Grundlæggende kendskab til fiberoptiske kabler

Optisk fiber, optisk kabel
1. Beskriv kort sammensætningen af ​​den optiske fiber.
Svar: En optisk fiber består af to grundlæggende dele: en kerne og et beklædningslag lavet af transparente optiske materialer og et belægningslag.

2. Hvad er de grundlæggende parametre, der beskriver transmissionskarakteristika for optiske fiberlinjer?
Svar: Inklusive tab, spredning, båndbredde, cut-off bølgelængde, tilstandsfeltdiameter osv.

3. Hvad er årsagerne til fiberdæmpning?
Svar: Dæmpningen af ​​en optisk fiber refererer til faldet i den optiske effekt mellem to tværsnit af en optisk fiber, som er relateret til bølgelængden. De vigtigste årsager til dæmpning er spredning, absorption og optisk tab på grund af konnektorer og samlinger.

4. Hvordan defineres fiberdæmpningskoefficienten?
Svar: Det er defineret ved dæmpningen (dB/km) pr. længdeenhed af en ensartet fiber i steady state.

5. Hvad er indsættelsestabet?
Svar: Henviser til dæmpningen forårsaget af indsættelse af optiske komponenter (såsom stik eller koblere) i den optiske transmissionslinje.

6. Hvad er båndbredden af ​​optisk fiber relateret til?
Svar: Båndbredden af ​​en optisk fiber refererer til modulationsfrekvensen, når amplituden af ​​den optiske effekt reduceres med 50 % eller 3dB fra amplituden af ​​nulfrekvensen i den optiske fibers overførselsfunktion. Båndbredden af ​​en optisk fiber er omtrent omvendt proportional med dens længde, og produktet af båndbreddelængden er en konstant.

7. Hvor mange slags optisk fiberdispersion? Hvad er det relateret til?
Svar: Spredningen af ​​en optisk fiber refererer til udvidelsen af ​​gruppeforsinkelsen inden for en optisk fiber, herunder modal spredning, materialespredning og strukturel spredning. Afhænger af egenskaberne for både lyskilden og den optiske fiber.

8. Hvordan beskrives spredningsegenskaberne for signalet, der forplanter sig i den optiske fiber?
Svar: Det kan beskrives ved tre fysiske størrelser: pulsudvidelse, fiberbåndbredde og fiberspredningskoefficient.

9. Hvad er cutoff-bølgelængden?
Svar: Det refererer til den korteste bølgelængde, der kun kan transmittere den fundamentale tilstand i den optiske fiber. For en single-mode fiber skal dens cut-off bølgelængde være kortere end bølgelængden af ​​det transmitterede lys.

10. Hvilken effekt vil spredningen af ​​den optiske fiber have på ydeevnen af ​​det optiske fiberkommunikationssystem?
Svar: Spredningen af ​​den optiske fiber vil få lysimpulsen til at udvide sig under transmissionsprocessen i den optiske fiber. Påvirker størrelsen af ​​bitfejlfrekvensen, længden af ​​transmissionsafstanden og størrelsen af ​​systemhastigheden.

11. Hvad er backscatter-metoden?
Svar: Backscatter-metoden er en metode til at måle dæmpning langs længden af ​​en optisk fiber. Det meste af den optiske effekt i den optiske fiber forplanter sig i fremadgående retning, men en lille del spredes tilbage mod illuminatoren. Brug et spektroskop til at observere tidskurven for tilbagespredning ved illuminatoren. Fra den ene ende kan ikke kun længden og dæmpningen af ​​den ensartede optiske fiber tilsluttet, men også lokale uregelmæssigheder, brudpunkter og samlinger og konnektorer forårsaget af den kan måles. Optisk strømtab.

12. Hvad er testprincippet for optisk tidsdomænereflektometer (OTDR)? Hvad er funktionen?
Svar: OTDR er lavet ud fra princippet om lys backscatter og Fresnel refleksion. Den bruger det tilbagespredte lys, der genereres, når lys forplanter sig i den optiske fiber til at opnå dæmpningsinformation. Det kan bruges til at måle optisk fiberdæmpning, stiktab, fiberfejlplacering og at forstå tabsfordelingen af ​​optiske fibre langs længden er et uundværligt værktøj til konstruktion, vedligeholdelse og overvågning af optiske kabler. Dens vigtigste indeksparametre inkluderer: dynamisk område, følsomhed, opløsning, måletid og blindzone osv.

13. Hvad er den døde zone i OTDR? Hvilken indflydelse vil det have på test? Hvordan skal man håndtere det blinde område i selve testen?
Svar: En række "blinde vinkler" forårsaget af mætning af OTDR-modtagerenden forårsaget af refleksion af karakteristiske punkter såsom bevægelige konnektorer og mekaniske samlinger kaldes normalt blinde vinkler.
Der er to typer blindhed i optisk fiber: hændelsesblindzone og dæmpningsblindzone: reflektionsspidsen forårsaget af indgrebet af det bevægelige stik, længden af ​​afstanden fra startpunktet for refleksionstoppen til modtagerens mætningsspids. kaldes begivenhedens blinde zone; Den mellemliggende bevægelige konnektor forårsager refleksionstoppen, og afstanden fra startpunktet for refleksionstoppen til det punkt, hvor andre hændelser kan identificeres, kaldes dæmpningsdødzonen.
For OTDR, jo mindre blind zone, jo bedre. Det blinde område vil øges med forøgelsen af ​​pulsbredden. Selvom en forøgelse af pulsbredden øger målelængden, øger den også måleblindområdet. Derfor, når du tester den optiske fiber, skal målingen af ​​den optiske fiber af OTDR-tilbehøret og det tilstødende hændelsespunkt bruge en smal puls, og brug en bred puls, når du måler den fjerne ende af fiberen.

14. Kan OTDR måle forskellige typer optiske fibre?
Svar: Hvis du bruger et single-mode OTDR-modul til at måle en multimode fiber, eller bruger et multimode OTDR-modul til at måle en single-mode fiber med en kernediameter på 62,5 mm, vil måleresultatet af fiberlængden ikke blive påvirket, men fibertabet vil ikke blive påvirket. Resultaterne af tab af optisk stik og tab af retur er forkerte. Ved måling af optiske fibre skal der derfor vælges en OTDR, der matcher den optiske fiber, der testes, til måling, så alle ydelsesindikatorer er korrekte.

15. Hvad refererer "1310nm" eller "1550nm" til i almindelige optiske testinstrumenter?
Svar: Det refererer til bølgelængden af ​​det optiske signal. Bølgelængdeområdet, der bruges til optisk fiberkommunikation, er i det nær-infrarøde område, og bølgelængden er mellem 800 nm og 1700 nm. Det er ofte opdelt i kortbølgelængdebånd og langbølgelængdebånd, førstnævnte refererer til 850nm bølgelængde, og sidstnævnte refererer til 1310nm og 1550nm.

16. I den nuværende kommercielle optiske fiber, hvilken bølgelængde af lys har den mindste spredning? Hvilken bølgelængde af lys har det mindste tab?
Svar: Lys med en bølgelængde på 1310nm har den mindste spredning, og lys med en bølgelængde på 1550nm har det mindste tab.

17. Hvordan klassificeres fiberen ifølge ændringen af ​​brydningsindekset for fiberkernen?
Svar: Det kan opdeles i trinfiber og graderet fiber. Trinfiber har en smal båndbredde og er velegnet til kortdistancekommunikation med lille kapacitet; graderet fiber har en bred båndbredde og er velegnet til kommunikation med mellem og stor kapacitet.

18. Hvordan klassificeres den optiske fiber ifølge de forskellige lysbølger, der transmitteres i den optiske fiber?
Svar: Det kan opdeles i single-mode fiber og multi-mode fiber. Kernediameteren af ​​en single-mode fiber er omkring 1-10μm. Ved en given arbejdsbølgelængde transmitteres kun en enkelt fundamental mode, som er velegnet til langdistancekommunikationssystemer med stor kapacitet. Multimode fiber kan transmittere lysbølger i flere tilstande, og dens kernediameter er omkring 50-60μm, og dens transmissionsydelse er værre end single-mode fiber.
Ved transmission af den aktuelle differentielle beskyttelse af multiplekseringsbeskyttelse, bruges multi-mode optisk fiber mellem den fotoelektriske konverteringsenhed installeret i kommunikationsrummet på understationen og beskyttelsesenheden installeret i hovedkontrolrummet.

19. Hvad er betydningen af ​​den numeriske apertur (NA) af trinindeksfiberen?
Svar: Den numeriske blænde (NA) angiver den optiske fibers lysmodtageevne. Jo større NA, jo stærkere er den optiske fibers evne til at opsamle lys.

20. Hvad er dobbeltbrydningen af ​​en single-mode fiber?
Svar: Der er to ortogonale polarisationstilstande i en enkelt-mode fiber. Når fiberen ikke er fuldstændig cylindrisk symmetrisk, er de to ortogonale polarisationstilstande ikke degenererede. Den absolutte værdi af brydningsindeksforskellen mellem de to ortogonale polarisationstilstande er For dobbeltbrydning.

21. Hvad er de mest almindelige fiberoptiske kabelstrukturer?
Svar: Der er to typer: lagsnoningstype og skelettype.

22. Hvad er hovedkomponenterne i optiske kabler?
Svar: Det er hovedsageligt sammensat af: fiberkerne, optisk fibersalve, kappemateriale, PBT (polybutylenterephthalat) og andre materialer.

23. Hvad er det optiske kabels rustning?
Svar: Refererer til det beskyttende element (normalt ståltråd eller stålbælte), der bruges i optiske kabler til specielle formål (såsom optiske undersøiske kabler osv.). Pansringen er fastgjort til den indvendige kappe af det optiske kabel.

24. Hvilket materiale bruges til kabelkappen?
Svar: Det optiske kabels kappe eller lag er normalt sammensat af polyethylen (PE) og polyvinylchlorid (PVC) materialer, og dets funktion er at beskytte kabelkernen mod ydre påvirkninger.

25. Angiv de specielle optiske kabler, der anvendes i strømsystemer.
Svar: Der er hovedsageligt tre typer specielle optiske kabler:
Jordtrådskomposit optisk kabel (OPGW), den optiske fiber er placeret i elledningen af ​​den stålbeklædte aluminiumsstrengstruktur. Anvendelsen af ​​OPGW optisk kabel spiller den dobbelte funktion af jordledning og kommunikation, hvilket effektivt forbedrer udnyttelsesgraden af ​​strømpoler.
Wrap-type optisk kabel (GWWOP), hvor der er strømtransmissionsledninger, er denne type optisk kabel viklet eller ophængt på jordledningen.
Selvbærende optisk kabel (ADSS) har en stærk trækstyrke og kan hænges direkte mellem to strømstænger med en maksimal spændvidde på op til 1000m.

26. Hvad er anvendelsesstrukturerne for OPGW optiske kabler?
Svar: Indeholder hovedsageligt: ​​1) Strukturen af ​​plastrør + aluminiumsrør; 2) Strukturen af ​​centralt plastrør + aluminiumsrør; 3) Aluminium skelet struktur; 4) Spiral aluminiumsrørstruktur; 5) Enkeltlags rustfri stålrørstruktur (center rustfrit stålrørstruktur, rustfrit stålrør lagdelt struktur); 6) Komposit rustfrit stålrørstruktur (central rustfrit stålrørstruktur, rustfrit stålrørlagdelt struktur).

27. Hvad er hovedkomponenterne i den snoede ledning uden for kernen af ​​det optiske OPGW-kabel?
Svar: Den er sammensat af AA-tråd (aluminiumslegeringstråd) og AS-tråd (aluminiumsbeklædt ståltråd).

28. Hvad er de tekniske betingelser, der skal være opfyldt for at vælge OPGW-kabelmodellen?
Svar: 1) Nominel trækstyrke (RTS) (kN) for OPGW-kablet; 2) Antal fiberkerner (SM) af OPGW-kabel; 3) Kortslutningsstrøm (kA); 4) Kortslutningstid (s); 5) Temperaturområde (℃).

29. Hvordan er graden af ​​bøjning af det optiske kabel begrænset?
Svar: Bøjningsradius af det fiberoptiske kabel bør ikke være mindre end 20 gange den ydre diameter af det fiberoptiske kabel, og den bør ikke være mindre end 30 gange den ydre diameter af det fiberoptiske kabel under konstruktion (ikke-stationær tilstand ).

30. Hvad skal man være opmærksom på i ADSS optiske kabelprojektet?
Svar: Der er tre nøgleteknologier: mekanisk design af optisk kabel, bestemmelse af ophængningspunkter og valg og installation af understøttende hardware.

31. Hvad er de vigtigste optiske kabelfittings?
Svar: Optiske kabelfittings refererer til den hardware, der bruges til at installere det optiske kabel, hovedsageligt inklusive: belastningsklemmer, ophængsklemmer, vibrationsdæmpere osv.

32. Hvad er de to mest grundlæggende ydeevneparametre for optiske fiberkonnektorer?
Svar: Optiske fiberstik er almindeligvis kendt som strømførende stik. For enkeltfiberstik er de optiske ydeevnekrav fokuseret på de to mest grundlæggende ydeevneparametre, indføringstab og returtab.

33. Hvor mange typer optiske fiberstik er almindeligt anvendt?
Svar: Ifølge forskellige klassificeringsmetoder kan optiske fiberstik opdeles i forskellige typer. Ifølge de forskellige transmissionsmedier kan de opdeles i single-mode fiberstik og multi-mode fiberstik; i henhold til forskellige strukturer kan de opdeles i FC, SC, ST , D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT og andre typer; i henhold til pin-endefladen af ​​stikket kan opdeles i FC, PC (UPC) og APC. Almindeligt anvendte fiberoptiske stik: FC/PC fiberoptiske stik, SC fiberoptiske stik, LC fiberoptiske stik.

34. I det optiske fiberkommunikationssystem er følgende punkter almindelige, angiv venligst deres navne.
AFC, FC type adapter ST type adapter SC type adapter
FC/APC, FC/PC type stik SC type stik ST type stik
LC-jumper MU-jumper Single-mode eller multi-mode jumper

35. Hvad er indsættelsestabet (eller indføringstabet) af et optisk fiberstik?
Svar: Det refererer til mængden af ​​reduktion i den effektive effekt af transmissionslinjen forårsaget af indgrebet af stikket. For brugere, jo mindre værdi, jo bedre. ITU-T foreskriver, at dens værdi ikke bør være større end 0,5dB.

36. Hvad er returtabet for en optisk fiberkonnektor (eller kaldet refleksionsdæmpning, returtab, returtab)?
Svar: Det er et mål for den indgangseffektkomponent, der reflekteres fra stikket og returneres langs indgangskanalen. Den typiske værdi bør ikke være mindre end 25dB.

37. Hvad er den mest fremtrædende forskel mellem det lys, der udsendes af lysemitterende dioder og halvlederlasere?
Svar: Lyset produceret af lysdioden er inkohærent lys med et bredt frekvensspektrum; lyset produceret af laseren er kohærent lys med et smalt frekvensspektrum.

38. Hvad er den mest åbenlyse forskel mellem driftsegenskaberne for lysdioder (LED) og halvlederlasere (LD)?
Svar: LED har ikke en tærskel, mens LD har en tærskel. Laser vil kun blive genereret, når den indsprøjtede strøm overstiger tærsklen.

39. Hvad er de to almindeligt anvendte single longitudinal mode halvlederlasere?
Svar: Både DFB-lasere og DBR-lasere er distribuerede feedback-lasere, og deres optiske feedback leveres af det distribuerede feedback-Bragg-gitter i det optiske hulrum.

40. Hvad er de to hovedtyper af optiske modtageenheder?
Svar: Der er hovedsageligt fotodioder (PIN-rør) og lavinefotodioder (APD).

41. Hvad er de faktorer, der forårsager støj i optiske fiberkommunikationssystemer?
Svar: Der er støj forårsaget af ukvalificeret ekstinktionsforhold, støj forårsaget af tilfældige ændringer i lysintensitet, støj forårsaget af tidsjitter, punktstøj og termisk støj fra modtageren, tilstandsstøj fra optisk fiber, støj forårsaget af pulsudvidelse forårsaget af spredning, og LD Mode distribution støj, støjen genereret af frekvens chirp af LD, og ​​støj genereret af refleksionen.

42. Hvad er de vigtigste optiske fibre, der i øjeblikket anvendes til opbygning af transmissionsnetværk? Hvad er dens hovedtræk?
Svar: Der er tre hovedtyper, nemlig G.652 konventionel single-mode fiber, G.653 dispersion-shifted single-mode fiber og G.655 non-zero dispersion-shifted fiber.
G.652 single-mode fiber har en stor spredning i C-båndet 1530~1565nm og L-båndet 1565~1625nm, generelt 17~22psnm•km, når systemhastigheden når 2,5Gbit/s eller mere, er spredningskompensation påkrævet, ved 10Gbit/s. Spredningskompensationsomkostninger for systemet er relativt høje, og det er den mest almindelige type fiber lagt i transmissionsnettet på nuværende tidspunkt.
Spredningen af ​​G.653-spredningsforskudt fiber i C-bånd og L-bånd er generelt -1～3,5psnm•km, med nul spredning ved 1550nm, og systemhastigheden kan nå 20Gbit/s og 40Gbit/s. Det er enkeltbølgelængde ultra-langdistance transmission. Den bedste fiber. Men på grund af dens nul-spredningskarakteristik, når DWDM bruges til kapacitetsudvidelse, vil der opstå ulineære effekter, hvilket fører til signalkrydstale, hvilket resulterer i fire-bølge blanding af FWM, så DWDM er ikke egnet.
G.655 ikke-nul spredningsforskudt fiber: G.655 ikke-nul spredningsforskudt fiber har en spredning på 1～6psnm•km i C-båndet og generelt 6-10psnm•km i L-båndet . Spredningen er lille og undgår nul. Dispersionszonen undertrykker ikke kun fire-bølge-blandings-FWM, kan bruges til DWDM-udvidelse, men kan også åbne højhastighedssystemer. Den nye G.655-fiber kan udvide det effektive areal til 1,5 til 2 gange større end den almindelige fiber, og det store effektive areal kan reducere effekttætheden og reducere fiberens ikke-lineære effekt.

43. Hvad er ulineariteten af ​​optisk fiber?
Svar: Når den optiske inputeffekt overstiger en vis værdi, vil brydningsindekset for den optiske fiber være ikke-lineært relateret til den optiske effekt, og Raman-spredning og Brillouin-spredning vil forekomme, hvilket vil ændre frekvensen af ​​det indfaldende lys.

44. Hvad er effekten af ​​fiber ikke-linearitet på transmission?
Svar: Ikke-lineære effekter vil forårsage yderligere tab og interferens, hvilket forringer systemets ydeevne. WDM-systemet har høj optisk effekt og transmitterer en lang afstand langs den optiske fiber, så der genereres ikke-lineær forvrængning. Der er to typer ikke-lineær forvrængning: stimuleret spredning og ikke-lineær brydning. Blandt dem omfatter stimuleret spredning Raman-spredning og Brillouin-spredning. Ovenstående to former for spredning reducerer den indfaldende lysenergi og forårsager tab. Det kan ignoreres, når den indgående fiberstrøm er lille.

45. Hvad er PON (Passive Optical Network)?
Svar: PON er et optisk fibersløjfe optisk netværk i det lokale brugeradgangsnetværk, baseret på passive optiske komponenter, såsom koblere og splittere.