Едномодов и многомодов оптичен кабел. Едномодово кварцово оптично влакно

1.4.1.4 Типове многомодови влакна

Стандартите G 651 на Международния съюз по телекомуникации (ITU-T) и 802.3 на Института на електроинженерите (IEEE) определят характеристиките на многомодовите оптични кабели. Повишените изисквания за честотна лента в многомодовите системи, включително Gigabit Ethernet (GigE) и 10 GigE, са от значение за дефинициите на четири различни категории на международни организации за стандартизация (ISO).

СтандартиХарактеристикиДължина на вълнатаОбхват на приложение
G 651.1
ISO/IEC 11801:2002 (OM1) до 2008 г
850 и 1300 nmПренос на данни през обществени мрежи
G 651.1
ISO/IEC 11801:2002 (OM2) до 2008 г
Градиентно многомодово влакно850 и 1300 nmПренос на видео и данни в обществени мрежи
G 651.1
ISO/IEC 11801:2002 (OM3) до 2008 г
Оптимизиран за лазер;
градиентно многомодово влакно;
максимум 50/125 µm
Оптимизиран
под 850 nm
за GigE и 10GigE предавания в локални мрежи (до 300 m)
G 651.1
ISO/IEC 11801:2002 (OM4) до 2008 г
Оптимизиран за VCSELОптимизиран
под 850 nm
За 40 и 100 Gbps трансфери в центрове за данни

1.4.1.5 50 µm. срещу 62,5 µm многомодови влакна

През 70-те години оптичните комуникации се основават на 50 µm многомодови влакна, получени от светодиоди и използвани както за къси, така и за дълги разстояния. Лазерите и едномодовото оптично влакно започнаха да се използват през 80-те години на миналия век и дълго време оставаха предпочитаната опция за комуникация на дълги разстояния. В същото време многомодовите влакна бяха по-ефективни и рентабилни за локални мрежи, като комуникации в кампуса на разстояния от 300 до 2000 m.

Няколко години по-късно нуждите от локални мрежи се увеличиха и станаха необходими по-високи скорости на трансфер на данни, включително 10 Mbps. Те настояха за въвеждането на многомодово влакно с 62,5 микронна сърцевина, което може да предава поток от 10 Mbit/s на разстояние от повече от 2000 m, поради способността му по-лесно да въвежда светлина от светодиоди (LED). В същото време по-високата цифрова апертура отслабва повече сигнала при съединенията в съединителите и при завоите на кабела. Многомодовото влакно с ядро ​​от 62,5 микрона се превърна в основен избор за къси връзки, центрове за данни и университетски кампуси, работещи при 10 Mbps.

Днес Gigabit Ethernet (1 Gbps) е стандартът, а 10 Gbps е по-често срещан в локалните мрежи. 62,5 µm multimode достигна своите граници на производителност, поддържайки 10 Gbps при максимум 26 м. Тези ограничения ускориха внедряването на нови рентабилни лазери, наречени VCSEL, и 50 µm влакна със сърцевина, оптимизирани за 850 nm дължина на вълната.

Търсенето на увеличени скорости на данни и капацитет предполага увеличено използване на лазерно оптимизирани 50 µm влакна, способни на над 2000 MHz o km и предаване на данни на дълги разстояния. При проектирането на място мрежите трябва да бъдат проектирани така, че да вземат предвид нуждите на утрешния ден.

1.4.1.6 Ширина на честотната лента и дължина на предаване

При проектирането на оптични кабели е важно да се разберат техните възможности по отношение на честотната лента и разстоянието. За да се осигури нормална работа на системата, обемите на трансфер на данни трябва да се определят, като се вземат предвид бъдещите нужди

Първата стъпка е да се оцени дължината на предаване според таблицата на ISO/IEC 11801 за препоръчителните разстояния за Ethernet мрежи. Тази таблица предполага непрекъснати дължини на кабели без никакви устройства, съединения, съединители или други загуби при предаването на сигнала.

Втора стъпка, кабелната инфраструктура трябва да вземе предвид максималното затихване на канала, за да осигури надеждно предаване на сигнали на разстояние. Тази стойност на затихване трябва да включва цялата загуба на канала

Затихване на влакното, което съответства на 3,5 dB/km за многомодови влакна при 850 nm и 1,5 dB/km за многомодови влакна при 1300 nm (съгласно стандартите ANSI/TIA-568-B.3 и ISO/IEC 11801).

Снаждане на влакна (обикновено 0,1 dB загуба), конектори (обикновено до 0,5 dB) и други загуби.

Максималното затихване на канала е определено в стандарта ANSI/TIA-568-B.1, както следва.

12 декември 2008 г. в 13:40 ч

Оптични влакна. Класификация.

  • IT инфраструктура

Оптичното влакно е де факто стандартът при изграждането на опорни комуникационни мрежи. Дължината на оптичните комуникационни линии в Русия сред големите телекомуникационни оператори достига > 50 хиляди км.
Благодарение на оптичните влакна имаме всички предимства в комуникацията, които не са били налични преди.
Така че нека се опитаме да разгледаме героя на повода - оптично влакно.

В тази статия ще се опитам да пиша просто за оптичните влакна, без математически изчисления и с прости човешки обяснения.

Статията е чисто информационна, т.е. не съдържа уникални знания, всичко, което ще бъде описано, може да бъде намерено в куп книги, но това не е копиране, а изстискване от „купчината“ информация само до същността.

Класификация

Влакната най-често се класифицират в 2 основни вида влакна
1. Многомодови влакна
2. Едномодов

Нека обясним на "ежедневно" ниво, че има едномодов и многомодов.
Нека си представим хипотетична преносна система с влакно, забито в нея.
Трябва да предадем двоична информация. Импулсите на електричество не се разпространяват във влакното, тъй като то е диелектрик, така че предаваме светлинна енергия.
За това се нуждаем от източник на светлинна енергия. Това могат да бъдат светодиоди и лазери.
Сега знаем какво използваме като предавател - това е светлината.

Нека помислим как светлината се въвежда във влакното:
1) Светлинното излъчване има свой собствен спектър, така че ако сърцевината на влакното е широка (това е в многомодовото влакно), тогава повече спектрални компоненти на светлината ще попаднат в сърцевината.
Например, ние предаваме светлина при дължина на вълната 1300 nm (например), многомодовото ядро ​​е широко и следователно има повече пътища за разпространение на вълните. Всеки такъв път е мода

2) Ако сърцевината е малка (едномодово влакно), тогава пътищата на разпространение на вълните съответно се намаляват. И тъй като има много по-малко допълнителни режими, няма да има дисперсия на режима (повече за това по-долу).

Това е основната разлика между многомодовите и едномодовите влакна.
Благодаря ти enjoint, tegger, hazankoза вашите коментари.

Многомодовот своя страна те се разделят на влакна със стъпков индекс на пречупване (многомодово влакно със стъпков индекс) и с градиентен индекс (степенен индекс m/модово влакно).

Едномодовсе разделят на стъпаловидно, стандартно влакно, с изместена дисперсия и с ненулева дисперсия

Дизайн на оптични влакна

Всяко влакно се състои от сърцевина и обвивка с различни индекси на пречупване.
Сърцевината (която е основната среда за предаване на енергията на светлинния сигнал) е от оптически по-плътен материал, обвивката е от по-малко плътен.

Така например записът 50/125 показва, че диаметърът на сърцевината е 50 микрона, диаметърът на обвивката е 125 микрона.

Диаметър на сърцевината от 50 µm и 62,5 µm са признаци на многомодови оптични влакна, а съответно 8-10 µm са признаци на едномодови оптични влакна.
Черупката, като правило, винаги има диаметър 125 микрона.

Както можете да видите, диаметърът на сърцевината на едномодовото влакно е много по-малък от диаметъра на многомодовото влакно. По-малкият диаметър на сърцевината позволява да се намали дисперсията на мода (за която може да се напише в отделна статия, както и за проблемите с разпространението на светлината във влакното) и съответно да се увеличи обхватът на предаване. Тогава обаче едномодовите влакна биха заменили многомодовите поради по-добри „транспортни“ характеристики, ако не и необходимостта от използване на скъпи лазери с тесен спектър на излъчване. Многомодовите влакна използват светодиоди с по-дифузен спектър.

Следователно, за евтини оптични решения, като локални мрежи на доставчици на интернет услуги, се случват многомодови приложения.

Профил на индекса на пречупване

Целият танц с тамбура на влакното с цел увеличаване на скоростта на предаване беше около профила на индекса на пречупване. Тъй като основният ограничаващ фактор за увеличаване на скоростта е дисперсията на режима.
Същността накратко е следната:
когато лазерното лъчение навлезе в сърцевината на влакното, сигналът се предава през него под формата на отделни режими (грубо: светлинни лъчи. Но всъщност различни спектрални компоненти на входния сигнал)
Освен това „лъчите“ влизат под различни ъгли, така че времето за разпространение на енергията на отделните модове е различно. Това е илюстрирано на фигурата по-долу.

Тук са показани 3 пречупващи профила:
стъпка и градиент за многомодово влакно и стъпка за едномодово влакно.
Може да се види, че в многомодовите влакна светлинните модове се движат по различни пътища, но поради постоянния индекс на пречупване на сърцевината, с ЕДНАКВА скорост. Тези модове, които са принудени да следват прекъсната линия, идват по-късно от модовете, които следват права линия. Следователно оригиналният сигнал е разтегнат във времето.
Друго нещо е с градиентен профил: тези режими, които преди това вървяха по протежение на центъра, се забавят, а режимите, които следваха счупен път, напротив, се ускоряват. Това се случи, защото индексът на пречупване на ядрото сега е нестабилен. Тя се увеличава параболично от краищата към центъра.
Това ви позволява да увеличите скоростта на предаване и да получите разпознаваем сигнал при приемането.

Приложения на оптични влакна

Към това можем да добавим, че магистралните кабели вече почти всички идват с ненулево изместване на дисперсията, което прави възможно използването на спектрално вълново мултиплексиране на тези кабели (

Оптично влакно (оптично влакно)- това е тънка стъклена (понякога пластмасова) нишка, предназначена да предава светлинен поток на дълги разстояния.

Понастоящем оптичните влакна се използват широко както в индустриален, така и в домашен мащаб. През 21 век оптичните влакна и технологиите за работа с тях значително поевтиняха поради новите постижения в технологичния прогрес и това, което преди се смяташе за твърде скъпо и иновативно, сега се смята за обичайно.

Какво е оптично влакно?

  1. Едномодов;
  2. многомодов;

Каква е разликата между тези два вида оптични влакна?

И така, всяко оптично влакно има централно ядро ​​и обвивка:

Едномодово влакно

При едномодовото влакно сърцевината е 9 µm, а обвивката на влакното е 125 µm (оттук и етикетирането на едномодовото влакно 9/125). Всички светлинни потоци (модове), поради малкия диаметър на централното ядро, преминават успоредно или по протежение на централната ос на ядрото. Диапазонът на дължината на вълната, използван в едномодовото оптично влакно, е от 1310 до 1550 nm и използва силно фокусиран лазерен лъч.

Многомодово влакно

При многомодовото оптично влакно централното ядро ​​е 50 микрона или 62,5 микрона, а обвивката също е 125 микрона. В тази връзка многомодовото оптично влакно предава много светлинни потоци, които имат различни траектории и постоянно се отразяват от „краищата“ на централното ядро. Дължините на вълните, използвани в многомодовото оптично влакно, варират от 850 до 1310 nm и използват разпръснати лъчи.

Разлики в характеристиките на едномодовото и многомодовото влакно

Затихването на сигнала в едномодовите и многомодовите оптични влакна играе важна роля. Поради тесния лъч, затихването в едномодовото влакно е няколко пъти по-ниско, отколкото в многомодовото влакно, което още веднъж подчертава предимството на едномодовото оптично влакно.

И накрая, един от основните критерии е пропускателната способност на оптичното влакно. Отново тук едномодовото влакно има предимство пред многомодовото. Пропускателната способност на единичен режим е няколко пъти (ако не и порядък) по-висока от тази на многомодов.

Винаги се е считало, че оптичните линии, изградени върху многомодови влакна, са много по-евтини от тези, изградени върху едномодови влакна. Това се дължи на факта, че многомодовият използва светодиоди, а не лазери като източник на светлина. През последните години обаче лазерите започнаха да се използват както в едномодов, така и в многомодов режим, което повлия на изравняването на цените на оборудването за различни видове оптични влакна.

Оптичното влакно е де факто стандартът при изграждането на опорни комуникационни мрежи. Дължината на оптичните комуникационни линии в Русия сред големите телекомуникационни оператори достига > 50 хиляди км. Благодарение на оптичните влакна имаме всички предимства в комуникацията, които не са били налични преди. Така че нека се опитаме да разгледаме героя на повода - оптично влакно. В тази статия ще се опитам да пиша просто за оптичните влакна, без математически изчисления и с прости човешки обяснения. Статията е чисто информационна, т.е. не съдържа уникални знания, всичко, което ще бъде описано, може да бъде намерено в куп книги, но това не е копиране, а изстискване от „купчината“ информация само до същността.

Класификация
Най-често влакната се разделят на 2 основни вида влакна: 1. Многомодови влакна 2. Едномодови Нека обясним на ниво „ежедневие“, че има едномодови и многомодови. Нека си представим хипотетична преносна система с влакно, забито в нея. Трябва да предадем двоична информация. Импулсите на електричество не се разпространяват във влакното, тъй като то е диелектрик, така че предаваме светлинна енергия. За това се нуждаем от източник на светлинна енергия. Това могат да бъдат светодиоди и лазери. Сега знаем какво използваме като предавател - това е светлината. Нека помислим как светлината се въвежда във влакното: 1) Светлинното излъчване има свой собствен спектър, така че ако сърцевината на влакното е широка (това е в многомодовото влакно), тогава повече спектрални компоненти на светлината ще навлязат в сърцевината.

Например, ние предаваме светлина при дължина на вълната 1300 nm (например), многомодовото ядро ​​е широко и следователно има повече пътища за разпространение на вълните. Всеки такъв път е мода

2) Ако сърцевината е малка (едномодово влакно), тогава пътищата на разпространение на вълните съответно се намаляват. И тъй като има много по-малко допълнителни режими, няма да има дисперсия на режима (повече за това по-долу). Това е основната разлика между многомодовите и едномодовите влакна.

Благодаря на enjoint, tegger, hazanko за вашите коментари.

Многомодовите влакна от своя страна се разделят на влакна със стъпков индекс на пречупване (многомодово влакно със стъпков индекс) и с градиентен индекс (степенен индекс m/модово влакно).

Едномодовите са разделени на стъпкови, стандартни влакна, дисперсионно изместени и ненулеви дисперсионно изместени.

Дизайн на оптични влакна
Всяко влакно се състои от сърцевина и обвивка с различни индекси на пречупване. Сърцевината (която е основната среда за предаване на енергията на светлинния сигнал) е от оптически по-плътен материал, обвивката е от по-малко плътен. Така например записът 50/125 показва, че диаметърът на сърцевината е 50 микрона, диаметърът на обвивката е 125 микрона. Диаметър на сърцевината от 50 µm и 62,5 µm са признаци на многомодови оптични влакна, а съответно 8-10 µm са признаци на едномодови оптични влакна. Черупката, като правило, винаги има диаметър 125 микрона.

Както можете да видите, диаметърът на сърцевината на едномодовото влакно е много по-малък от диаметъра на многомодовото влакно. По-малкият диаметър на сърцевината позволява да се намали дисперсията на мода (за която може да се напише в отделна статия, както и за проблемите с разпространението на светлината във влакното) и съответно да се увеличи обхватът на предаване. Тогава обаче едномодовите влакна биха заменили многомодовите поради по-добри „транспортни“ характеристики, ако не и необходимостта от използване на скъпи лазери с тесен спектър на излъчване. Многомодовите влакна използват светодиоди с по-дифузен спектър.

Следователно, за евтини оптични решения, като локални мрежи на доставчици на интернет услуги, се случват многомодови приложения.

Профил на индекса на пречупване
Целият танц с тамбура на влакното с цел увеличаване на скоростта на предаване беше около профила на индекса на пречупване. Тъй като основният ограничаващ фактор за увеличаване на скоростта е дисперсията на режима. Накратко, същността е следната: когато лазерното лъчение навлезе в сърцевината на влакното, сигналът се предава през него под формата на отделни режими (грубо: лъчи на светлината. Но всъщност различни спектрални компоненти на входния сигнал) Освен това, „ лъчи” влизат под различни ъгли, така че времето за разпространение Енергиите на отделните модове се различават. Това е илюстрирано на фигурата по-долу.

Тук са показани 3 профила на пречупване: стъпка и градиент за многомодово влакно и стъпка за едномодово влакно. Може да се види, че в многомодовите влакна светлинните модове се движат по различни пътища, но поради постоянния индекс на пречупване на сърцевината, с ЕДНАКВА скорост. Тези модове, които са принудени да следват прекъсната линия, идват по-късно от модовете, които следват права линия. Следователно оригиналният сигнал е разтегнат във времето. Друго нещо е с градиентен профил: тези режими, които преди това вървяха по протежение на центъра, се забавят, а режимите, които следваха счупен път, напротив, се ускоряват. Това се случи, защото индексът на пречупване на ядрото сега е нестабилен. Тя се увеличава параболично от краищата към центъра. Това ви позволява да увеличите скоростта на предаване и да получите разпознаваем сигнал при приемането.

Приложения на оптични влакна

Към това можем да добавим, че магистралните кабели вече почти всички идват с ненулево изместване на дисперсията, което позволява използването на мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM) на тези кабели без необходимост от подмяна на кабела.

И при изграждането на пасивни оптични мрежи често се използва многомодово влакно.

Благодаря на тези, които дадоха градивна критика.

PS, ако е интересно, може да има статии за - дисперсия - видове оптични кабели (не влакна) - системи за предаване, използвани за wdm/dwdm уплътняване. - процедура за заваряване на оптични влакна. и видове чипове. Тагове:

  • оптично влакно
  • оптично влакно
  • фибри
  • дисперсия

habr.com

Разлика между единични и многомодови оптични кабели

Начало / Статии / Разликата между едномодовите и многомодовите оптични кабели

В оптичните комуникационни линии има два вида кабели. А именно: многомодов оптичен кабел и съответно едномодов.

Както подсказва името, според архитектурата едномодовият кабел не позволява преминаването на повече от един лъч - мода през него. По този начин разликата между едномодовите и многомодовите оптични кабели се състои в начина, по който оптичното лъчение се разпространява през тях. Размерът на сърцевината на влакното е най-важната характеристика, която може да повлияе дали да закупите едномодов оптичен кабел или друг.

По-малкият диаметър на ядрото осигурява по-ниска модова дисперсия и в резултат на това възможност за предаване на информация на дълги разстояния без използване на рутери, повторители и повторители. Негативният фактор е, че едномодовите влакна и електронните компоненти, които осигуряват предаване, приемане и трансформация на данни, както и поддържането на техническите характеристики на оптичните кабели на правилното ниво, са много скъпи.

По отношение на специфичните размери, едномодовото влакно има много тънка сърцевина с диаметър от 10 микрона или по-малко. Ширината на честотната лента на кабела варира от 10 Gbps и повече.

Многомодов оптичен кабел

За разлика от едномодовия кабел, многомодовият кабел позволява n-ти брой режими да преминат през него. Такъв проводник може да съдържа повече от един независим светлинен път. Въпреки това, размерът на диаметъра на сърцевината означава, че е по-вероятно светлината да се отрази от повърхността на външната обвивка на сърцевината и това от своя страна увеличава дисперсията на модата. Разсейването на лъча в кабела води до намаляване на разстоянието за предаване на сигнала и необходимостта от увеличаване на броя на повторителите.

Всеки инженер, който е завършил дизайна на влакното, в резултат на това ще получи скорост на трансфер на данни от 2,5 Gbits в мрежата. Отново възниква въпросът: „Ако купя оптичен кабел, кой да избера?“ Всичко зависи от техническите показатели и необходимото качество на комуникацията. Например, можете да закупите оптичен кабел с 8 влакна. В такъв проводник, както е посочено, има 8 влакна, които са разположени в централния модул.

www.volioptika.ru

Компютърен блог

Оптичният кабел е тънко гъвкаво влакно, което позволява предаване на светлина на големи разстояния поради ефекта на вътрешно отражение на лъчите от стените на обвивката. Оптичният кабел днес се произвежда по две технологии - едномодов и многомодов. Разликата между едномодов оптичен кабел и многомодов ще бъде обсъдена допълнително.

Принцип на работа

Едномодовият оптичен кабел е специално проектиран да носи един "режим" или един лъч светлина. В същото време многомодовият оптичен кабел позволява едновременното предаване на няколко „мода“ или лъчи, всеки от които се отразява вътре в кабела под свой собствен ъгъл на пречупване.

Геометрични разлики

Многомодовите и едномодовите оптични кабели имат значителни разлики, които се виждат с просто око. Многомодовият кабел има дебелина на сърцевината, носеща сигнал, която е най-малко 62,5 микрона в диаметър. Едномодовият кабел е по-тънък и неговата носеща сърцевина е с диаметър от 8 до 10 микрона. Съвременните мрежови карти са оборудвани с оптичен порт и няколко мрежови карти са инсталирани на сървъри наведнъж, поддържайки директно свързване на едномодов или многомодов кабел чрез специален конектор.

Разлики в честотната лента

Многомодовото оптично влакно има честотна лента до няколкостотин MHz на километър. Благодарение на свойствата си многомодовият кабел е способен да предава данни на разстояния до 10 мили и може да използва сравнително евтини оптични ретранслатори (сигнални приемопредаватели), за да увеличи разстоянието на предаване. В нашата нова статия ще научите повече за това как работи оптичната мрежа.

В същото време едномодовият кабел може да предава данни над 10 км, но трябва да използва радиация от скъп твърд лазерен диод или други едномодови излъчватели. Такъв диод обикновено се състои от два излъчващи модула, които образуват общ светлинен поток с данни в една посока. Предавателите, инсталирани на едномодов оптичен кабел, обикновено струват четири или повече пъти повече от подобни устройства за препредаване на многомодови сигнали.

pcnotes.ru

Едномодов или многомодов, кой кабел да избера? Кое е по-добро?

Отговаряйки на въпроса кой оптичен кабел е по-добър, едномодов или многомодов, не може да има две мнения. По отношение на техническите характеристики и показателите за производителност едномодовият оптичен кабел е по-добър от многомодовия. Позволява ви да прехвърляте големи количества данни на огромни разстояния (до 40 км за 10GBASE и 40GBASE приложения). Следователно цената на едномодов кабел (и оборудване за предаване на данни по него) е по-висока от тази на многомодов кабел.

Но все пак кой оптичен кабел да избера за конкретна задача? По-долу са някои практически препоръки за това върху какво можете да се съсредоточите, когато избирате тип кабел:

  • На първо място, ние разглеждаме вида на използваното активно оборудване и изискванията (включително в техническите спецификации) на ИТ услугата или експлоатационната организация на клиента. и стриктно спазване на препоръките на производителя или клиента на активното оборудване при избор на тип кабел и друго оптично оборудване;
  • когато е необходимо да се положат кабели на разстояния над 500 m (предимно за опорни връзки между отдалечени големи възли) и за предаване на голямо количество данни, ние използваме само едномодов оптичен кабел;
  • За прехвърляне на данни в рамките на една и съща сграда между кръстосано свързване и сървърни стаи на различни етажи или в различни сгради често има смисъл да се използва многомодов кабел. Той е по-евтин и по-малко взискателен към броя на завоите/спусканията и техния радиус;
  • Е, в тези ситуации, когато няма достатъчно информация за използваното активно оборудване, дължината на магистралните линии и други технически данни, използвайте едномодов кабел. Наистина не можете да сбъркате!

Освен това не бива да забравяме, че за всяко приложение в оптична мрежа се препоръчва да се полагат две влакна и да се осигури 100% резерв от оптични влакна (например, ако планирате да предавате данни от локална мрежа (1), телефония (2) и видеонаблюдение (3), тогава броят на влакната в кабела трябва да бъде 3*2*100% резерв = 12 влакна).

Едномодовият оптичен кабел предава един режим и има диаметър на напречното сечение ≈ 9,5 nm. От своя страна, едномодовият оптичен кабел може да бъде с безпристрастна, изместена и ненулева изместена дисперсия.

Оптичният многомодов кабел MM предава множество режими и има диаметър 50 или 62,5 nm.

На пръв поглед се налага заключението, че многомодовият оптичен кабел е по-добър и по-ефективен от SM оптичния кабел. Освен това експертите често се изказват в полза на MM на основание, че тъй като многомодовият оптичен кабел осигурява многократен приоритет на производителността в сравнение с SM, тогава той е по-добър във всички отношения.

Междувременно бихме се въздържали от подобни недвусмислени оценки. Количествените данни не са единствената база за сравнение и в много ситуации едномодовият оптичен кабел е за предпочитане.

Основната разлика между кабелите SM и MM са размерите. Оптичният кабел SM има влакна с по-малка дебелина (8-10 микрона). Това определя способността му да предава вълна само с една дължина по централния мод. Дебелината на основното влакно в кабела ММ е много по-голяма, 50-60 микрона. Съответно, такъв кабел може едновременно да предава няколко вълни с различна дължина чрез няколко режима. Повече режими обаче намаляват капацитета на оптичния кабел.

Други разлики между едномодовите и многомодовите кабели са свързани с материалите, от които са направени, и използваните източници на светлина. Едномодовият оптичен кабел има сърцевина и обвивка, направени само от стъкло, и лазер като източник на светлина. Кабелът MM може да има стъклена или пластмасова обвивка и прът, а източникът на светлина за него е LED.

Едномодов оптичен кабел 9/125 микрона

Едномодов оптичен кабел 8 влакна тип 9 125, има еднотръбна модулна конструкция. Световодите са разположени в централната тръба, която е изпълнена с хидрофобен с гел. Пълнителят надеждно защитава влакната от различни видове механични въздействия, освен това елиминира влиянието на температурните промени във външната среда. За защита от гризачи и други подобни влияния се използва допълнителна оплетка от фибростъкло.

По същество разработването и производството на оптичен кабел 9 125 се свежда до намиране на оптимално решение на проблема за намаляване на оптичната дисперсия (до нула) на всички честоти, с които кабелът ще работи. Голям брой режими оказват негативно влияние върху качеството на сигнала, а едномодовият кабел всъщност има не един режим, а няколко. Техният брой е много по-малък, отколкото в многомодовия, но е по-голям от един. Намаляването на ефекта на оптичната дисперсия води до намаляване на броя на режимите и съответно до подобряване на качеството на сигнала.

Повечето стандарти за оптични влакна, използвани в кабелите 9125, осигуряват нулева дисперсия в тесен честотен диапазон. Така в буквалния смисъл един кабел е едномодов само с вълни с определена дължина. Съществуващите мултиплексни технологии обаче използват набор от оптични честоти за приемане и предаване на няколко широколентови оптични комуникационни канала наведнъж.

Едномодов оптичен кабел 9 125 се използва както вътре в сгради, така и на външни трасета. Може да се зарови в земята или да се използва като въздушен кабел.

Многомодов оптичен кабел 50/125 микрона

Оптичен кабел 50/125(OM2) многомодов, използван в оптични мрежи с 10-гигабайтови скорости, изградени върху многомодово влакно. В съответствие с промените в спецификацията ISO/IEC 11801, в такива мрежи се препоръчва използването на нов тип кабел за свързващ кабел от клас OMZ със стандартен размер 50-125.

Оптичен кабел 50 125 OMZ, съответстващ на 10 Gigabit Ethernet мрежови приложения, е предназначен за предаване на данни при дължини на вълните от 850 nm или 1300 nm, които се различават по максимално допустимите стойности на затихване. Използва се за осигуряване на комуникация в честотния диапазон 1013-1015 Hz.

Многомодов оптичен кабел 50 125 е предназначен за пач кабели и окабеляване до работното място и се използва само на закрито.

Кабелът поддържа предаване на данни на къси разстояния и е подходящ за директно терминиране. Структурата на стандартното многомодово оптично влакно G 50/125 (G 62.5/125) µm отговаря на стандартите: EN 188200; VDE 0888 част 105; IEC “IEC 60793-2”; ITU-T Препоръка G.651.

MM 50/125 има важно предимство, което е ниските загуби и абсолютната устойчивост на различни видове смущения. Това ви позволява да изграждате системи със стотици хиляди телефонни комуникационни канали.

Видове използвани влакна

При производството на кабели SM и MM се използват едномодови и многомодови влакна от следните видове:

  • едномодов, ITU-T препоръка G.652.B (отбелязан като "E" тип);
  • едномодов, ITU-T препоръка G.652.С, D (отбелязан като тип “A”);
  • едномодов, ITU-T препоръка G.655 (отбелязан като "H" тип);
  • едномодов, ITU-T препоръка G.656 (отбелязан като тип “C”);
  • многомодов, с диаметър на сърцевината 50 микрона, ITU-T препоръка G.651 (отбелязана като тип „М”);
  • многомодов, с диаметър на сърцевината 62,5 микрона (отбелязан като тип „B“)

Оптичните параметри на влакната в буферното покритие трябва да отговарят на спецификациите на фирмите доставчици.

Параметри на оптичното влакно:

Тип OB
Символи на позиция 3.4 от таблица 1 ТУ
Многомодов Едномодов
М IN д А н СЪС
Препоръка на ITU-T G.651 G.652B G.652C(D) G.655 G.656
Геометрични характеристики
Диаметър на отразяващата обвивка, микрони 125 ± 1 125 ± 1 125 ± 1 125 ± 1 125 ± 1 125 ± 1
Диаметър над защитното покритие, µm 250±15 250±15 250±15 250±15 250±15 250±15
Незакръгленост на отразяващата обвивка, %, не повече 1 1 1 1 1 1
Неконцентричност на сърцевината, µm, не повече 1,5 1,5
Диаметър на сърцевината, µm 50 ± 2,5 62,5 ± 2,5
Диаметър на полето на мода, микрони, при дължина на вълната:
1310 nm
1550 nm


9,2 ± 0,4
10,4 ± 0,8
9,2 ± 0,4
10,4 ± 0,8

9,2 ± 0,4

7,7 ± 0,4
Неконцентричност на модовото поле, µm, не повече 0,8 0,5 0,8 0,6
Трансферни характеристики
Работна дължина на вълната, nm 850 и 1300 850 и 1300 1310 и 1550 г 1275 ÷ 1625 1550 1460 ÷ 1625
Коефициент на затихване OB, dB/km, не повече, при дължина на вълната:
850 nm
1300 nm
1310 nm
1383 nm
1460 nm
1550 nm
1625 nm
2,4
0,7




3,0
0,7






0,36


0,22


0,36
0,31

0,22





0,22
0,25




0,35
0,23
0,26
Числова апертура 0,200 ± 0,015 0,275 ± 0,015
Широчина на честотната лента, MHz × km, не по-малко, при дължина на вълната:
850 nm
1300 nm
400 ÷ 1000
600 ÷ 1500
160 ÷ 300
500 ÷ 1000




Коефициент на хроматична дисперсия ps/(nm×km), не повече, в диапазона на дължината на вълната:
1285÷1330 nm
1460÷1625 nm (G.656)
1530÷1565 nm (G.655)
1565÷1625 nm (G.655)
1525÷1575 nm








3,5



18
3,5



18


2,6 — 6,0
4,0 — 8,9

2,0 — 8,0
4,0 — 7,0

Дължина на вълната с нулева дисперсия, nm 1300 ÷ 1322 1300 ÷ 1322
Наклон на дисперсионната характеристика в областта на дължината на вълната с нулева дисперсия, в диапазона на дължината на вълната, ps/nm²×km, не повече 0,101 0,097 0,092 0,092 0,05
Гранична дължина на вълната (в кабел), nm, не повече 1270 1270 1470 1450
Коефициент на дисперсия на поляризационния режим при дължина на вълната 1550 nm, ps/km, не повече 0,2 0,2 0,2 0,1
Увеличаване на затихването поради макроогъване (100 оборота × Ø 6О mm), dB: λ = 1550 nm/1625 nm 0,5 0,5 0,5 0,5

Характеристики и видове оптични влакна

G.652 - Стандартно едномодово влакно

Това е най-широко използваното едномодово оптично влакно в телекомуникациите.

Едномодовото стъпаловидно влакно без дисперсионно изместване служи като основен компонент на оптична телекомуникационна система и се класифицира по стандарта G.652. Най-често срещаният тип влакно, оптимизирано за предаване на сигнал при дължина на вълната 1310 nm. Горната граница на дължината на вълната на L-лентата е 1625 nm. Изисквания за макроогъване - радиус на дорника 30 mm.

Стандартът разделя влакната на четири подкатегории A, B, C, D.

G.652 влакно. А отговаря на изискванията, необходими за предаване на информационни потоци от ниво STM 16 - 10 Gbit/s (Ethernet) до 40 км, в съответствие с Препоръки G.691 и G.957, както и ниво STM 256, в съответствие с G. 691.

Влакното G.652.B отговаря на изискванията, необходими за предаване на информационни потоци до STM 64 в съответствие с Препоръки G.691 и G.692 и STM 256 в съответствие с G.691 и G.959.1.

Влакната G.652.C и G.652.D позволяват предаване в разширен диапазон на дължината на вълната от 1360-1530 nm и имат намалено затихване при „пика на водата“ („пикът на водата“ разделя прозорците на прозрачност в лентата на пропускане на единични -модови влакна в диапазоните от 1300 nm и 1550 nm). Иначе подобно на G.652.A и G.652.B.

G.652.A/B е еквивалентен на OS1 (класификация ISO/IEC 11801), G.652.C/D е еквивалентен на OS2.

Използването на G.652 влакна при по-високи скорости на предаване на разстояния над 40 km води до несъответствие между стандартите за производителност и стандартите за едномодови влакна и изисква по-сложно крайно оборудване.

G.655 - Изместено влакно с ненулева дисперсия (NZDSF)

NZDSF едномодовото влакно с изместена ненулева дисперсия е оптимизирано да носи множество дължини на вълната (WDM мултиплекс и DWDM с висока плътност), а не само една дължина на вълната. Corning влакното е защитено с двойно акрилатно CPC покритие, което гарантира висока надеждност и производителност. Външният диаметър на покритието е 245 микрона.

Изместено влакно с ненулева дисперсия (NZDSF) е предназначено за използване във влакнесто-оптични опори и широкообхватни комуникационни мрежи, използващи DWDM технологии. Това влакно поддържа ограничен коефициент на хроматична дисперсия в целия оптичен диапазон, използван при мултиплексиране по дължина на вълната (WDM). NZDSF влакната са оптимизирани за използване в диапазона на дължината на вълната от 1530 nm до 1565 nm.

Оптичните влакна от категория G.655.A имат параметри, които осигуряват използването им в едноканални и многоканални системи с оптични усилватели (Препоръки G.691, G.692, G.693) и в оптични транспортни мрежи (Препоръка G. 959.1). Работните дължини на вълните и дисперсията във влакното от тази подкатегория ограничават мощността на входния сигнал и тяхното използване в многоканални системи.

Оптичните влакна от категория G.655.B са подобни на G.655.A. Но в зависимост от работната дължина на вълната и дисперсионните характеристики, мощността на входния сигнал може да бъде по-висока, отколкото за G.655.A. Изискванията за поляризационен режим на дисперсия осигуряват работата на нивосистеми STM-64 на разстояние до 400 km.

Категорията на влакната G.655.C е подобна на G.655.B, но по-строгите изисквания по отношение на дисперсията на поляризационния режим позволяват използването на системи за ниво STM-256 (Препоръка G.959.1) на тези оптични влакна или увеличаване на обхват на предаване на системи STM-64.

G.657 - Едномодово влакно с намалена загуба на огъване при малки радиуси

Оптичното влакно с повишена гъвкавост версия G.657 се използва широко в оптични кабели за полагане в мрежи на многоетажни сгради, офиси и др. По своите оптични характеристики влакното G.657.A е напълно идентично със стандартното влакно G.652.D и същевременно има половината от допустимия монтажен радиус - 15 mm. Влакното G.657.B се използва на ограничени разстояния и има особено ниски загуби при огъване.

Едномодовите оптични влакна се характеризират с ниски загуби при огъване, предназначени са предимно за FTTH мрежи в многофамилни сгради и техните предимства са особено очевидни в затворени пространства. Можете да работите със стандартно влакно G.657 почти така, сякаш работите с меден кабел.

За влакната G.657.A той варира от 8,6 до 9,5 µm, а за влакната G.657.B варира от 6,3 до 9,5 µm.

Нормите за загуби на макробенди са значително затегнати, тъй като този параметър е решаващ за G.657:

Десет навивки от влакно G.657.A, навито на дорник с радиус от 15 mm, не трябва да увеличават затихването с повече от 0,25 dB при 1550 nm. Едно навиване на същото влакно, навито на дорник с диаметър 10 mm, при условие, че не се променят други параметри, не трябва да увеличава затихването с повече от 0,75 dB.

Десет навивки от подкатегория G.657.B на дорник с диаметър 15 mm не трябва да увеличават затихването с повече от 0,03 dB при дължина на вълната 1550 nm. Едно завъртане на дорник с диаметър 10 mm е повече от 0,1 dB, едно завъртане на дорник с диаметър 7,5 mm е повече от 0,5 dB.

Международната организация по стандартизация (ISO) и Международната електротехническа комисия (IEC) публикуваха стандарта ISO/IEC 11801 - Информационни технологии - Структурни кабелни системи за потребителски помещения.

Стандартът определя структурата и изискванията за изпълнение на универсална кабелна мрежа, както и изискванията към характеристиките на отделните кабелни линии.

Стандартът за Gigabit Ethernet линии разграничава оптичните канали по клас (подобно на категориите медни линии). OF300, OF500 и OF2000 поддържат приложения от оптичен клас на разстояния до 300, 500 и 2000 m.

Клас канал Затихване на MM канала (dB/Km) Затихване на SM канала (dB/Km)
850 nm 1300 nm 1310 nm 1,550 nm
OF300 2.55 1.95 1.80 1.80
OF500 3.25 2.25 2.00 2.00
OF2000 8.50 4.50 3.50 3.50

В допълнение към класовете канали, второто издание на този стандарт дефинира три класа MM влакна - OM1, OM2 и OM3 - и един клас SM влакна - OS1. Тези класове се диференцират по затихване и коефициент на широколентов достъп.

Всички линии по-къси от 275 m могат да работят с помощта на протокола 1000Base-Sx. Дължини до 550 m могат да бъдат постигнати с помощта на протокола 1000Base-Lx във връзка с предубеден вход на светлинния лъч (Mode Conditioning).

Клас канал Бърз Ethernet Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet
100 Base T 1000 Base SX 1000 Base LX 10GBase-SR/SW
OF300 OM1 OM2 OM1*, OM2* OM3
OF500 OM1 OM2 OM1*, OM2* OS1 (OS2)
OF2000 OM1 - OM2 Plus, OMZ OS1 (OS2)

*) Кондициониране на режима

Многомодовото влакно OM4 има минимален коефициент на честотна лента от 4700 MHz x km при 850 nm (в сравнение с 2000 MHz x km на влакното OM3) и е резултат от оптимизирана производителност на влакното OM3 за постигане на скорост на данни от 10 Gb/s над 550 nm метри. Новият мрежов стандарт IEEE 802.3ab 40 и 100 Gigabit Ethernet отбелязва, че новият тип многомодово влакно OM4 позволява 40 и 100 Gigabit Ethernet да се предава на разстояния до 150 метра. Влакната от клас OM4 се планират да се използват в бъдеще с 40Gbps оборудване и най-широко в оборудването на центрове за данни.

OM 1 и OM2 – Стандартни многомодови влакна със сърцевини съответно от 62,5 и 50 микрона.

Кабели, кабели и пигтейли с многомодови влакна от типове OM1 62,5/125 µm и OM2 50/125 µm отдавна се използват в SCS за осигуряване на предаване на данни при високи скорости и на относително дълги разстояния, които се изискват по магистрали. Най-важните функционални параметри на MM влакното са затихване и честотна лента. И двата параметъра са определени за дължини на вълните 850 nm и 1300 nm, при които работи повечето активно мрежово оборудване.

Това е специално проектирано многомодово оптично влакно, използвано за Gigabit и 10 Gigabit Ethernet мрежи, достъпно само с размер на ядрото от 50 микрона.

OM4 – Оптично многомодово влакно от ново поколение с 50 микрона ядро, „оптимизирано за лазер“.

Многомодовото влакно OM4 вече е напълно съвместимо с днешните стандарти за влакна за центрове за данни и сървърни ферми от следващо поколение. Оптичното влакно OM4 може да се използва за по-дълги линии в мрежи за данни от ново поколение с най-висока производителност на предаване на данни. Това влакно е резултат от по-нататъшно оптимизиране на характеристиките на влакното OM3, което дава характеристики на влакното, които позволяват скорост на трансфер на данни от 10 Gb/s на разстояние от 550 метра. Влакната OM4 имат увеличена ефективна минимална модална честотна лента от 4700 MHz km при 850 nm (в сравнение с 2000 MHz km на влакното OM3).



Случайни статии

нагоре