Conoscenza di base del cavo in fibra ottica

Fibra ottica, cavo ottico
1. Descrivere brevemente la composizione della fibra ottica.
Risposta: Una fibra ottica è composta da due parti fondamentali: un nucleo e uno strato di rivestimento in materiali ottici trasparenti e uno strato di rivestimento.

2. Quali sono i parametri di base che descrivono le caratteristiche di trasmissione delle linee in fibra ottica?
Risposta: Compresi perdita, dispersione, larghezza di banda, lunghezza d'onda di taglio, diametro del campo modale, ecc.

3. Quali sono le ragioni dell'attenuazione delle fibre?
Risposta: L'attenuazione di una fibra ottica si riferisce alla diminuzione della potenza ottica tra due sezioni di una fibra ottica, che è correlata alla lunghezza d'onda. Le principali cause di attenuazione sono la dispersione, l'assorbimento e la perdita ottica dovuta a connettori e giunti.

4. Come viene definito il coefficiente di attenuazione della fibra?
Risposta: È definito dall'attenuazione (dB/km) per unità di lunghezza di una fibra uniforme in regime stazionario.

5. Qual è la perdita di inserzione?
Risposta: Si riferisce all'attenuazione causata dall'inserimento di componenti ottici (come connettori o accoppiatori) nella linea di trasmissione ottica.

6. A cosa è correlata la larghezza di banda della fibra ottica?
Risposta: La larghezza di banda di una fibra ottica si riferisce alla frequenza di modulazione quando l'ampiezza della potenza ottica è ridotta del 50% o 3dB dall'ampiezza della frequenza zero nella funzione di trasferimento della fibra ottica. La larghezza di banda di una fibra ottica è approssimativamente inversamente proporzionale alla sua lunghezza e il prodotto della lunghezza della larghezza di banda è una costante.

7. Quanti tipi di dispersione della fibra ottica? A cosa è correlato?
Risposta: La dispersione di una fibra ottica si riferisce all'ampliamento del ritardo di gruppo all'interno di una fibra ottica, inclusa la dispersione modale, la dispersione del materiale e la dispersione strutturale. Dipende dalle caratteristiche sia della sorgente luminosa che della fibra ottica.

8. Come descrivere le caratteristiche di dispersione del segnale che si propaga nella fibra ottica?
Risposta: Può essere descritto da tre grandezze fisiche: ampiezza di impulso, larghezza di banda della fibra e coefficiente di dispersione della fibra.

9. Qual è la lunghezza d'onda di taglio?
Risposta: Si riferisce alla lunghezza d'onda più corta che può trasmettere solo la modalità fondamentale nella fibra ottica. Per una fibra monomodale, la sua lunghezza d'onda di taglio deve essere inferiore alla lunghezza d'onda della luce trasmessa.

10. Che effetto avrà la dispersione della fibra ottica sulle prestazioni del sistema di comunicazione in fibra ottica?
Risposta: La dispersione della fibra ottica provoca l'espansione dell'impulso luminoso durante il processo di trasmissione nella fibra ottica. Influisce sulla dimensione del tasso di errore bit, sulla lunghezza della distanza di trasmissione e sulla dimensione del tasso di sistema.

11. Qual è il metodo di retrodiffusione?
Risposta: Il metodo della retrodiffusione è un metodo per misurare l'attenuazione lungo la lunghezza di una fibra ottica. La maggior parte della potenza ottica nella fibra ottica si propaga in avanti, ma una piccola parte viene dispersa all'indietro verso l'illuminatore. Utilizzare uno spettroscopio per osservare la curva temporale della retrodiffusione all'illuminatore. Da un'estremità, non solo è possibile misurare la lunghezza e l'attenuazione della fibra ottica uniforme collegata, ma anche le irregolarità locali, i punti di rottura e le giunzioni e i connettori da essa causati. Perdita di potenza ottica.

12. Qual è il principio di verifica del riflettometro ottico nel dominio del tempo (OTDR)? Qual è la funzione?
Risposta: L'OTDR si basa sul principio della retrodiffusione della luce e della riflessione di Fresnel. Utilizza la luce retrodiffusa generata quando la luce si propaga nella fibra ottica per ottenere informazioni sull'attenuazione. Può essere utilizzato per misurare l'attenuazione della fibra ottica, la perdita del connettore, la posizione del guasto della fibra e comprendere la distribuzione della perdita delle fibre ottiche lungo la lunghezza è uno strumento indispensabile nella costruzione, manutenzione e monitoraggio dei cavi ottici. I suoi principali parametri di indice includono: gamma dinamica, sensibilità, risoluzione, tempo di misurazione e zona cieca, ecc.

13. Qual è la zona morta dell'OTDR? Che impatto avrà sui test? Come affrontare l'area cieca nel test vero e proprio?
Risposta: Una serie di "punti ciechi" causati dalla saturazione dell'estremità ricevente OTDR causata dal riflesso di punti caratteristici come connettori mobili e giunti meccanici sono generalmente chiamati punti ciechi.
Esistono due tipi di cecità in fibra ottica: zona cieca di evento e zona cieca di attenuazione: il picco di riflessione causato dall'intervento del connettore mobile, la lunghezza della distanza dal punto di inizio del picco di riflessione al picco di saturazione del ricevitore è chiamata la zona cieca dell'evento; Il connettore mobile intermedio provoca il picco di riflessione e la distanza dal punto di inizio del picco di riflessione al punto in cui è possibile identificare altri eventi è chiamata zona morta di attenuazione.
Per OTDR, più piccola è la zona cieca, meglio è. L'area cieca aumenterà con l'aumento della larghezza dell'impulso. Sebbene l'aumento della larghezza dell'impulso aumenti la lunghezza della misurazione, aumenta anche l'area cieca della misurazione. Pertanto, durante il test della fibra ottica, la misurazione della fibra ottica dell'accessorio OTDR e del punto evento adiacente Utilizzare un impulso stretto e utilizzare un impulso ampio quando si misura l'estremità più lontana della fibra.

14. L'OTDR può misurare diversi tipi di fibre ottiche?
Risposta: Se si utilizza un modulo OTDR monomodale per misurare una fibra multimodale o un modulo OTDR multimodale per misurare una fibra monomodale con un diametro del nucleo di 62,5 mm, il risultato della misurazione della lunghezza della fibra non sarà influenzato, ma la perdita di fibra non sarà influenzata. I risultati della perdita del connettore ottico e della perdita di ritorno non sono corretti. Pertanto, quando si misurano le fibre ottiche, per la misurazione deve essere selezionato un OTDR che corrisponda alla fibra ottica in prova, in modo che tutti gli indicatori di prestazione siano corretti.

15. A cosa si riferiscono "1310nm" o "1550nm" nei comuni strumenti di test ottici?
Risposta: Si riferisce alla lunghezza d'onda del segnale ottico. L'intervallo di lunghezze d'onda utilizzato per la comunicazione in fibra ottica è nella regione del vicino infrarosso e la lunghezza d'onda è compresa tra 800 nm e 1700 nm. È spesso diviso in banda di lunghezza d'onda corta e banda di lunghezza d'onda lunga, la prima si riferisce alla lunghezza d'onda di 850 nm e la seconda si riferisce a 1310 nm e 1550 nm.

16. Nell'attuale fibra ottica commerciale, quale lunghezza d'onda della luce ha la più piccola dispersione? Quale lunghezza d'onda della luce ha la minor perdita?
Risposta: La luce con una lunghezza d'onda di 1310 nm ha la dispersione più piccola e la luce con una lunghezza d'onda di 1550 nm ha la perdita più piccola.

17. In base alla modifica dell'indice di rifrazione del nucleo della fibra, come classificare la fibra?
Risposta: Può essere suddiviso in fibra a gradini e fibra graduata. La fibra a gradini ha una larghezza di banda ridotta ed è adatta per comunicazioni a breve distanza di piccola capacità; la fibra graduata ha un'ampia larghezza di banda ed è adatta per comunicazioni di media e grande capacità.

18. In base alle diverse modalità di onde luminose trasmesse nella fibra ottica, come classificare la fibra ottica?
Risposta: Può essere suddiviso in fibra monomodale e fibra multimodale. Il diametro del nucleo di una fibra monomodale è di circa 1-10 μm. A una data lunghezza d'onda di lavoro, viene trasmessa solo una singola modalità fondamentale, adatta per sistemi di comunicazione a lunga distanza di grande capacità. La fibra multimodale può trasmettere onde luminose in più modalità e il suo diametro del nucleo è di circa 50-60 μm e le sue prestazioni di trasmissione sono peggiori di quelle della fibra monomodale.
Quando si trasmette la protezione differenziale di corrente della protezione multiplexing, viene utilizzata una fibra ottica multimodale tra il dispositivo di conversione fotoelettrico installato nella sala di comunicazione della sottostazione e il dispositivo di protezione installato nella sala di controllo principale.

19. Qual è il significato dell'apertura numerica (NA) della fibra dell'indice di gradino?
Risposta: L'apertura numerica (NA) indica la capacità di ricezione della luce della fibra ottica. Più grande è il NA, più forte è la capacità della fibra ottica di raccogliere la luce.

20. Qual è la birifrangenza di una fibra monomodale?
Risposta: Ci sono due modalità di polarizzazione ortogonale in una fibra monomodale. Quando la fibra non è completamente cilindrica simmetrica, i due modi di polarizzazione ortogonale non sono degenerati. Il valore assoluto della differenza dell'indice di rifrazione tra i due modi di polarizzazione ortogonale è Per birifrangenza.

21. Quali sono le strutture di cavi in ​​fibra ottica più comuni?
Risposta: Esistono due tipi: tipo a torsione dello strato e tipo a scheletro.

22. Quali sono i componenti principali dei cavi ottici?
Risposta: È composto principalmente da: nucleo in fibra, unguento in fibra ottica, materiale della guaina, PBT (polibutilentereftalato) e altri materiali.

23. Qual è l'armatura del cavo ottico?
Risposta: si riferisce all'elemento protettivo (solitamente filo d'acciaio o cintura d'acciaio) utilizzato nei cavi ottici per scopi speciali (come i cavi ottici sottomarini, ecc.). L'armatura è fissata alla guaina interna del cavo ottico.

24. Che materiale viene utilizzato per la guaina del cavo?
Risposta: La guaina o lo strato del cavo ottico è solitamente composto da materiali in polietilene (PE) e cloruro di polivinile (PVC) e la sua funzione è quella di proteggere l'anima del cavo da influenze esterne.

25. Elencare i cavi ottici speciali utilizzati nei sistemi di alimentazione.
Risposta: Esistono principalmente tre tipi di cavi ottici speciali:
Cavo ottico composito a filo di terra (OPGW), la fibra ottica è posizionata nella linea elettrica della struttura a trefoli di alluminio rivestito in acciaio. L'applicazione del cavo ottico OPGW svolge la doppia funzione di filo di terra e comunicazione, migliorando efficacemente il tasso di utilizzo dei poli di alimentazione.
Cavo ottico avvolgente (GWWOP), dove sono presenti linee di trasmissione di potenza, questo tipo di cavo ottico è avvolto o sospeso sul filo di terra.
Il cavo ottico autoportante (ADSS) ha una forte resistenza alla trazione e può essere appeso direttamente tra due poli di alimentazione, con una campata massima fino a 1000 m.

26. Quali sono le strutture applicative dei cavi ottici OPGW?
Risposta: Pricipalmente includono: 1) La struttura dei tubi di plastica + tubo di alluminio; 2) La struttura del tubo centrale di plastica + tubo di alluminio; 3) Struttura dello scheletro in alluminio; 4) Struttura in tubo di alluminio a spirale; 5) Struttura del tubo dell'acciaio inossidabile a strato singolo (struttura del tubo dell'acciaio inossidabile centrale, struttura a strati del tubo dell'acciaio inossidabile); 6) Struttura composita in tubo di acciaio inossidabile (struttura centrale in tubo di acciaio inossidabile, struttura a strati in tubo di acciaio inossidabile).

27. Quali sono i componenti principali del filo intrecciato all'esterno del nucleo del cavo ottico OPGW?
Risposta: È composto da filo AA (filo in lega di alluminio) e filo AS (filo d'acciaio rivestito di alluminio).

28. Per scegliere il modello di cavo OPGW, quali sono le condizioni tecniche che devono essere soddisfatte?
Risposta: 1) Resistenza alla trazione nominale (RTS) (kN) del cavo OPGW; 2) Numero di fili in fibra (SM) del cavo OPGW; 3) Corrente di cortocircuito (kA); 4) Tempo(i) di cortocircuito; 5) Intervallo di temperatura (℃).

29. Come viene limitato il grado di flessione del cavo ottico?
Risposta: Il raggio di curvatura del cavo in fibra ottica non deve essere inferiore a 20 volte il diametro esterno del cavo in fibra ottica e non deve essere inferiore a 30 volte il diametro esterno del cavo in fibra ottica durante la costruzione (stato non stazionario ).

30. A cosa occorre prestare attenzione nel progetto del cavo ottico ADSS?
Risposta: Esistono tre tecnologie chiave: progettazione meccanica del cavo ottico, determinazione dei punti di sospensione e selezione e installazione dell'hardware di supporto.

31. Quali sono i principali raccordi per cavi ottici?
Risposta: I raccordi per cavi ottici si riferiscono all'hardware utilizzato per installare il cavo ottico, includendo principalmente: morsetti di deformazione, morsetti di sospensione, assorbitori di vibrazioni, ecc.

32. Quali sono i due parametri di prestazione più basilari dei connettori in fibra ottica?
Risposta: i connettori in fibra ottica sono comunemente noti come connettori attivi. Per i connettori a fibra singola, i requisiti di prestazione ottica si concentrano sui due parametri di prestazione più basilari della perdita di inserzione e della perdita di ritorno.

33. Quanti tipi di connettori per fibra ottica vengono comunemente utilizzati?
Risposta: In base ai diversi metodi di classificazione, i connettori per fibra ottica possono essere suddivisi in diversi tipi. A seconda dei diversi mezzi di trasmissione, possono essere suddivisi in connettori in fibra monomodale e connettori in fibra multimodale; a seconda delle diverse strutture si possono suddividere in FC, SC, ST , D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT e altre tipologie; in base alla superficie terminale del pin del connettore può essere suddivisa in FC, PC (UPC) e APC. Connettori in fibra ottica comunemente usati: connettori in fibra ottica FC/PC, connettori in fibra ottica SC, connettori in fibra ottica LC.

34. Nel sistema di comunicazione in fibra ottica, i seguenti elementi sono comuni, indicarne i nomi.
Adattatore tipo AFC, FC Adattatore tipo ST Adattatore tipo SC
Connettore tipo FC/APC, FC/PC Connettore tipo SC Connettore tipo ST
Ponticello LC Ponticello MU Ponticello monomodale o multimodale

35. Qual è la perdita di inserzione (o perdita di inserzione) di un connettore in fibra ottica?
Risposta: Si riferisce all'entità della riduzione della potenza effettiva della linea di trasmissione causata dall'intervento del connettore. Per gli utenti, minore è il valore, meglio è. ITU-T stabilisce che il suo valore non dovrebbe essere maggiore di 0,5dB.

36. Qual è la perdita di ritorno di un connettore in fibra ottica (o attenuazione della riflessione, perdita di ritorno, perdita di ritorno)?
Risposta: è una misura della componente di alimentazione in ingresso riflessa dal connettore e restituita lungo il canale di ingresso. Il valore tipico non dovrebbe essere inferiore a 25dB.

37. Qual è la differenza più evidente tra la luce emessa dai diodi emettitori di luce e dai laser a semiconduttore?
Risposta: La luce prodotta dal diodo emettitore di luce è una luce incoerente con un ampio spettro di frequenze; la luce prodotta dal laser è luce coerente con uno spettro di frequenze ristretto.

38. Qual è la differenza più evidente tra le caratteristiche di funzionamento dei diodi a emissione di luce (LED) e dei laser a semiconduttore (LD)?
Risposta: Il LED non ha una soglia, mentre LD ha una soglia. Il laser verrà generato solo quando la corrente iniettata supera la soglia.

39. Quali sono i due laser semiconduttori monomodali longitudinali comunemente usati?
Risposta: Sia i laser DFB che i laser DBR sono laser a feedback distribuito e il loro feedback ottico è fornito dal reticolo di Bragg a feedback distribuito nella cavità ottica.

40. Quali sono i due principali tipi di dispositivi di ricezione ottici?
Risposta: Esistono principalmente fotodiodi (tubi PIN) e fotodiodi a valanga (APD).

41. Quali sono i fattori che causano il rumore nei sistemi di comunicazione in fibra ottica?
Risposta: Sono presenti rumore causato da un rapporto di estinzione non qualificato, rumore causato da variazioni casuali dell'intensità della luce, rumore causato da jitter temporale, rumore puntuale e rumore termico del ricevitore, rumore modale della fibra ottica, rumore causato dall'allargamento dell'impulso causato dalla dispersione, e il rumore di distribuzione in modalità LD, il rumore generato dal chirp di frequenza dell'LD e il rumore generato dalla riflessione.

42. Quali sono le principali fibre ottiche attualmente utilizzate per la realizzazione delle reti di trasmissione? Quali sono le sue caratteristiche principali?
Risposta: Esistono tre tipi principali, vale a dire la fibra monomodale convenzionale G.652, la fibra monomodale a dispersione spostata G.653 e la fibra a dispersione spostata non zero G.655.
La fibra monomodale G.652 ha una grande dispersione nella banda C 1530~1565nm e nella banda L 1565~1625nm, generalmente 17~22psnm•km, quando la velocità del sistema raggiunge 2,5 Gbit/s o più, la compensazione della dispersione è richiesta, a 10 Gbit/s Il costo di compensazione della dispersione del sistema è relativamente elevato ed è attualmente il tipo di fibra più comune posato nella rete di trasmissione.
La dispersione della fibra G.653 a dispersione spostata in banda C e banda L è generalmente di -1～3.5psnm•km, con dispersione zero a 1550 nm e la velocità di sistema può raggiungere 20 Gbit/s e 40 Gbit/s. È una trasmissione a distanza ultra lunga a lunghezza d'onda singola. La migliore fibra. Tuttavia, a causa della sua caratteristica di dispersione zero, quando DWDM viene utilizzato per l'espansione della capacità, si verificheranno effetti non lineari, che portano alla diafonia del segnale, con conseguente miscelazione a quattro onde FWM, quindi DWDM non è adatto.
Fibra G.655 non-zero con dispersione spostata: la fibra G.655 diversa da zero ha una dispersione di 1～6psnm•km nella banda C e generalmente 6-10psnm•km nella banda L . La dispersione è piccola ed evita lo zero. La zona di dispersione non solo sopprime il FWM di miscelazione a quattro onde, può essere utilizzata per l'espansione DWDM, ma può anche aprire sistemi ad alta velocità. La nuova fibra G.655 può espandere l'area effettiva da 1,5 a 2 volte quella della fibra ordinaria e l'ampia area effettiva può ridurre la densità di potenza e ridurre l'effetto non lineare della fibra.

43. Qual è la non linearità della fibra ottica?
Risposta: Quando la potenza ottica in ingresso supera un certo valore, l'indice di rifrazione della fibra ottica sarà correlato in modo non lineare alla potenza ottica e si verificherà lo scattering Raman e lo scattering Brillouin, che cambierà la frequenza della luce incidente.

44. Qual è l'effetto della non linearità della fibra sulla trasmissione?
Risposta: Gli effetti non lineari causeranno alcune perdite e interferenze aggiuntive, deteriorando le prestazioni del sistema. Il sistema WDM ha un'elevata potenza ottica e trasmette a lunga distanza lungo la fibra ottica, quindi viene generata una distorsione non lineare. Esistono due tipi di distorsione non lineare: diffusione stimolata e rifrazione non lineare. Tra questi, lo scattering stimolato include lo scattering Raman e lo scattering Brillouin. I due tipi di dispersione di cui sopra riducono l'energia della luce incidente e causano la perdita. Può essere ignorato quando la potenza della fibra in entrata è ridotta.

45. Che cos'è il PON (Rete Ottica Passiva)?
Risposta: PON è una rete ottica ad anello in fibra ottica nella rete di accesso utente locale, basata su componenti ottici passivi, come accoppiatori e splitter.