemshouldbeused.

Ключови точки на конструкцията и монтажа

Becausethecoreoftheopticalfiberismadeofquartzglass,itisveryeasytobreak.Therefore,theminimumbendingradiusmustnotbeexceededduringconstruction.Secondly,thetensilestrengthofopticalfiberislowerthanthatofcables,sowhenoperatingopticalcables,itisnotallowedtoexceedthetensilestrengthofvarioustypesofopticalcables.Afterthefiberopticcableislaid,bundlethefiberopticcabletogetherintheequipmentroomandthefloorwiringroom,andthenperformthefiberopticconnection.Theopticalfiberterminationdevice(OUT),opticalfibercoupler,andopticalfiberconnectorpanelcanbeusedtoestablishmodularconnections.Whenthelayingoftheopticalcableiscompletedandtheinterconnectionmoduleisestablishedintheproperposition,theopticalfiberconnectorcanbeaddedtotheendoftheopticalfiberandtheopticalfiberconnectioncanbeestablished.

Forothers,pleaserefertotherequirementsin"CodeforAcceptanceofBuildingsandBuildingsIntegratedWiringSystemEngineering"GB/T50312-2000and"CodeforConstructionandAcceptanceofBuildingsandBuildingsIntegratedWiringSystemEngineering"CECS89:97.