Тип оптического волокна: Типы и стандарты оптического волокна — характеристики и применение ✅

Стандарты оптических волокон

Отредактировано: 24.12.2020

Учитывая большую популярность оптических линий связи в последние несколько лет, основная их часть в настоящее время основана на современных одномодовых волокнах. Однако как одномодовые, так и многомодовые волокна делятся на множество типов и категорий, которые соответствуют установленным стандартам и заводским спецификациям. В статье «Многомодовые и одномодовые оптоволоконные кабели» поднимаются основные вопросы, связанные с отличием этих типов оптических волокон.

Спецификации различных видов и категорий волокон содержатся в разработанных международных стандартах. Кроме того, на местных рынках используются многочисленные заводские стандарты и спецификации.

Терминология и классификация

За международную стандартизацию в области оптоволоконной связи отвечает технический комитет 86 Международной электротехнической комиссии (IEC TC86), который определил следующие типы типов:

• Многомодовые волокна, например A1a, A1b, A1d . .., далее разделенные на группы (например, A1a.1 …)
• Одномодовые волокна, например, B1, B4, B6 …

Однако более популярная маркировка основана на сокращениях названий:

• OM — оптический многомодовый
• OS — оптический одномодовый

Примеры: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2. Спецификации, определяющие конкретные параметры передачи, будут представлены позже в тексте.

Обозначение ОМ получило широкое распространение, в отличие от маркировки OS. В случае одномодовых вариантов более распространены названия, используемые другой международной организацией, ITU (Международный союз электросвязи), в частности, отделом, занимающимся стандартизацией решений для телекоммуникации (ITU-T).

Руководства ITU-T широко известны и используются. «Характеристики среды передачи и оптических систем» входят в стандарт G.600-G.699, оптические волокна описаны в стандарте G.

650-G659. Каждая рекомендация предназначена для определенного типа волокна.

Избранные стандарты и рекомендации

Ниже приводится сводка избранных стандартов для волоконной оптики.
Стандарты ISO / IEC:

В таблице ниже представлен упрощенный обзор разновидностей многомодовых волокон, определенных стандартами IEC.

OFL * — OverFilled Launch — стандартизированный метод измерения полосы пропускания волокна, при котором источник равномерно направляет свет во все режимы многомодового волокна (светодиодный источник).

EMB ** — Effective Modal Bandwidth — эффективная модальная ширина полосы пропускания центра или смещения (лазерный источник освещает небольшую часть сердцевины волокна).

Очевидно, что развитие многомодовых волокон идет в направлении волокон, которые могут передавать все больше и больше данных. OM1 обеспечивает скорость передачи данных 10 Гбит/с на очень короткие расстояния (до 33 метров), а OM4 позволяет передавать поток данных 100 Гбит/с на расстояние до 150 метров. Однако, учитывая современное улучшение одномодового волокна, даже виды OM3 и OM4 будут редко использоваться.

Рекомендации ITU-T:

Такое большое количество документов является результатом стремительного развития оптоволоконной связи из-за высокого спроса на быстрые и дальние типы передачи данных. Сегодня одномодовое волокно обычно дешевле многомодового. Будущее за такими волокнами, и некоторые исключения могут существовать только в локальных системах, потому что устройства, работающие с одномодовыми оптическими волокнами, немного дороже.

Рекомендации ITU-T гораздо более строгие (или точные), чем категории характеристик передачи, определенные IEC (OS1 и OS2). Например, спецификации, требуемые OS2, выполняются волокном G.652.C, а это означает, что тип волокна G.652D обладает лучшими параметрами.

Стандарты одномодового волокна

Одномодовые волокна, соответствуют следующим стандартам:

• G.652 — определяет 4 версии (A, B, C, D). Варианты G.652. C и G652.D имеют уменьшенный пик воды (ZWP — Zero Water Peak), что позволяет применять их в диапазоне длины волны от 1310 нм до 1550 нм, поддерживая передачу с грубым мультиплексированием с разделением по длине волны (CWDM).
• G.652.D — это стандартное одномодовое волокно (SSMF), предназначенное для систем со скоростью 10 и 40 Гбит/с (благодаря уменьшенной поляризационной модовой дисперсии — PMD). В настоящее время это наиболее популярное оптоволокно.
• G.655 — определяет волокно с характеристиками, указанными на 1550 нм и 1625 нм, с ненулевой
  крутизной хроматической дисперсии в этих диапазонах длин волн. Этот тип оптического волокна может поддерживать системы дальней связи, использующие передачу с плотным мультиплексированием с разделением по длине волны (DWDM) в диапазоне длин волн от 1530 до 1625 нм.
• G.656 — волокно, предназначенное для использования в широкополосных системах, использующих DWDM и CWDM, предназначенное для работы в диапазоне длин волн от 1460 нм до 1625 нм.
• G.657 — определяет оптоволокно, которое производит более низкий уровень затухания, которое вызывается изгибами. Минимальный радиус изгиба уменьшен до 15-5 мм (в зависимости от версии). Волокно G.657A совместимо с волокнами G.652, версии G.657.B не обеспечивают 100% совместимость с другими волокнами, однако обладают уникальными механическими характеристиками, подходящими для самых требовательных установок.

Как сравнить все существующие стандарты и рекомендации?

Рекомендации ITU-T основаны на стандартах IEC, однако в некоторых версиях могут быть небольшие отличия.

Стоит упомянуть еще одну организацию, объединяющую значительную часть телекоммуникационной отрасли — Ассоциацию телекоммуникационной индустрии (TIA). Деятельность и документы организации наиболее известны в США, некоторые стандарты опубликованы раньше, чем в Европе.

Некоторые сравнения:

Многомодовые волокна:

• OM1 — 62,5 / 125 — IEC60793-2-10 A1b — TIA 492-AAAA
• OM2 — 50/125 — IEC60793-2-10 A1a. 1 — G.651.1 — TIA 492-AAAB
• OM3 — 50/125 — IEC60793-2-10 A1a.2 — G.651.1 — TIA 492-AAAC
• OM4 — 50/125 — IEC60793-2-10 A1a.3 — TIA 492-AAAD

Одномодовые волокна

:

• G.652A, B — 9/125 — IEC60793-2-50 B1.1
• G.652C, D — 9/125 — IEC60793-2-50 B1.3
• G.655 — 9/125 — IEC60793-2-50 B4
• G.657A — 9/125 — IEC60793-2-50 B6_a1
• G.657B — 9/125 — IEC60793-2-50 B6_a2

 

Параметры выбранных одномодовых волокон

 
* Коэффициент затухания следует измерять только для более длинных участков волокон (не измерять, например, с помощью патч-кордов).

В современных системах чаще всего используется волокно G.652.D из-за его универсальности и цены. Некоторые стандарты, такие как G.653, быстро перестали использоваться из-за затрат на применение и ограничений физических свойств волокна.

Если стоит выбор, где купить оптоволоконный кабель, выбирайте надёжного поставщика. Компания «АнЛан» занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.

Копирование контента с сайта Anlan.ru возможно только при указании ссылки на источник.
© Все права защищены.

Основные параметры оптических волокон — Национальная сборная Worldskills Россия

“

Самым распространенным в нашей работе является оптическое волокно. Вы, конечно, видели волоконно-оптические кабели у себя дома или на работе. Для монтажа и работы с ними обязательно нужно знать основные параметры, о которых и будет рассказано в этом уроке.

Глоссарий

Для успешного освоения материала рекомендуем вам изучить следующие понятия:

Первичное буферное покрытие, представляющее собой слой акрилового лака, предохраняющее оптическое волокно от механических повреждений

Пара-арамидное волокно, иногда не совсем точно называемое «кевларовое волокно», обладающее высокой прочностью и предназначенное для защиты волокон и модулей в волоконно-оптическом шнуре или кабеле от механических воздействий

Система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило, ближнем инфракрасном) диапазоне

Отрезок оптического волокна с буферными покрытиями, оконеченный с одной стороны коннектором определенного типа и предназначенный для быстрого терминирования оптических волокон при помощи сварки

Отрезок оптического волокна с буферными покрытиями, оконеченный с двух сторон коннекторами определенного типа и предназначенный для коммутации портов волоконно-оптического оборудования

Рассеяние света на объектах, размеры которых меньше длины его волны. В оптических волокнах — рассеяние света на неоднородностях, вызванных внесением примесей в волокно на этапе производства

Характеристика оболочки кабелей. Использование кабелей в такой оболочке необходимо в общественных зданиях и зданиях с массовым пребыванием людей

Видеолекция

Конспект

Оптическое волокно

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оболочки. Эти элементы изготавливаются из кварцевого стекла. Для предохранения волокон от механических воздействий, а также с целью маркировки волокна покрывают различными защитными покрытиями.

Защитные покрытия

Первичным, как правило, идет акриловое покрытие. В некоторых случаях волокна покрываются дополнительными слоями из ПВХ либо арамидных нитей. Диаметры элементов стандартизированы. Для сердцевины одномодового оптического волокна характерны величины 7−9 мкм, для многомодового используются величины 50 и 62,5 мкм. Оболочка для обоих типов оптических волокон имеет диаметр 125 мкм.

Важно

По внешнему виду нельзя определить тип волокна

Первичное покрытие увеличивает диаметр волокна до 250 мкм. В таком виде волокна укладывают внутри оптических модулей в волоконно-оптических кабелях. На оптические пигтейлы наносится дополнительное покрытие из ПВХ диаметром 900 мкм. Оптические патч-корды, как правило, снабжаются покрытием из арамидных или кевларовых нитей и еще одного покрытия из LSZH материалов, в результате чего диаметр увеличивается до 3 мм.

Параметры

Помимо защитных покрытий волокна обладают рядом параметров, которые необходимо знать для того, чтобы правильно подобрать режимы аппаратов для сварки оптических волокон и кабели к существующей инфраструктуре либо, наоборот, подобрать оборудование для готовой линии связи.

Затухание

Затухание оптического сигнала обусловлено двумя факторами:

1. Поглощение энергии материалом волокна.

2. Рэлеевское рассеяние.

Рассеяние возникает из-за встречающихся на пути сигнала неоднородностей — различных примесей, в том числе придающих волокну заданные свойства. Затухание выражается в децибелах и указывается либо абсолютное — для патч-кордов и пигтейлов, либо километрическое — для волокон в составе кабеля.

Тип волокна

1. Многомерные волокна
По многомодовым (от английского mode — режим) волокнам свет распространяется в нескольких режимах, что в общем упрощает условия ввода сигнала в волокно, позволяя использовать для этого светодиоды. Однако, ввиду явления межмодовой дисперсии, в таких волокнах ограничены расстояние и частота передаваемого сигнала. В основном подобные волокна используются во внутриобъектовых сетях, где расстояния не превышают нескольких километров.

2. Одномерные волокна
Одномодовые волокна имеют малый диаметр сердцевины — порядка 7−9 мкм. Это усложняет условия ввода сигнала: теперь для этого необходимы лазерные светодиоды. Но при таком диаметре распространение света в волокне ограничено одной модой — это устраняет межмодовую дисперсию. Надо заметить, что такой диаметр подобран для наиболее часто применяемых длин волн — 1310 и 1550 нм. Данный тип волокон позволяет передавать сигналы на расстояния порядка 20 и более километров, применяется на магистралях, хотя в последнее время, ввиду доступности аппаратуры, распространяется повсеместно.

Важно

Переход с одномодовых волокон к многомодовым либо обратно возможен только с применением специального оборудования, поэтому чаще всего волоконно-оптические линии связи строят на одном типе оптических волокон

Профиль показателя преломления

Сердцевина и оболочка волокна выполнены из кварцевого стекла и различаются только величиной показателя преломления. Профиль показателя преломления показывает, как он изменяется в поперечном сечении волокна. Самый простой профиль — ступенчатый — применяется довольно редко. Градиентный профиль — используется чаще и позволяет частично компенсировать дисперсию. Для смещения нулевой дисперсии также применяются более сложные профили, образуя в том числе многослойные волокна.

Числовая апертура

Это параметр, который определяет условия ввода света в оптическое волокно. Проще говоря, он определяет конус на торце волокна, и лучи, попадающие в этот конус, будут передаваться через волокно. Все остальные лучи не смогут испытывать полное отражение от границы сердцевины и оболочки и будут быстро затухать, рассеиваясь в оболочке.

Дисперсия

Дисперсия возникает из-за различия в скорости распространения составляющих спектра оптического сигнала. Это приводит к тому, что одни части импульса приходят к принимающей стороне немного раньше, чем другие. Выглядит это как расширение импульса, которое в определенный момент приведет к слиянию, и прием информации станет невозможным.

Основная действующая дисперсия в многомодовых волокнах — межмодовая. В одномодовых волокнах она отсутствует, но тем не менее спектр лазерного излучения обладает определенной шириной. И составляющие этого спектра также вызывают дисперсию, хотя и в значительно меньшей степени.

В основном производители рассчитывают минимальный уровень дисперсии в одномодовых волокнах на длине волны 1310 нм. Их называют просто SM или SMF (Single Mode Fiber). Волокна, где минимальный уровень дисперсии рассчитан на длину волны 1550 нм, называются волокнами со смещенной дисперсией — DSF или DS (Dispersion-Shifted Single Mode Fiber). В некоторых случаях применяются волокна с ненулевой смещенной дисперсией — NZDSF, NZDS или NZ (Non-Zero Dispersion-Shifted Single Mode Fiber). Это системы со спектральным уплотнением каналов (WDM), где определенный уровень дисперсии помогает разделять каналы.

“

Изученные в данном уроке параметры оптических волокон необходимо знать как сварщику оптических волокон, так и сетевому инженеру, который планирует строить либо обслуживать сеть, где применяются волоконно-оптические линии связи. Чтобы закрепить полученные знания, выполните несколько заданий.

Интерактивное задание

Для закрепления полученных знаний пройдите тест

Стартуем!

25 мкм

125 мкм

50 мкм

Дальше

Проверить

Узнать результат

125 мкм

250 мкм

50 мкм

62,5 мкм

Дальше

Проверить

Узнать результат

Градус

Децибел

Мегаом

Дальше

Проверить

Узнать результат

Затухание

Профиль показателя преломления

Числовая апертура

Дисперсия

Дальше

Проверить

Узнать результат

К сожалению, вы ответили неправильно на все вопросы

Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

К сожалению, вы ответили неправильно на большинство вопросов

Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

К сожалению, вы ответили неправильно на большинство вопросов

Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

Неплохо!

Но можно лучше. Прочитайте лекцию и посмотрите видео еще раз

Пройти еще раз

Отлично!

Вы отлично справились. Теперь можете ознакомиться с другими компетенциями

Пройти еще раз

Оптоволокно и типы — GeeksforGeeks

Улучшить статью

Сохранить статью

• Последнее обновление: 28 июн, 2020

Читать

Обсудить

Улучшить статью

Сохранить статью

Оптическое волокно представляет собой цилиндрическое волокно из стекла толщиной с волос или любого прозрачного диэлектрического материала. Волокно, используемое для оптической связи, представляет собой волноводы из прозрачных диэлектриков.

Основной элемент волоконной оптики:

1. Сердцевина:
   Центральная трубка очень тонкого размера, изготовленная из оптически прозрачного диэлектрического материала и несущая передатчик света к приемнику, диаметр сердцевины может варьироваться от прибл.
   от 5 мкм до 100 мкм.
2. Оболочка:
   Это внешний оптический материал, окружающий сердцевину, имеющий коэффициент отражения ниже, чем у сердцевины, а оболочка помогает удерживать свет внутри сердцевины при явлениях полного внутреннего отражения.
3. Буферное покрытие:
   Это пластиковое покрытие, которое защищает волокно из силиконового каучука. Типичный диаметр волокна после покрытия составляет 250-300 мкм.

Типы оптоволокна:
Обычно оптическое волокно подразделяется на две категории на основе: количества мод и показателя преломления . Они объясняются следующим образом.

1. На основании количества режимов:
Классифицируется на 2 типа:

• (а). Одномодовое волокно:
  
  В одномодовом волокне по волокну может распространяться только один тип луча света. Этот тип волокна имеет малый диаметр сердцевины (5 мкм) и большой диаметр оболочки (70 мкм), а разница между показателями преломления сердцевины и оболочки очень мала. Отсутствует дисперсия, т. е. ухудшение сигнала при прохождении по волокну. Свет проходит через него через лазерный диод.

• (б). Многомодовое волокно:
  Многомодовое волокно допускает большое количество мод для светового луча, проходящего через него. Диаметр сердечника обычно составляет (40 мкм), а диаметр оболочки — (70 мкм). Относительная разница показателей преломления также больше, чем у одномодового волокна. Сигнал ухудшается из-за многомодовой дисперсии. Он не подходит для связи на большие расстояния из-за большой дисперсии и затухания сигнала. Существует две категории на основе многомодового волокна, т. е. Step Index Fiber и Волокно с градуированным показателем преломления . В основном это категории по типам оптического волокна на основе показателя преломления

2. На основе показателя преломления:
Оно также подразделяется на 2 типа:

• ( а). Оптическое волокно со ступенчатым показателем преломления:
  Показатель преломления сердцевины является постоянным. Показатель преломления оболочки также постоянен. Лучи света распространяются через него в виде меридиональных лучей, пересекающих ось волокна при каждом отражении на границе сердцевина-оболочка.

• (б). Оптическое волокно с градиентным показателем преломления:
  В этом типе волокна сердцевина имеет неоднородный показатель преломления, который постепенно уменьшается от центра к границе сердцевина-оболочка. Оболочка имеет равномерный показатель преломления. Световые лучи распространяются через него в виде косых лучей или винтовых лучей. он никогда не пересекает ось волокна.

Типы оптического волокна | Блог STL

Типы оптического волокна

Мы знают, что оптический волокно произвела революцию в индустрии связи. Ядро, оболочка и покрытие составляют оптическое волокно в его простейшей форме, он негорючий и потребляет меньше энергии. Давайте посмотрим поближе на оптических волокнах, их различных типах, как они работают, и их приложения в этой статье.

Что оптическое волокно?

Оптический волокно это метод передачи данных, который использует световые импульсы путешествуя по длинному волокну, часто состоящему из пластика или стекла. Чем меньше металлических проводов могут повредить сигнал, тем лучше для оптики. оптоволоконное соединение. Кроме того, электромагнитные помехи не ударные оптические волокна. Используется полное внутреннее отражение света. в

волокно оптический кабель.

Структура оптического волокна :

сердцевина, оболочка и внешнее покрытие — все это компоненты оптической системы . волокно . В то время как стекло и пластик широко используются, различные материалы могут использоваться на основе желаемого спектра передачи.

Участок волокна, передающий свет, называется сердцевиной. материал, используемый для облицовки, часто имеет более низкий показатель преломления, чем ядро (обычно примерно на 1 процент ниже). Из-за индекса отличие, полное внутреннее отражение происходит на границе индекса по всей длине волокна, препятствуя выходу света через боковины.

Что различные типы оптического волокна?

Есть разные типы оптического волокна дифференцированные по следующим параметрам:

• Материал
• Число режимов
• преломляющий индексный профиль

1. Используемый материал:

В По используемым материалам оптические волокна делятся на два категории:

• Стакан волокно

Пример:

• Сердцевина: SiO2 Оболочка: SiO2
• Сердцевина: GeO2-SiO2 Оболочка: SiO2

• Пластик волокно

Пример:

• Основной: Изготовлен из полистирола: Обшивка: выполнена из метилметакрилата.
• Основной: Изготовлен из полиметилметакрилата: Покрытие: выполнено из сополимера

2. Общее количество режимов:

В по общему количеству мод оптические волокна делятся на:

• Одиночный режим волокно

Одномодовый волокна обычно представляют собой волокна со ступенчатым индексом. Легированный кремнезем является сырьем материал, используемый для производства этих волокон. Чтобы разрешить только один путь трансмиссии, он имеет чрезвычайно малый диаметр сердечника.

• Многомодовый волокно

Оба Волокна со ступенчатым и плавным показателем преломления выигрывают от использования многомодового кабеля . волокно . Многокомпонентные стеклянные составы, такие как силикагель – плакированный – диоксид кремния, Стекло – плакированное стекло, легированный кварц и т. д. используются для изготовления многомодовые волокна.

3. Профиль показателя преломления

Оптический волокна делятся на две группы в зависимости от их преломления индексный профиль.

• Шаг Индекс Волокно
• Одноместный Индекс шага режима волокна : В одномодовом волокне со ступенчатым профилем сердцевина окружена более низким показатель преломления оболочки, чем сам сердечник.
• Многомодовый Ступенчатое индексное волокно : Сердцевина многомодового волокна со ступенчатым показателем преломления окружена оболочкой. с более низким показателем преломления, чем сердцевина.

• Оценка Индексное волокно

Оценка индексные волокна имеют показатели преломления, которые варьируются от одного конца волокна к другому, что заставляет световые лучи двигаться с разной скоростью. Есть более низкое преломление индекс оптического волокна на внешней границе объекта. Другими словами, лучи на внешнем крае движутся быстрее, чем лучи в центре. Как В результате лучи уходят и достигают конца волокна почти одновременно.

приложений различных типов оптического волокна

В сравнении к типичным металлическим проводам приложение оптического волокна оказался выгодным.

Приложения оптоволоконной связи :

• Медицинский промышленность: в нескольких инструментах используется наблюдать за внутренними частями тела, заходя в полые места в теле из-за его тонкой и гибкой природы. Хирургический лазеры, лазеры для эндоскопов, лазеры для микроскопов и биомедицинские лазеры все используют волоконные лазеры.

• Коммуникация: Оптический волокно кабели играют важную роль в принципе оптоволоконной связи системы, потому что они используются как для передачи, так и для приема. Скорость и точность можно улучшить, используя его во многих сетях. Приложения.

• Защита: Секторы безопасности данных высокого уровня в военной и аэрокосмической областях приложения используют оптоволокно для передачи данных. Гидрофоны для SONAR и сейсмические приложения, а также авиационная проводка, используют этого материала.

• Вещание: Такие кабели передают высокоскоростные широкополосные сигналы HDTV. Когда по сравнению с таким же количеством медных кабелей, волокон оптический кабель дешевле. Вещатели используют оптические волокна для подключения HDTV, CATV, VOD и другие услуги.

• украшения и освещение: Теперь, когда мы знаем, что такое оптический волокно мы можем понять, почему он так популярен в рождественских украшениях и деревья: это недорого, просто в использовании и красиво.