Johdanto
Selitys "yksimuotoiselle kuidulle" akateemisessa kirjallisuudessa:Yleensä vain yksi aaltoharja, joka kulkee kuidun läpi, on nimeltään yksimuotokuitu. ionit ja modaalinen dispersio on tärkeintä.Yksimuotokuidun dispersio on pieni, jotenvalovoi ollaerittäin leveä.Taajuuskaistalähettäähyvin pitkiä matkoja.
Thesingle-modefiberhasacorediameterof10micron,whichcanallowsingle-modebeamtransmissionandcanreducethebandwidthandmodaldispersionlimitations.However,duetothesmallcorediameterofthesingle-modefiber,Itisdifficulttocontrolthebeamtransmission,soanextremelyexpensivelaserisrequiredasthelightsource.Themainlimitationofthesingle-modeopticalcableisthematerialdispersion.Thesingle-modeopticalcablemainlyusesthelasertoobtainhighfrequencybandwidth,andbecausetheLEDwillissuealargenumberofdifferentbandwidthsTherefore,thematerialdispersionrequirementsareveryimportant.
Comparedtomulti-modefiber,single-modefibercansupportlongertransmissiondistance.In100MbpsEthernetor1GGigabitnetwork,single-modefibercansupporttransmissiondistanceofmorethan5000m.
Fromacostpointofview,sincetheopticaltransceiverisveryexpensive,thecostofusingsingle-modefiberwillbehigherthanthatofmulti-modefiberopticcable.
SingleModeFiber (SMF)
Comparedwithmultimodefiber,single-modefiberhasamuchthinnercorediameter,only8-10μm.Becauseonlyonemodeistransmitted,thereisnointer-modedispersion,thetotaldispersionissmall,andthebandwidthiswide.Single-modefiberisusedinthe1.3-1.6μmwavelengthregion.Throughappropriatedesignofthefiberrefractiveindexdistribution,andselectionofhigh-puritymaterialstoprepareacladdingthatis7timeslargerthanthecore,thelowestlossandMinimumdispersion.
Single-modeopticalfiberisusedinlong-distance,large-capacityopticalfibercommunicationsystems,opticalfiberlocalareanetworksandvariousopticalfibersensors.
Luokittelu
652yksikuituinen
Thesingle-modefiberthatmeetstherequirementsofITU-TG652isoftencallednon-dispersionshiftedfiber,anditszerodispersionislocatedat1.3Inthelowlossareaofumwindow,theworkingwavelengthis1310nm(lossis0.36dB/km).Mostofthefiberopticcablesthathavebeenlaidinourcountryareofthistypeoffiber.Withthesuccessfuladvancementofthefiberopticcableindustryandsemiconductorlasertechnology,theworkingwavelengthofthefiberopticlinecanbetransferredtoalowerloss(0.22dB/km)1550nmfiberwindow.
653yksikuituinen
Single-modefiberthatmeetstherequirementsofITU-TG653,oftencalleddispersion-shiftedfiber(DSF=DispersionShifledFiber),itszero-dispersionwavelengthshiftstolossVerylow1550nm.Thiskindofopticalfiberhasbeenpromotedandusedinsomecountries,especiallyinJapan,andithasalsobeenadoptedontheBeijing-Kowloontrunklineinmycountry.AmericanAT&TearlydiscoveredthatDSFhadseriousshortcomings.Theharmfulfour-wavemixingandotherfibernonlineareffectsexistedinthelowdispersionregionnear1550nm,whichhinderedtheapplicationoffiberamplifiersinthe1550nmwindow.However,inJapan,theuseofdispersioncompensationtechnology*inG.653single-modeopticalfiberlinescanstillsolvetheproblem,andthereisnoJapaneseG.655opticalfiber,whichseemstobeamystery.
655yksikuituinen
Nämä yksimuotokuitu, joka täyttääITU-T.G.655:n vaatimukset. .0ps/nm*km),jolla tasapainotetaan neljän aallon sekoitusta jne.Epälineaariefektit. Kaupalliset kuidut sisältävät AT&T's TrueWavefiberin, Corningin SMF-LSfiberin (epätyypillisellä nolladispersion aallonpituudella 1567,5n, joka on tyypillinen nolladispersion arvo 0,07ps/nm2*km)jaCorning'sLEAFfiber.mycountry'sct"Dabafiber's"
Pääerot
Nämä ovat ITU:n määrittämiä standardityyppejä optisille kuituille:
G.651 on monimuotodeoptinen kuitu.
G.652 on perinteinen yksimuotokuitu, jonka dispersiopiste on nolla 1300 nm:ssä, missä dispersio on pienin;samaan aikaan se on jaettu G.652A:een, B:hen, C:hen ja PMD:n mukaan.
G.653isadispersion-shiftedfiber(DSF),with1550nmasthezerodispersionpoint.Theprincipleistoperformdispersiontranslationthroughwaveguidedispersion,sothatlowlossandzerodispersionareatthesameoperatingwavelength.Butatthesametime,zerodispersionisnotconducivetomulti-channelWDMtransmission,becausewhenthenumberofmultiplexedchannelsislarge,thechannelspacingissmall,thenanonlinearopticaleffectcalledfour-wavemixing(FWM)willoccur.Theeffectmixestwoorthreetransmissionwavelengths,generatingnewandharmfulfrequencycomponents,leadingtocrosstalkbetweenchannels.Ifthedispersionoftheopticalfiberlineiszero,theinterferenceofFWMwillbeveryserious;ifthereisasmallamountofdispersion,theinterferenceofFWMwillbereduced.Inresponsetothisphenomenon,scientistshavedevelopedanewtypeofopticalfiber,NZ-DSF.
G.654optinen kuitu on erittäin pienihäviöistä optista kuitua, käytetään pääasiassa transoceanikoptisiin kaapeleihin. Sen ydin on puhdasta piidioksidia, kun taas tavalliset optiset kuidut on seostettava germaniumilla. 0nm aallonpituusalue.
G.655fiberisanon-nolladispersiosiirretty kuitu (NZ-DSF), jaettu 655A,B,C,pääominaisuus on, että 1550n dispersio on lähellä nollaa, mutta ei nollaa. Se on parannettu dispersio-siirretty kuitu vaimentaa neljän aallon sekoitusta.
G.656-kuitu ontulevaisuudenohjauskuitu.G656:n työaallonpituutta on kasvatettu huomattavasti, mukaan lukien S,CandL-kaistat (1460-1625nm).
G.657optical Fiber,Kansainvälinen televiestintäliitto ITU-julkaistiin joulukuussa 2006standardisuositus"CharacteristicsofBendLoss-InsensitiveSingleModeOpticalFiberandOpticalCablesto-access-accessnetworks.fiberametiin taivutusaste on jaettu kolmeen asteeseen,1,2,ja3,joista1vastaa10mm:n minimitaivutussädettä,ja2vastaa7,5.mmimm-taivutussäde,3vastaa5mmimm-taivutussädettä. 657kuitu on jaettu neljään alaluokkaan,G.657.A1,G.657.A2,G.657.B2jaG.657.B3.
Erot
1,yksitilalähetysetäisyys on pitkä
2,monimoodilähetyskaistanleveyssuuri
3,yksitila ei tapahdu Dispersio,luotettava laatu
4.Yksitila käyttää yleensä laseriavalolähdettä, joka on kallis, kun taas monimoodi käyttää yleensä halpaa LED-valoa
5.Yksitila on kalliimpi
6.Monimuotoinen ja lyhyen matkan lähetys on mahdollinen.
Parametrien vertailu
Tekniset parametrit | G.655 | G.652 | |
Työaallonpituus (nm) | 1530-1565 | 1310 | 1550 |
Vaimennus (dB/km) | ≤0,22 | ≤0,36 | ≤0,22 |
Nolladispersion aallonpituus (nm) | 1300-1324 | ||
Nolladispersion kaltevuus (ps/nm2*km) | 0,045-0,1 | 0,093 | |
Dispersio (ps/nm* km) | 1≤|D|≤6 | 3.5 | 18 |
Dispersioalue (nm) | 1530-1565 | 1288-1339 | 1550 |
PolarizationModeDispersion (ps/√km) | Yksi levy: ≤ 0,125 linkki (≥ 20 levyn kaapeli): ≤ 0,10 | Yksilevy:≤0,20linkki (≥20optista kaapelia):≤0,15 | |
Optinen tehollinen alue (m2) | 55-85 | 80 | |
Tilakentän halkaisija (m) | 8.0～11.0 | 8.8～9.5 | 10.5 |
Taivutusominaisuudet (dB) | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
Taulukon parametreista voidaan nähdä, ettäkahden optisen kuidun vaimennuskerroin ei ole paljon erilainen.G.652-kuidun dispersiokerroin on18ps/nm*kmat1550nm. ensation.G.655fiber1530-1560nm aallonpituusalueen dispersioonyleensä 1,0-6ps/nm*km, kun lähetetään sama 10Gb /ssystem,koska dispersio onerittäin alhainen,hajoamisen kompensointitoimenpiteitä ei tarvitse suorittaa;muttaG.655kuitu on1550nm.Dispersio on pienempi,ja sen epälineaarinen vaikutus on suurempi kuinG.652kuitutestissä. G.655 kuidun hinta on suhteellisen korkea, ja sen markkinahinta on noin kaksi kertaa G.652 kuidun hinta.Kaksioptisen kuidun suunnittelusovellus on lueteltu alla olevassa taulukossa.
Käytä optista kuitutyyppiä | Transmit2,5Gb/sTDMandWDMsystem | Lähetys10Gb/sTDMjaWDM-järjestelmä |
| > G.652 | tyydyttävä | tyydyttävä, mutta dispersion kompensointitoimenpiteitä vaaditaan |
| > G.655 | > Tyydellä | > Tyytyy |
Taulukonvertailu osoittaa, että lähetyksen 2,5 Gb/sTDM- ja WDM-järjestelmissä molemmat optiset kuitutyypit voivat täyttää vaatimukset. 0Gb/s-pohjainen siirtojärjestelmä avataan..G.655-kuitu ei vaadi usein toistuvia hajautuskorvaustoimenpiteitä,mutta kuidun hinta on suhteellisen korkea.
Developmentprocess
In1980,wheninternational,includingChinesescholars,werediscussingwhichisbetter,single-modefiberormulti-modefiber,AcademicianHuangHongjiaofShanghaiUniversityofScienceandTechnologyrealizedLong-wavelengthsingle-modefiberhastheadvantagesoflowlossandsmalldispersion,andisanidealmediumforlong-distancelarge-capacitycommunicationsystems.AresearchgroupheadedbyAcademicianHuangHongjiaputforwardaproposalforsingle-modefiberresearchin1979.ThisproposalwassupportedbytheShanghaiMunicipalScienceandTechnologyCommission,andlisted"SingleModeOpticalFiberResearch"asakeyscientificresearchprojectinShanghai.ThesecondphaseoftheresearchworkwascarriedoutinMay1982.WiththecollaborationbetweenShanghaiUniversityofScienceandTechnologyandShanghaiQuartzGlassFactory,ithasreceivedsupportandcooperationfromthe23rdInstituteofElectronics.InMay1982,theShanghaiMunicipalScienceandTechnologyCommissionpresidedovertheappraisalworkinvolving24expertsfrom9unitsinChina.TheAppraisalCommitteebelievesthat"thissingle-modeopticalfiberscientificresearchworkisfundamentalandpioneering.ItnotonlyfillsthegapinthisimportantresearchfieldinChina,butalsocatchesupwiththeinternationallevelatarelativelyfastspeed."
Characteristicparameters
①Attenuationcoefficienta:Itsprovisionsandphysicalmeaningsareexactlythesameasthoseofmultimodefibers,soIwon’tdescribethemhere.②DispersioncoefficientD(λ):Wealreadyknowthatthedispersionofopticalfibercanbedividedintothreeparts,namelymodaldispersion,materialdispersionandwaveguidedispersion.Forsingle-modefiber,becauseoftherealizationofsingle-modetransmission,thereisnoproblemofmodaldispersion,soitsdispersionismainlymanifestedinmaterialdispersionandwaveguidedispersion(collectivelycalledintra-modedispersion).Consideringthematerialdispersionandwaveguidedispersionofasingle-modefiber,collectivelyreferredtoasthedispersioncoefficient.Thedispersioncoefficientcanbeunderstoodlikethis:thepulsebroadeningvalueperkilometeroffiberduetotheunitspectralwidth.Therefore,thepulsebroadeningvalueofLkmfibercausedbychromaticdispersionis:σ=δλ·D(λ)·L(2.17)where:δλisthespectralwidthofthelightsourceandσistherootmeansquarebroadeningvalue.Thesmallerthedispersioncoefficient,thebetter.Thesmallerthedispersioncoefficientoftheopticalfiber,thelargerthebandwidthcoefficient,thatis,thelargerthetransmissioncapacity.Forexample,CCITTrecommendsthatthedispersioncoefficientofasingle-modefiberatawavelengthof1.31micronsshouldbelessthan3.5ps/km.nm.Aftercalculation,itsbandwidthfactorisabove25000MHz·km,whichismorethan60timesthatofmultimodefiber(thebandwidthfactorofmultimodefiberisgenerallybelow1000MHz·km).
③Modefielddiameterd:Themodefielddiametercharacterizesthedegreeofconcentrationoflightenergyinasingle-modefiber.Sinceonlythefundamentalmodeistransmittinginthesingle-modefiber,roughlyspeaking,themodefielddiameteristhediameterofthefundamentalmodespotonthereceivingendfaceofthesingle-modefiber(infact,thefundamentalmodelight
hasnospotClearboundaries).Itcanbeveryroughlyconsidered(notstrictlyspeaking)thatthemodefielddiameterdissimilartothecorediameterofasingle-modefiber.④Cut-offwavelengthλc:WeknowthatwhenthenormalizedfrequencyVofthefiberislessthanitsnormalizedcut-offfrequencyVc,single-modetransmissioncanberealized,thatis,onlythefundamentalmodeistransmittinginthefiber,andtheotherhigh-ordermodesareallcutoff.Inotherwords,inadditiontotheparametersofthefibersuchasthecoreradius,thenumericalaperturemustmeetcertainconditions,andtoachievesingle-modetransmission,thewavelengthofthelightmustbegreaterthanacertainvalue,thatis,λ≥λc.Thisvalueiscalledthecut-offofthesingle-modefiber.wavelength.Therefore,thecut-offwavelengthλcmeanstheminimumworkinglightwavewavelengththatenablestheopticalfibertoachievesingle-modetransmission.Inotherwords,althoughotherconditionsaremet,ifthewavelengthofthelightwaveisnotgreaterthanthecut-offwavelengthofthesingle-modefiber,itisstillimpossibletoachievesingle-modetransmission.
5.ReturnLoss---ReturnLoss:ReturnLossisalsocalledreturnloss.Itreferstothedecibelsoftheratiooftheback-reflectedlighttotheinputlightattheopticalend.Thegreaterthereturnloss,thegreaterthereturnloss.Goodtoreducetheimpactofreflectedlightonthelightsourceandthesystem.
Theopticaldeviceusedinsingle-modetransmissionequipmentisLD,whichisusuallydividedintotwowavelengths:1310nmand1550nmaccordingtothewavelength.Accordingtotheoutputpower,itcanbedividedintoordinaryLD,high-powerLD,DFB-LD(distributedFeedbackopticaldevice).Themostcommonfiberusedforsingle-modefibertransmissionisG.652,whichhasawirediameterof9microns.
FiberWavelength
Whenthelightof1310nmwavelengthistransmittedonG.652fiber,itistheattenuationfactorthatdeterminesthetransmissiondistancelimit;becauseatthewavelengthof1310nm,thefibermaterialdispersionandThestructuraldispersioncancelseachotherout,andthetotaldispersionis0,andtheopticalsignalwithasmallamplitudeatthe1310nmwavelengthcanrealizebroadbandtransmission.
Whenthelightof1550nmwavelengthistransmittedonG.652fiber,theattenuationfactorisverysmall.Consideringtheattenuationfactoronly,thedistanceoflightof1550nmwavelengthunderthesameopticalpowerisgreaterthanthatoflightof1310nmwavelength.Transmissiondistance,buttheactualsituationisnotthecase.Therelationshipbetweenthesingle-modefiberbandwidthBandthedispersionfactorDis:B=132.5/(Dl*D*L)GHz
MissäLuettelo kuidunpituus,DlOnspektriuusileveys.Valolla, jonka aallonpituus on 1550 nm, hajontakerroin on20ps/(nm.km),kuten taulukossa 3 on esitetty. Olettaen, että spektrinleveys on yhtä suuri kuin1nmandlähetysetäisyysL onL) 5 GH/2h.
Sovellustilanne
Esittely
Koska nykyinen optinen kuitu käyttää enimmäkseen muoviydintä.Hinta on jo erittäin alhainen.Esimerkiksi neljän ytimen yksimuotokuitua myydään vain 2-3 yuania/m
jayksimoodi-/monimuotokuitulähetinvastaanottimen hinta myös 300-500.Sovellus maksaa hyvin vähän.,
Inthepast,ourtraditionalconceptwhenbuildingnetworkswasthatLANsonlyusetwisted-paircables,andopticalfibersareonlyusedwhenconnectingtotheInternetatahighspeed.SomeenterprisesorfactoriesandmineshavelargeLANsandarestabletothenetwork.Theperformancerequirementsarehigher.Herewerecommendtheuseofopticalfiber.Thecostofusingopticalfiberisnotmuchhigherthanthatofusingup-to-standardCategory5twistedpair.Andyoudon’thavetoworryaboutlightningstrikes,andyoudon’tneedtoconsidertheeffectivedistanceoftheLAN.Youcanrefertoitinyourfuturework.
Relatedreading:"Opticalfibernetworkingisnotfarfromyou,examplesexplaintheapplicationofopticalfiberLAN"
ProductSelectionGuide
Yksimuotoisen optisen kuidun nimellisydinjohtoHalkaisija on(8～10) μm/125 μm. Tekniset tiedot (johtimien määrä)ovat 2,4,6,8,12,16,20,24,36,48,60,72,84,96johtimista. ;tavallinen palonestoaine; vähän savuton halogeeniton tyyppi; vähän savuton halogeeniton palonestoaine.
Whentheuserhasconfidentialityrequirementsforthesystemanddoesnotallowthesignaltobetransmittedoutside,orthesystememissionindexcannotmeettherequirements,shieldedcoppercorepaired-paircablesandshieldedwiringequipmentshouldbeused,oranopticalcablesystemshouldbeused.
Rakentamisen ja asennuksen avainkohdat
Becausethecoreoftheopticalfiberismadeofquartzglass,itisveryeasytobreak.Therefore,theminimumbendingradiusmustnotbeexceededduringconstruction.Secondly,thetensilestrengthofopticalfiberislowerthanthatofcables,sowhenoperatingopticalcables,itisnotallowedtoexceedthetensilestrengthofvarioustypesofopticalcables.Afterthefiberopticcableislaid,bundlethefiberopticcabletogetherintheequipmentroomandthefloorwiringroom,andthenperformthefiberopticconnection.Theopticalfiberterminationdevice(OUT),opticalfibercoupler,andopticalfiberconnectorpanelcanbeusedtoestablishmodularconnections.Whenthelayingoftheopticalcableiscompletedandtheinterconnectionmoduleisestablishedintheproperposition,theopticalfiberconnectorcanbeaddedtotheendoftheopticalfiberandtheopticalfiberconnectioncanbeestablished.
Forothers,pleaserefertotherequirementsin"CodeforAcceptanceofBuildingsandBuildingsIntegratedWiringSystemEngineering"GB/T50312-2000and"CodeforConstructionandAcceptanceofBuildingsandBuildingsIntegratedWiringSystemEngineering"CECS89:97.