Затухание оптического кабеля одномод

Затухание оптического кабеля одномод

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 оптического кабеля одномод

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?

Автор: Константин Зайченко Дата добавления: 25.05.2016

—>

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Наши работы

Сварка и измерения ВОЛ.

Работы по сварке и измерению оптических потерь волоконно-оптических линий связи для крупнейшей в мире компании перест .

Автоматизация приборов.

Работы по пуско-наладке, настройке и программированию ав .

Охранно-пожарная сигна.

Работы по монтажу охранно-пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией в детском саду № 1494 г. .

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

ВОЛС — Урок 003. Затухание в оптическом волокне

Важнейшими параметрами волоконного световода являются оптические потери и затухание передаваемой энергии. Эти параметры определяют дальность связи по ВОК и его эффективность. Затухание в оптических волокнах обусловлено проявлением следующих потерь:

α _c – собственные потери волоконных волноводов
α _k – дополнительные кабельные потери
α _ik – потери на поглощение в инфракрасной области
α _pr – потери, вызванные присутствием в оптических волокнах примесей

Собственные потери волоконных световодов состоят, в свою очередь, из потерь на поглощение α _p и потерь на рассеяние α _r :

Затухание в результате поглощения связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, существенно зависит от свойств материала оптического волокна и рассчитывается по следующей формуле:

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь

Затухание в инфракрасной области, расположенной в диапазоне длин волн свыше 1,6 мкм, рассчитывается по формуле:

C и k – постоянные коэффициенты. Для кварцевого стекла C = 0,9; k = (0,7—0,9) мкм.

При рассеянии света на неоднородностях лучи расходятся в направлениях, часть которых имеет меньший угол падения, чем угол полного внутреннего отражения. Одни лучи при этом покидают сердцевину и уходят в оболочку, а другие, оставаясь в ней, возвращаются обратно к источнику излучения. Такое рассеяние присутствует в любом волоконном световоде; оно получило название рэлеевского рассеяния. Затухание на рассеяние можно оценить по следующей формуле:

С – коэффициент рэлеевского рассеяния.

Одним из понятий в ВОЛС является понятие окна прозрачности. Это область в спектре частот светового излучения, в которой затухание в оптическом волокне минимально. Именно на эти длины волн светового излучения ориентируются при производстве приемо-передатчиков ВОЛС. Первое окно прозрачности наблюдается на длине волны 0,85 мкм, на которой величина затухания составляет 1,8 дБ/км, второе соответствует длине волны 1,31 мкм, на которой затухание составляет 0,36 мкм, а третье наблюдается на длине волны 1,55 мкм, на которой затухание составляет 0,22 дБ/км.

В процессе изготовления волоконно оптических кабелей возникают дополнительные, так называемые кабельные потери, к которым относятся потери на макро и микроизгибах. При изготовлении кабеля оптическое волокно в кабеле располагается в свободно, поскольку оптоволокно подвержено разрушению при растяжении более, чем на 1%. Следовательно оптическая длина волокна в кабеле как правило больше длины самого кабеля. При этом в волокне возникают макро и микроизгибы при его расположении в полости волоконно-оптического кабеля, что также сказывается на затухании светового сигнала в случае, если световой луч падает на границу раздела среда оптоволокна под углом, который больше угла полного отражения. Таким образом световой луч выходит за пределы сердечника оптического волокна.

Потери могут возникать также в результате случайных микроизгибов оптического волокна, которые происходят в процессе наложения защитного покрытия и изготовления оптических волокон в результате температурных расширений и сжатий непосредственно волокна и его защитных покрытий. Размах таких отклонений составляет менее 1 мкм, а шаг — менее 1 мм. К макроизгибам относятся также изгиб оптического волокна в результате монтажа кабельной линии или укладки запасов кабеля в телекоммуникационные шкафы, когда пренебрегают минимально рекомендованным радиусом изгиба оптического кабеля.

Рекомендуем хостинг TIMEWEB

Рекомендуемые статьи по этой тематике

Источник