- Затухание одномодового оптического кабеля
- Затухание
- Полоса пропускания
- Числовая апертура
- Расстояние между повторителями
- Рабочая длина волны
- Затухание одномодового оптического кабеля
- Наши работы
- Охранно-пожарная сигна.
- Видеонаблюдение в заго.
- ЦОД Промсвязьбанк. Пер.
- Контакты
- Километрическое (погонное) затухание оптического кабеля – понятие, значение, измерение
- Типичные значения километрического затухания (нормы затухания) на различных длинах волн.
- Оптический бюджет
- Оптический бюджет (энергетический потенциал)
Затухание одномодового оптического кабеля
По формуле, приведенной в разделе 3.4.3, можно видеть, что для снижения числа мод, проходящих через волокно (а следовательно, снижения модовой дисперсии), диаметр и/или апертура сердечника должны быть уменьшены, а/или длина волны для передачи — увеличена. Это фундаментальные принципы, лежащие в основе одномодовых кабелей.
Одномодовое волокно (называемое иногда одномодовым кабелем) представляет собой в сущности волокно со ступенчатым профилем показателя преломления и с очень маленьким диаметром сердечника. Теоретически из-за малого размера сердечника по волокну может проходить лишь небольшое число мод света. Для дальнейшего снижения числа мод волокно создается с очень небольшой разницей в показателях преломления сердечника и оболочки. Из формулы, приведенной в разделе 3.1.4, следует, что по мере уменьшения разницы между показателями преломления сердечника и оболочки критический угол возрастает. Следовательно, внутреннее отражение претерпевают лишь лучи, падающие под очень большими углами, а все остальные лучи будут рассеиваться в оболочке. Вследствие такого строения вдоль волокна может проходить лишь единственная (то есть основная) мода света. Это показано на рис. 3.20.
Рис. 3.20. Передача по одномодовому оптическому волокну
Для того чтобы передача света по одномодовому волокну происходила описанным выше образом,, импульс света, вводимый в сердечник, должен быть очень точно нацелен по центру сердечника, иначе большая часть светового излучения будет потеряна в оболочке. Если система реализована правильно, импульс входного сигнала появится на выходе из волокна с почти той же формой. При передаче по волокну единственной основной моды в одномодовом волокне теоретически не может быть модовой дисперсии.
Диаметр сердечника одномодового волокна находится обычно в пределах от 8 до 9 мкм. Типичная спецификация одномодового волокна составляет 8,5/125/250 мкм.
Затухание
Типичное одномодовое волокно показывает затухание в пределах от 0,35 до 1,0 дБ на километр для рабочей длины волны 1310 нм и от 0,25 до 1,0 дБ на километр для рабочей длины волны 1550 нм. В недавнем исследовании потери для длины волны 1550 нм были снижены до 0,15 дБ/км.
Полоса пропускания
Современное одномодовое волокно обычно показывает очень высокую полосу пропускания, часто превышающую 100 ГГц/км. В настоящее время это соответствует коммерческим скоростям передачи данных примерно между 10 и 40 Гбит/с для систем, работающих на одной длине волны. Сейчас проводятся лабораторные работы с лазерами по передаче на скорости до 100 Гбит/с. Получить большие скорости передачи данных для одной длины волны становится труднее, так как из-за времени ответа приемных устройств невозможно различить длительность бита и длину волны света. Как упоминалось ранее, использование спектрального уплотнения позволит достичь скоростей передачи по единственному одномодовому волокну до нескольких терабит в секунду.
Числовая апертура
Апертура одномодовых волокон чрезвычайно мала (обычно в пределах от 0,1 до 0,15), что значительно снижает число мод, способных пройти по волокну. Для преодоления проблемы очень маленького угла приема используются лазеры, предоставляющие когерентный и мощный пучок света, очень точно настроенный на конец волокна для обеспечения излучения в волокно максимально возможного количества энергии. Невыровненные световые лучи будут рассеиваться в оболочке и теряться, поэтому надлежащее выравнивание очень важно.
Диаметр оболочки одномодового волокна 125 мкм, поэтому теоретически возможно физически подсоединить это волокно к многомодовым источнику и приемнику. Благодаря низким значениям апертуры и диаметра сердечника по волокну пройдет очень незначительная световая энергия, поэтому система не сможет удовлетворительно работать. При обратном сценарии, когда оборудование источника и приемника для одномодового волокна подключено к многомодовым кабелям, система будет работать очень успешно на скоростях до 1 Гбит/с на сравнительно больших расстояниях.
Расстояние между повторителями
Современные высококачественные одномодовые волоконно-оптические системы связи позволяют достигать расстояния между повторителями до 300 км на скоростях до 2,5 Гбит/с (с использованием волокон со смещенной ненулевой дисперсией, обсуждаемых в разделе 3.7.1). Проводимые в настоящее время исследовательские программы ссылаются на будущие расстояния между повторителями вплоть до величин, на два порядка превышающих приведенные.
Рабочая длина волны
Большинство одномодовых волоконных систем действуют на длинах волн 1300 и 1550 нм, хотя предпочтительнее работать в области 1550 нм из-за меньшего затухания в волокнах на этой длине волны. Лазеры, работающие на этой длине волны, не столь эффективны, как лазеры для 1300 нм, но в настоящее время для их улучшения проводится значительный объем исследований и разработок.
Одна из проблем, обсуждавшихся при создании одномодовых кабелей, заключается в том, что из-за небольшой разницы в показателях преломления сердечника и оболочки небольшое количество световой энергии имеет тенденцию проходить по оболочке. Это добавляет дополнительные искажения в выходной сигнал. Обычно это явление называют «волноводной дисперсией» (waveguide dispersion). Этот вопрос будет дальше обсуждаться в разделе 3.7.1.
Производители обычно включают значение этой дисперсии в опубликованной величине хроматической дисперсии в технических характеристиках оптического волокна.
Источник
Затухание одномодового оптического кабеля
Нормы оптических потерь и затуханий в одномодовом и многомодовом оптическом волокне согласно общим нормам и стандартам при строительстве ВОЛС.
Ниже приводим номинальные и максимальные оптические потери на месте сварки оптического волокна, километрические оптические затухания волоконно-оптического кабеля и вносимые потери коннекторами в местах механического соединения оптических волокон.
Многомодовое (multimode) оптическое волокно:
Километрические оптические затухания в волоконно-оптическом кабеле, дБ/км (децибел на километр):
длина волны 850 нм: номинальное — 2,7 дБ/км, максимальное — до 4 дБ/км;
длина волны 1300 нм: номинальное — 0,75 дБ/км, максимальное — до 2 дБ/км.
Коннекторы, пигтейлы, патч-корды с разъемами многомод (ММ): номинальное — 0,5 дБ, максимальное — до 1 дБ.
Оптические потери на месте сварки оптического многомодового волокна (ММ): номинальные — 0,3 дБ, максимальные — до 0,5 дБ.
Максимальные допустимые потери при укладке многомодовых оптических волокон в сплайс-кассету — до 0,1 дБ.
Одномодовое (singlemode) оптическое волокно:
Километрические оптические затухания в волоконно-оптическом кабеле, дБ/км (децибел на километр):
длина волны 1310 нм: номинальное — 0,35 дБ/км, максимальное — до 0,5 дБ/км;
длина волны 1550 нм: номинальное — 0,2 дБ/км, максимальное — до 0,4 дБ/км.
Коннекторы, пигтейлы, патч-корды с разъемами LC, SC, FC, ST одномод (SМ): номинальное — 0,2 дБ, максимальное — до 0,4 дБ.
Оптические потери на месте сварки оптического одномодового волокна (ОМ): номинальные — 0,1 дБ, максимальные — до 0,15 дБ. (при длине трассы менее 20 км максимальные — до 0,2 дБ).
Максимальные допустимые потери при укладке одномодовых оптических волокон в сплайс-кассету — до 0,1 дБ.
В процессе эксплуатации мощность источника лазерного (для одномода) или светодиодного (для многомода) излучения уменьшается. Разница мощности излучения активного оптического оборудования между новым и работающим несколько лет может достигать до 3 дБ.
График километрических оптических затуханий в волоконно-оптическом кабеле, дБ/км (децибел на километр) на различных длинах волн излучения:
В данной статье мы постарались ответить такие на частые задаваемые вопросы о нормах затуханий в оптических волокнах, такие как:
Какие нормы оптические потерь и затуханий ВОЛС?
Какие оптические потери в многомодовом и одномодовом оптоволокне при сварке оптических волокон?
Нормальные километрические затухания волоконно-оптического кабеля.
Какие оптические потери на разъемах LC, SC, FC, ST?
Какие потери на сварке оптического волокна нормы, госты?
Какие вносимые потери и затухания в оптических соединителях и потери в оптоволокне?
Какие допустимые потери и затухания волоконно-оптических линий связи?
Какие оптические потери в сплайс-кассете оптической панели нормы, стандарты?
—>
Наши работы
Охранно-пожарная сигна.
Работы по монтажу охранно-пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией в детском саду № 1494 г. .
Видеонаблюдение в заго.
Работы по интеграции системы видеонаблюдения в загородной резиденции, Московская обл., КП Ренессанс Парк. Были пролож .
ЦОД Промсвязьбанк. Пер.
Работы по переносу существующих волоконно-оптических кабелей из старых оптических панелей, отработавших более 20 лет .
Контакты
г. Москва, ул. Верхние Поля, д.45, к.1
г. Москва, Хорошевское шоссе, д.32А
г. Новосибирск, ул. Большая, 256
+7 (495) 783-75-83 (Москва)
+7 (495) 150-30-83 (Москва)
+7 (916) 076-11-83 (Москва)
+7 (383) 383-29-70 (Новосибирск)
Отдел монтажа: Ежедневно с 9 00 до 23 00
Ежедневно с 9 00 до 23 00
—> Тех.поддержка: Круглосуточно
Офис: Пн-Пт с 10 00 до 18 00
Источник
Километрическое (погонное) затухание оптического кабеля – понятие, значение, измерение
Километрическое, или погонное затухание оптического кабеля (затухание в оптическом волокне на километр) — это величина затухания мощности оптического сигнала на 1 километре оптического волокна.
Затухание в оптическом волокне на километр измеряется в дБ/км (децибел / километр). Оно имеет различные значения в зависимости от длины волны, на которой измеряется: 850 нм, 1300 нм, 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм, 1625 нм.
Типичные значения километрического затухания (нормы затухания) на различных длинах волн.
| Длина волны | Нормы затухания в оптическом кабеле |
| 850 нм | 3 дБ/км |
| 1300 нм | 0,75 дБ/км |
| 1310 нм | 0.33 дБ/км |
| 1380 нм | 0.50 дБ/км |
| 1490 нм | 0.24 дБ/км |
| 1550 нм | 0.22 дБ/км |
| 1625 нм | 0.23 дБ/км |
Указанные в таблице значения могут отличаться в небольших пределах. Так, для сигнала, передающегося на длине волны 1550 нм нормальным считается километрическое затухание в пределах 0,18 – 0,23 дБ/км, а для сигнала на длине волны 1310 нм – допустимым будет затухание 0,32 – 0,36 дб/км.
Кроме того, километрическое затухание кабеля находящегося длительное время в эксплуатации зачастую будет больше аналогичного значения нового кабеля в катушке. К этому приводит совокупность причин: попадание воды в муфты и кабель, превышение допустимых радиусов изгиба кабеля и волокон в сплайс кассете и т д.
Измерить значение километрического затухания можно при помощи оптического рефлектометра. Для этого нужно выставить маркеры по краям ровного участка (между соседними событиями). Многие рефлектометры автоматически рассчитывают километрическое (погонное значение). Если такой возможности нет, то необходимо вручную определить расстояние между маркерами и потери в волокне между маркерами. После этого найти погонное значение по формуле:
А километрическое – километрическое затухание
Аab – потери на участке волокна, выделенном маркерами
Lab – протяженность участка волокна, выделенного маркерами
Источник
Оптический бюджет
Оптический бюджет (энергетический потенциал)
В настоящее время во всем мире средства телекоммуникации переживают период широчайшего внедрения оптических систем в практику.
Оптическая система (optical system) — совокупность оптических элементов, созданная для определённого формирования пучков световых лучей.
Элементы оптических систем можно классифицировать следующим образом:
1. элементы, которые создают сигнал в линии;
2. элементы, которые вносят дополнительное затухание.
К первой категории относятся оптические трансиверы (GBIC, SFP, SFP+, XENPAK, XFP, X2 и др.) и усилители сигнала. Важными параметрами трансиверов (приемопередатчиков) являются: выходная мощность передатчика (transmitter output power) и чувствительность приемника (receiver sensitivity), это паспортные величины.
Чувствительность приемника – величина, характеризующая минимальный уровень сигнала на его входе, который приемник еще может принимать.
Выходная мощность передатчика – величина, характеризующая уровень выходного сигнала передатчика.
Уровень сигнала, передаваемого передатчиком по оптической линии, затухает с расстоянием, поэтому, когда он достигает приемника, его уровень становится меньше (на величину затуханий в линии). Если этот уровень не меньше чувствительности приемника, то приемник сможет принять такой сигнал, иначе система работать не будет.
Разность этих показателей дает нам оптический бюджет (optical budget), обеспечиваемый трансивером: оптический бюджет (энергетический потенциал) – разность между оптической мощностью передатчика и чувствительностью приемника, выраженная в dB. Это паспортная информация, которую производитель (по идее) должен прикладывать ко всем приемопередатчикам (трансиверам). Если производитель этого не сделал, то ее можно легко посчитать.
Pout = 1dBm – выходная мощность передатчика;
S = -18dBm – чувствительность приемника;
OB (optical budget) – ?
OB = Pout – S = (1-(-18))dBm = 19dBm
Оптический бюджет трансивера характеризует максимально-возможное затухание в линии, в которой он может использоваться. Т.е. показывает, что он может использоваться в линии с затуханием, которое не превышает величину бюджета.
Ко второй категории относятся остальные элементы (коннекторы, разветвители, аттенюаторы и др.), которые вносят в линию дополнительные потери. Стоит также не забывать о том, что затухание в оптическом кабеле зависит не только от его длины, но также и от несущей (длины волны):
Зависимость затухания от длины волны в одномодовом оптическом кабеле
чем больше длина волны, тем меньше затуханий в линию вносит оптический кабель.
При расчетах оптической системы необходимо учитывать следующие источники затухания:
затухание в оптическом кабеле:
- в мультимодовом кабеле (850нм) – 2.7 dB/км;
- в мультимодовом кабеле (1310нм) – 0.75 dB/км;
- в одномодовом кабеле (1310-1450нм) – 0.35 dB/км;
- в одномодовом кабеле (1470-1610нм) – 0.25 dB/км;
точки соединения:
- коннекторы, MM – 0.5dB;
- коннекторы, SM – 0.3dB;
- на сварке – 0.1dB.
Рассмотрим пример расчета затуханий в линии:
L=60км – длина одномодового оптического кабеля;
λ=1310нм – рабочая длина волны => коэффициент затухания для одномодового оптического кабеля 0.35dB/км;
известно, что на линии есть 2 коннектора и 1 место сварки, которые вносят дополнительные затухания (0.3dB и 0.1dB соответственно);
Z (затухания в линии) – ?
Z=L*0.35+2*0.3+1*0.1 = (60*0.35+0.6+0.1)dB = (21+0,7)dB = 21.7dB
Чтобы передать сигнал по линии с таким затуханием необходимо подобрать трансивер с оптическим бюджетом больше 21.7dB.
Для обеспечения надежной работы оптической системы учитывают возможность увеличения оптических потерь при изменении внешних факторов и ухудшении характеристик компонентов ВОЛС и мощности лазера, связанных с их старением. Для компенсации данных потерь обычно выбирают оптический бюджет трансиверов с запасом на 3-6dB.
Зачастую расчет потерь в линии не производят, а проводят реальные измерения с помощью рефлектометров. Рефлектометр передает оптический импульс по смонтированным оптическим линиям и измеряет отраженные световые частицы, отображая рассеянные и отраженные оптические сигналы как функцию длины. Сравнивая количество света, отраженного в разные моменты времени, определяются потери в линии и отражательная способность оптического кабеля. Полученные данные могут быть представлены графически в виде рефлектограмм.
Рефлектограмма — исчерпывающая информация о соединителях, сращиваниях и разрывах по всей длине оптической линии. Фактически это графическое изображение результатов измерения оптических потерь в линии:
Рефлектограмма импульсного рефлектометра
Вертикальная шкала определяет уровень потерь в dB, горизонтальная ось соответствует расстоянию от рефлектометра до тестируемого участка.
Знание оптического бюджета и затухания в линии позволяет произвести оценку работоспособности системы: если суммарное затухание линии больше оптического бюджета, то работать ничего не будет.
Источник
