Обозначение и стандарты волокна

     Сегодня познакомимся с обозначением и стандартами волокна.

Обозначение волокна

  Обозначение волокна указывается двумя цифрами через дробь. Первая цифра обозначает диаметр сердцевины волокна. Вторая соответственно диаметр оболочки.

MMF 50/125,  MMF 62,5/125

   Диаметр сердцевины одномодового волокно гораздо меньше многомодового волокна, но зато имеет большую пропускную способность.

Стандарты волокон

  В таблице представлены типы волокон и их область применения. 

   Наиболее широко используются следующие стандарты:  MMF 50/125(62,5/125), SF 8-10/125, (DSF, NZDSF).

Преимущества и недостатки волокна

    Рассмотрим преимущества и недостатки волокна.

    Преимущество волокна:
    

1. Широкая полоса пропускания
- за счет высокой частоты несущей. Соответственно скорость передачи информации доходит до терабит в сек.

2. Затухание сигнала
- оптическое волокно имеет километрическое затухание 0,2-0,3 дБ  на длине волны 1,55 мкм. Это позволяет строить линии связи длиной более 100 км без ретрансляторов.

3. Низкий уровень шума в кабеле
- позволяет при использовании сигнала с малой избыточности увеличить полосу пропускания.

4. Высокая помехозащищенность

А также к преимуществу оптического кабеля можно отнести следующее:

- Малый вес и объем
- Не оказывают влияния электромагнитные поля.
- Используется экономичное сырье для изготовления оптического кабеля.
- Длительный срок эксплуатации.



   Недостатки волокна:

1. Стоимость оборудования - высокая стоимость приемо/передатчиков,  пассивного телекоммуникационного оборудования, различных оптических соединителей, разветвителей, оборудования для измерения и т.д.

2. Монтаж и обслуживание ВОЛС - высокая стоимость прокладки и сварки ВОЛС, а также проводимых измерений.

Многомодовое волокно

    Как мы уже помним,  многомодовое волокно бывает двух типов ( этому посвящена эта Статья). Остановимся и рассмотрим подробнее.

1. Ступенчатое многомодовое волокно.

2. Градиентное многомодовое волокно.

    Если провести сравнение между этими двумя волокнами, то градиентное многомодовое волокно имеет лучшие характеристики, чем ступенчатое. А именно: дисперсия прямо пропорциональна межмодовой дисперсии, а так как межмодовая дисперсия в градиентном волокне намного меньше, чем в ступенчатом, то и получаем, что пропускная способность градиентного волокна больше.

    В многомодовом волокне диаметр сердцевины составляет 50-62,5 мкм, а это больше чем на порядок длины волны передачи. Т.об. получаем, что это приводит к увеличению числа мод в волокне во всех окнах прозрачности. В основном используют два окна прозрачности: 850 нм и 1310 нм.

Одномодовое волокно

     Итак с понятием одномодовое волокно мы познакомились в Прошлой статье. В этой статье

более подробно рассмотрим типы одномодовых волокон и распространение в них оптического сигнала.

Одномодовое волокно:

1. Ступенчатое одномодовое волокно SF.

     Диаметр сердцевины составляет 8-10 мкм. В таких волокнах (при достаточно большой длине волны) распространяется один луч или одна мода. В одномодовых волокнах процесс распространения одной моды обеспечивается во втором и третьем окне прозрачности, а именно на длинах волн 1310 нм и 1550 нм.

   Окна прозрачности рассмотрены были  нами ранее. Для тех кто не помнит:   Открываем и вспоминаем.


     За счет распространения одной моды достигается увеличение полосы пропускания. Наиболее эффективно это наблюдается в пределах окна прозрачности 1310 нм. Но все не совсем хорошо. На длине волны 1310 нм образуются большие потери - 0,3-0,4 Дб/км. В то время как на длине волны 1550 нм - 0,2-0,25 Дб/км.

2. Одномодовое волокно со смещенной дисперсией DSF.

  В этом волокне наилучшим образом выражены характеристики волокна. Длина волны, на которой результирующая дисперсия  равна нулю, является третье окно прозрачности - 1550 нм. Рабочей длиной волны поэтому является только одна - 1550 нм. Здесь обеспечивается минимальное значение дисперсии и минимум потерь.

    Расчет дисперсии, а также  хроматическая дисперсия и межмодовая дисперсия -   Читаем здесь

3. Одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF.

    Волокно  NZDSF в отличии от волокна со смещенной нулевой дисперсией способно передавать сигнал не одной длины волны, а одновременно нескольких, т.е. получается мультиплексированный оптический сигнал. Это позволяет использовать данное волокно на линиях связи, при которых не требуется использование опт-электронного преобразования.


    Компоненты ВОЛС и опт-электронные преобразователи описаны в одной из Первых статей.

    Из приведенных выше 3-х типов одномодовых волокон совсем не нужно считать, что каждое волокно работает только на своей длине волны. Это не так. По волокну SF можно передавать сигнал на длине волны 1530 - 1560 нм. Просто при таком использовании сократится величина безретрансляторного участка. Поэтому нужно будет ставить мощнее усилители, либо ставить их чаще.

Типы волокон

     В этой статье познакомимся с типами волокон.

   Оптические волокна обеспечивают передачу оптических сигналов, имеют различные характеристики и работают на определенных длинах волн. Существует две основные группы оптических волокон:

• одномодовые оптические волокна 
  
  SMF
  
  Single Mode Fiber
  

• многомодовые оптические волокна 
  
  
  MMF
  
  Multi Mode Fiber
  

   
     Разберем типы волокон.

Первая группа SMF. Одномодовые ОВ бывают следующих типов:

• ступенчатые одномодовые волокна (step index SMF) или стандартные волокна  SF (standart fiber);
• волокна со смещенной дисперсией DSF (dispersion-shifted SMF);
• волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF( non-zero DSF).

    
Вторая группа MMF. Многомодовые ОВ:

• ступенчатые многомодовые волокна ( step index MMF);
• градиентные многомодовые волокна ( graded index MMF). 

    
   Все волокна имеют одинаковое строение. Каждое волокно имеет сердцевину и оболочку с разными показателями преломления. Распространение светового сигнала проходит непосредственно в сердцевине волокна, поэтому сердцевина изготавливается из более плотного материала, нежели оболочка.

   Многомодовое градиентное волокно и одномодовое волокно со смещенной дисперсией имеют более сложный профиль - для достижения специальных технических характеристик. Здесь показатель преломления имеет непосредственную зависимость от радиуса волокна.