Предности преноса
До 1960. године амерички научник Маиман је изумео први ласер на свету [ГГ] #39, који је обезбедио добар извор светлости за оптичке комуникације. После више од две деценије, људи су истраживали оптичке медије за пренос и коначно направили оптичка влакна са малим губицима, постављајући тако камен темељац оптичких комуникација. Од тада, оптичке комуникације су ушле у фазу брзог развоја.
Пренос оптичким влакнима има многе изванредне предности:
Фреквенцијски опсег
Ширина фреквентног опсега представља величину преносног капацитета. Што је већа фреквенција носиоца, већа је ширина опсега сигнала који се може пренети. У ВХФ фреквенцијском опсегу, носећа фреквенција је 48,5 МХз～300 МХз. Са пропусним опсегом од око 250МХз, може да емитује само 27 ТВ пријемника и десетине ФМ емисија. Фреквенција видљиве светлости достиже 100.000 ГХз, што је више од милион пута више од ВХФ фреквенцијског опсега. Иако оптичко влакно има различите губитке за различите фреквенције светлости, пропусни опсег је погођен, али пропусни опсег у региону са најмањим губицима такође може да достигне 30.000 ГХз. Тренутно, пропусни опсег једног извора светлости заузима само мали део (фреквенцијски опсег мултимодног влакна је око неколико стотина МХз, а добро једномодно влакно може да достигне више од 10 ГХз). Коришћењем напредне кохерентне оптичке комуникације може се уредити 2.000 светала у опсегу од 30.000 ГХз. Мултиплексирање са поделом таласних дужина носиоца може да прими милионе канала.
Низак губитак
У систему састављеном од коаксијалних каблова, најбољи кабл има губитак од више од 40дБ по километру при преносу сигнала од 800МХз. Насупрот томе, губитак оптичког влакна је много мањи, пренос светлости од 1,31ум, губитак по километру је испод 0,35дБ, ако је пренос светлости од 1,55ум, губитак по километру је мањи, до 0,2дБ или мање. Ово је 100 милиона пута мање од губитка снаге коаксијалног кабла, што омогућава пренос на много већој удаљености. Поред тога, губитак преноса оптичких влакана има две карактеристике. Један је да има исти губитак на свим кабловским ТВ каналима, и нема потребе да се уводи еквилајзер за еквилизацију као кабловски канал; други је да се његов губитак једва мења са температуром, тако да не морате да бринете о томе. Промене у температури околине узрокују флуктуације нивоа мреже.
Мала тежина
Пошто је оптичко влакно веома танко, пречник језгре једномодног влакна је генерално 4ум ~ 10ум, а спољни пречник је само 125ум. Са водоотпорним слојем, ојачавајућим ребрима, омотачем итд., пречник оптичког кабла састављеног од 4 до 48 оптичких влакана је мањи од 13 мм. Много је мањи од стандардног коаксијалног кабла пречника 47мм. Поред тога, оптичко влакно је стаклено влакно са малом специфичном тежином, што га чини да има карактеристике малог пречника и мале тежине, и веома је погодно за уградњу.
Јака способност против сметњи
Пошто је основна компонента оптичког влакна кварц, оно само преноси светлост, не спроводи електричну енергију и на њега не утичу електромагнетна поља. На оптичке сигнале који се преносе у њему не утичу електромагнетна поља. Према томе, пренос оптичких влакана има јаку отпорност на електромагнетне сметње и индустријске сметње. Управо због тога, сигнал који се преноси у оптичком влакну није лако прислушкивати, што је погодно за поверљивост.
Висока верност
Пошто пренос оптичким влакнима генерално не захтева релејно појачање, неће унети нова нелинеарна изобличења услед појачања. Све док је линеарност ласера добра, ТВ сигнал се може преносити са великом верношћу. Стварни тест показује да је однос троструког откуцаја комбинације носача Ц/ЦТБ доброг АМ система влакана већи од 70дБ, а индекс интермодулације цМ је такође већи од 60дБ, што је много више од индекса нелинеарне дисторзије општег кабла система.
Поуздан радни учинак
Знамо да је поузданост система повезана са бројем уређаја који чине систем. Што је више опреме, већа је шанса за квар. Пошто је број опреме садржане у систему оптичких влакана мали (за разлику од кабловског система који захтева десетине појачала), поузданост је природно висока. Поред тога, век трајања опреме са оптичким влакнима је веома дуг, а радно време без проблема је 500.000 до 750.000 сати. Међу њима, најкраћи животни век је ласер у оптичком предајнику, а најнижи животни век је више од 100.000 сати. Због тога је радни учинак добро дизајнираног, правилно инсталираног и отклоњеног система оптичких влакана веома поуздан.
Трошкови настављају да опадају
Тренутно су неки људи предложили нови Муров [ГГ] закон, који се такође назива оптички закон (Оптички закон). Закон наводи да се пропусни опсег преноса информација оптичким влакнима удвостручује сваких 6 месеци, док се цена удвостручује. Развој оптичке комуникационе технологије поставио је веома добре темеље за развој широкопојасне Интернет технологије. Ово је уклонило последњу препреку за системе кабловске телевизије великих размера да усвоје методе преноса путем оптичких влакана. Пошто је извор материјала (кварц) за оптичко влакно веома обилан, са напретком технологије, трошак ће се додатно смањити; док је бакарни материјал потребан за кабл ограничен, цена ће бити све већа. Очигледно је да ће оптички пренос имати апсолутну предност у будућности, и постаће најважнији начин преноса за успостављање кабловске ТВ мреже у целој покрајини, па и целој земљи.
Принцип структуре
Оптичко влакно се састоји од два слоја стакла са различитим индексима преламања. Унутрашњи слој је оптичко унутрашње језгро пречника од неколико микрометара до неколико десетина микрометара, а пречник спољашњег слоја је 0,1 до 0,2 мм. Генерално, индекс преламања унутрашњег стакла је 1% већи од индекса преламања спољашњег стакла. Према принципу преламања светлости и тоталне рефлексије, када је угао под којим светлост удари у интерфејс између унутрашњег језгра и спољашњег слоја већи од критичног угла за потпуну рефлексију, светлост не може да прође кроз интерфејс и потпуно се рефлектује .
Слабљење влакана
Главни фактори који узрокују слабљење влакана су: унутрашње, савијање, стискање, нечистоће, неравнине и чеони спојеви итд.
Интринсиц
То је инхерентни губитак оптичког влакна, укључујући: Раилеигхово расејање, инхерентну апсорпцију итд.
савијање
Када је оптичко влакно савијено, део светлости у оптичком влакну ће се изгубити услед расејања, што резултира губитком.
екструзија
Губитак узрокован благим савијањем када се оптичко влакно стисне.
Нечистоћа
Нечистоће у оптичком влакну апсорбују и расипају светлост која се шири у оптичко влакно, узрокујући губитак.
Неравномерно
Губитак узрокован неуједначеним индексом преламања материјала оптичких влакана.
Доцкинг
Губитак узрокован додиром влакана, као што су: различите осе (потребна је коаксијалност једномодног влакна да буде мања од 0,8 μм), крајња страна није окомита на осу, крајња страна није равна, пречник језгра језгра је није усклађен, а квалитет спајања је лош.
Вештачко слабљење
У стварном раду, понекад је потребно извршити вештачко пригушивање оптичких влакана, као што су пригушивачи оптичких влакана који се користе у оптичким комуникационим системима за отклањање грешака у перформансама оптичке снаге, отклањање грешака у калибрацији инструмента оптичким влакнима и пригушивању сигнала оптичким влакнима.
начин производње
Тренутно, оптичко влакно које се користи у комуникацији је углавном оптичко влакно од силицијум диоксида. Хемијски назив кварца је силицијум диоксид (СиО2), који има исти главни састав као песак који користимо за изградњу кућа. Међутим, оптичка влакна направљена од обичних кварцних материјала не могу се користити за комуникацију. Комуникационо оптичко влакно мора бити састављено од материјала изузетно високе чистоће; међутим, додавање мале количине додатка у главни материјал може учинити индекс преламања језгра и омотача мало другачијим, што је корисно за комуникацију.
Постоји много метода за производњу предформе оптичких влакана ВАД методом. Тренутно постоје углавном: ин-тубе ЦВД (хемијско таложење паре) метода, ин-род ЦВД метода, ПЦВД (плазма хемијско таложење паре) метода и ВАД (аксијално таложење паре) метода. Али без обзира на то који се метод користи, предформа се прво мора направити на високој температури, а затим загрејати и омекшати у пећи на високој температури, увући у филамент, а затим премазати и обликовати да постане жица језгра оптичких влакана. Производња оптичких влакана захтева да сваки процес мора бити сразмерно прецизан и контролисан од стране рачунара. У процесу производње оптичких влакана треба обратити пажњу на:
Преформа оптичког влакна израђена ВАД методом
①Чистоћа сировина оптичких влакана мора бити веома висока.
②Неопходно је спречити контаминацију нечистоћа и мехурића ваздуха да уђу у оптичко влакно.
③За тачну контролу дистрибуције индекса преламања;
④ Правилно контролисати структурну величину оптичког влакна;
⑤ Минимизирајте оштећење ожиљака на површини оптичког влакна и побољшајте механичку чврстоћу оптичког влакна.
Метода цеви штапића
Уметните стаклену шипку са унутрашњим језгром у спољашњу стаклену цев (што је ближе могуће), истопите и извуците жицу;
Метода двоструког лончића
У две концентричне платинасте лончиће, ставите унутрашње језгро и спољашњу стаклену фрит у унутрашњу и спољашњу лончићу;
Метода молекуларног пуњења
Стаклена шипка од микропорозног силицијум диоксида се урања у раствор адитива са високим индексом преламања да би се добила структура попречног пресека потребне расподеле индекса преламања, а затим се врши операција извлачења. Процес је компликованији. У комуникацији са оптичким влакнима, унутрашње и спољашње методе таложења паром се такође могу користити како би се осигурало да се могу произвести оптичка влакна са ниском стопом оптичких губитака.
Спаце фусион
Ставите уређај за цртање влакана у микрогравитационо окружење у свемиру да га повучете и можете добити ултра дуго висококвалитетно светловодно влакно које није доступно на земљи.
Класификација влакана
Према методи класификације различитих стандарда класификације оптичких влакана, исто оптичко влакно ће имати различита имена.
Класификован према материјалу од влакана
Према материјалу оптичког влакна, типови оптичких влакана се могу поделити на кварцно оптичко влакно и потпуно пластично оптичко влакно.
Силицијумско влакно се генерално односи на оптичко влакно које се састоји од допираног силицијумског језгра и омотача допираног силицијум диоксида. Ово влакно има веома мали губитак и умерену дисперзију. Тренутно, велика већина оптичких влакана за комуникацију су кварцна оптичка влакна.
Потпуно пластично оптичко влакно је нова врста оптичког влакна за комуникацију, која је још увек у фази развоја и тестирања. Потпуно пластично влакно има карактеристике великог губитка, дебелог језгра (100-600 μм у пречнику), великог нумеричког отвора (НА) (обично 0,3-0,5, који се може спојити са изворима светлости са већим светлосним тачкама) и ниске цене производње. Тренутно је потпуно пластично оптичко влакно погодно за апликације краће дужине, као што су унутрашње рачунарско умрежавање и комуникација на бродовима.
Класификација према дистрибуцији индекса преламања профила влакана
Према различитој расподели индекса преламања профила влакана, типови влакана се могу поделити на влакна степенастог типа и влакна степенастог типа.
Класификовано према начину преноса
Према броју начина преноса оптичких влакана, типови оптичких влакана се могу поделити на вишемодна оптичка влакна и једномодна оптичка влакна.
Једномодно влакно је влакно које може да преноси само један мод. Једномодно влакно може да преноси само основни режим (режим најнижег реда), не постоји разлика у кашњењу међу модовима и има много већи пропусни опсег од вишемодног влакна, што је веома важно за пренос велике брзине. Пречник поља мода једномодног влакна је само неколико микрона (μм), а његов пропусни опсег је генерално један или два реда величине већи од степена мултимодног влакна. Због тога је погодан за комуникацију на даљину великог капацитета.
Класификација према међународним стандардима (класификација према ИТУ-Т препорукама)
Да би оптичко влакно имало јединствен међународни стандард, Међународна унија за телекомуникације (ИТУ-Т) је формулисала јединствени стандард оптичких влакана (Г стандард). Према препорукама ИТУ-Т о оптичким влакнима, типови оптичких влакана се могу поделити на:
Г.651 влакно (50/125 μм вишемодно класификовано индексно влакно)
Г.652 влакно (влакно без дисперзије)
Г.653 влакно (ДСФ влакна са померањем дисперзије)
Г.654 влакно (влакно са померањем граничне таласне дужине)
Г.655 влакно (влакно са померањем дисперзије која није нула).
Да би се задовољиле потребе развоја нових технологија, актуелно Г.652 влакно је даље подељено у три поткатегорије Г.652А, Г.652Б и Г.652Ц, а Г.655 влакно је даље подељено на Г.655А и Г.655Б. Подкатегорије.
Према класификацији ИЕЦ стандарда, ИЕЦ стандард дели типове оптичких влакана на
Вишемодно влакно типа А:
А1а вишемодно влакно (мултимодно влакно типа 50/125 μм)
А1б вишемодно влакно (вишемодно влакно типа 62,5/125 μм)
А1д вишемодно влакно (мултимодно влакно типа 100/140 μм)
Једномодно влакно класе Б:
Б1.1 одговара Г652 влакну, а Б1.3 влакно се додаје да одговара Г652Ц влакну
Б1.2 одговара влакну Г654
Б2 влакно одговара влакну Г.653
Б4 влакно одговара влакну Г.655
