Conhecimento básico de cabos de fibra óptica

Fibra óptica, cabo óptico
1. Descreva brevemente a composição da fibra óptica.
Resposta: Uma fibra óptica consiste em duas partes básicas: um núcleo e uma camada de revestimento feita de materiais ópticos transparentes e uma camada de revestimento.

2. Quais são os parâmetros básicos que descrevem as características de transmissão das linhas de fibra óptica?
Resposta: Incluindo perda, dispersão, largura de banda, comprimento de onda de corte, diâmetro de campo de modo, etc.

3. Quais são as razões para a atenuação da fibra?
Resposta: A atenuação de uma fibra óptica refere-se à diminuição da potência óptica entre duas seções transversais de uma fibra óptica, que está relacionada ao comprimento de onda. As principais causas de atenuação são espalhamento, absorção e perda óptica devido a conectores e juntas.

4. Como é definido o coeficiente de atenuação da fibra?
Resposta: É definida pela atenuação (dB/km) por unidade de comprimento de uma fibra uniforme em regime permanente.

5. Qual é a perda de inserção?
Resposta: Refere-se à atenuação causada pela inserção de componentes ópticos (como conectores ou acopladores) na linha de transmissão óptica.

6. A que se refere a largura de banda da fibra óptica?
Resposta: A largura de banda de uma fibra óptica refere-se à frequência de modulação quando a amplitude da potência óptica é reduzida em 50% ou 3dB da amplitude da frequência zero na função de transferência da fibra óptica. A largura de banda de uma fibra óptica é aproximadamente inversamente proporcional ao seu comprimento, e o produto do comprimento da largura de banda é uma constante.

7. Quantos tipos de dispersão de fibra óptica? Com o que está relacionado?
Resposta: A dispersão de uma fibra óptica refere-se à ampliação do atraso de grupo dentro de uma fibra óptica, incluindo dispersão modal, dispersão de material e dispersão estrutural. Depende das características da fonte de luz e da fibra óptica.

8. Como descrever as características de dispersão do sinal que se propaga na fibra óptica?
Resposta: Pode ser descrito por três grandezas físicas: alargamento de pulso, largura de banda da fibra e coeficiente de dispersão da fibra.

9. Qual é o comprimento de onda de corte?
Resposta: Refere-se ao comprimento de onda mais curto que só pode transmitir o modo fundamental na fibra óptica. Para uma fibra monomodo, seu comprimento de onda de corte deve ser menor que o comprimento de onda da luz transmitida.

10. Qual será o efeito da dispersão da fibra óptica no desempenho do sistema de comunicação por fibra óptica?
Resposta: A dispersão da fibra óptica fará com que o pulso de luz se expanda durante o processo de transmissão na fibra óptica. Afeta o tamanho da taxa de erro de bit, o comprimento da distância de transmissão e o tamanho da taxa do sistema.

11. Qual é o método de retrodifusão?
Resposta: O método de retrodifusão é um método de medição de atenuação ao longo do comprimento de uma fibra óptica. A maior parte da potência óptica na fibra óptica se propaga na direção direta, mas uma pequena parte é espalhada de volta para o iluminador. Use um espectroscópio para observar a curva de tempo de retrodifusão no iluminador. De uma extremidade, não apenas o comprimento e a atenuação da fibra óptica uniforme conectada, mas também as irregularidades locais, pontos de interrupção e juntas e conectores causados ​​por ela podem ser medidos. Perda de potência óptica.

12. Qual é o princípio de teste do reflectômetro óptico no domínio do tempo (OTDR)? Qual é a função?
Resposta: O OTDR é feito com base no princípio de retrodifusão de luz e reflexão de Fresnel. Ele usa a luz retroespalhada gerada quando a luz se propaga na fibra óptica para obter informações de atenuação. Ele pode ser usado para medir a atenuação da fibra óptica, perda do conector, localização da falha da fibra e Compreender a distribuição de perda das fibras ópticas ao longo do comprimento é uma ferramenta indispensável na construção, manutenção e monitoramento de cabos ópticos. Seus principais parâmetros de índice incluem: faixa dinâmica, sensibilidade, resolução, tempo de medição e zona cega, etc.

13. Qual é a zona morta do OTDR? Que impacto terá nos testes? Como lidar com a área cega no teste real?
Resposta: Uma série de "pontos cegos" causados ​​pela saturação da extremidade receptora do OTDR causada pela reflexão de pontos característicos, como conectores móveis e juntas mecânicas, são geralmente chamados de pontos cegos.
Existem dois tipos de cegueira na fibra óptica: zona cega de evento e zona cega de atenuação: o pico de reflexão causado pela intervenção do conector móvel, o comprimento da distância desde o ponto inicial do pico de reflexão até o pico de saturação do receptor é chamado de zona cega do evento; O conector móvel intermediário causa o pico de reflexão, e a distância do ponto inicial do pico de reflexão até o ponto onde outros eventos podem ser identificados é chamada de zona morta de atenuação.
Para OTDR, quanto menor a zona cega, melhor. A área cega aumentará com o aumento da largura do pulso. Embora o aumento da largura do pulso aumente o comprimento da medição, também aumenta a área cega da medição. Portanto, ao testar a fibra óptica, a medição da fibra óptica do acessório OTDR e do ponto de evento adjacente Use um pulso estreito e use um pulso largo ao medir a extremidade mais distante da fibra.

14. O OTDR pode medir diferentes tipos de fibras ópticas?
Resposta: Se você usar um módulo OTDR monomodo para medir uma fibra multimodo ou usar um módulo OTDR multimodo para medir uma fibra monomodo com um diâmetro de núcleo de 62,5 mm, o resultado da medição do comprimento da fibra não será afetado, mas a perda de fibra não será afetada. Os resultados da perda do conector óptico e da perda de retorno estão incorretos. Portanto, ao medir fibras ópticas, um OTDR que corresponda à fibra óptica em teste deve ser selecionado para medição, para que todos os indicadores de desempenho estejam corretos.

15. O que significa "1310nm" ou "1550nm" em instrumentos de teste óptico comuns?
Resposta: Refere-se ao comprimento de onda do sinal óptico. A faixa de comprimento de onda usada para comunicação por fibra óptica está na região do infravermelho próximo e o comprimento de onda está entre 800nm ​​e 1700nm. É frequentemente dividido em banda de comprimento de onda curto e banda de comprimento de onda longo, o primeiro refere-se ao comprimento de onda de 850nm e o último refere-se a 1310nm e 1550nm.

16. Na fibra óptica comercial atual, qual comprimento de onda da luz tem a menor dispersão? Qual comprimento de onda da luz tem a menor perda?
Resposta: A luz com comprimento de onda de 1310nm tem a menor dispersão e a luz com comprimento de onda de 1550nm tem a menor perda.

17. De acordo com a mudança do índice de refração do núcleo da fibra, como classificar a fibra?
Resposta: Pode ser dividido em fibra de passo e fibra graduada. A fibra de passo tem uma largura de banda estreita e é adequada para comunicações de curta distância de pequena capacidade; A fibra graduada tem uma ampla largura de banda e é adequada para comunicações de média e grande capacidade.

18. De acordo com os diferentes modos de ondas de luz transmitidas na fibra óptica, como classificar a fibra óptica?
Resposta: Pode ser dividido em fibra monomodo e fibra multimodo. O diâmetro do núcleo de uma fibra monomodo é de cerca de 1-10 um. Em um determinado comprimento de onda de trabalho, apenas um único modo fundamental é transmitido, o que é adequado para sistemas de comunicação de longa distância de grande capacidade. A fibra multimodo pode transmitir ondas de luz em vários modos, e seu diâmetro de núcleo é de cerca de 50-60 µm, e seu desempenho de transmissão é pior que o da fibra monomodo.
Ao transmitir a proteção diferencial de corrente da proteção de multiplexação, a fibra óptica multimodo é usada entre o dispositivo de conversão fotoelétrica instalado na sala de comunicação da subestação e o dispositivo de proteção instalado na sala de controle principal.

19. Qual é o significado da abertura numérica (NA) da fibra de índice de degrau?
Resposta: A abertura numérica (NA) indica a capacidade de recepção de luz da fibra óptica. Quanto maior o NA, mais forte a capacidade da fibra óptica de coletar luz.

20. Qual é a birrefringência de uma fibra monomodo?
Resposta: Existem dois modos de polarização ortogonal em uma fibra monomodo. Quando a fibra não é completamente cilíndrica, os dois modos de polarização ortogonal não são degenerados. O valor absoluto da diferença do índice de refração entre os dois modos de polarização ortogonal é Para birrefringência.

21. Quais são as estruturas de cabos de fibra óptica mais comuns?
Resposta: Existem dois tipos: tipo de torção de camada e tipo de esqueleto.

22. Quais são os principais componentes dos cabos ópticos?
Resposta: É composto principalmente de: núcleo de fibra, pomada de fibra óptica, material de bainha, PBT (tereftalato de polibutileno) e outros materiais.

23. Qual é a blindagem do cabo óptico?
Resposta: Refere-se ao elemento de proteção (geralmente fio de aço ou cinta de aço) usado em cabos ópticos para fins especiais (como cabos ópticos submarinos, etc.). A armadura é presa à bainha interna do cabo óptico.

24. Qual o material utilizado para a bainha do cabo?
Resposta: A bainha ou camada do cabo óptico geralmente é composta por materiais de polietileno (PE) e policloreto de vinila (PVC), e sua função é proteger o núcleo do cabo de influências externas.

25. Liste os cabos ópticos especiais usados ​​em sistemas de energia.
Resposta: Existem principalmente três tipos de cabos ópticos especiais:
Cabo óptico composto de fio terra (OPGW), a fibra óptica é colocada na linha de energia da estrutura de fio de alumínio revestido de aço. A aplicação do cabo óptico OPGW desempenha a dupla função de fio terra e comunicação, melhorando efetivamente a taxa de utilização dos postes de energia.
Cabo óptico tipo wrap (GWWOP), onde existem linhas de transmissão de energia, este tipo de cabo óptico é enrolado ou suspenso no fio terra.
O cabo óptico autoportante (ADSS) possui forte resistência à tração e pode ser pendurado diretamente entre dois postes de energia, com um vão máximo de até 1000m.

26. Quais são as estruturas de aplicação dos cabos ópticos OPGW?
Resposta: Incluir principalmente: 1) A estrutura de tubos de plástico + tubo de alumínio; 2) A estrutura do tubo de plástico central + tubo de alumínio; 3) Estrutura de esqueleto de alumínio; 4) Estrutura de tubo de alumínio espiral; 5) Estrutura de tubo de aço inoxidável de camada única (estrutura de tubo de aço inoxidável central, estrutura em camadas de tubo de aço inoxidável); 6) Estrutura de tubo de aço inoxidável composto (estrutura de tubo de aço inoxidável central, estrutura em camadas de tubo de aço inoxidável).

27. Quais são os principais componentes do fio trançado fora do núcleo do cabo óptico OPGW?
Resposta: É composto de fio AA (fio de liga de alumínio) e fio AS (fio de aço revestido de alumínio).

28. Para escolher o modelo de cabo OPGW, quais são as condições técnicas que devem ser atendidas?
Resposta: 1) Resistência nominal à tração (RTS) (kN) do cabo OPGW; 2) Número de núcleos de fibra (SM) do cabo OPGW; 3) Corrente de curto-circuito (kA); 4) Tempo(s) de curto-circuito; 5) Gama de Temperatura (3).

29. Como é restringido o grau de curvatura do cabo óptico?
Resposta: O raio de curvatura do cabo de fibra óptica não deve ser inferior a 20 vezes o diâmetro externo do cabo de fibra óptica e não deve ser inferior a 30 vezes o diâmetro externo do cabo de fibra óptica durante a construção (estado não estacionário ).

30. O que deve ser observado no projeto do cabo óptico ADSS?
Resposta: Existem três tecnologias principais: projeto mecânico de cabos ópticos, determinação de pontos de suspensão e seleção e instalação de hardware de suporte.

31. Quais são as principais conexões de cabos ópticos?
Resposta: Os acessórios para cabos ópticos referem-se ao hardware usado para instalar o cabo óptico, incluindo principalmente: grampos de tensão, grampos de suspensão, amortecedores de vibração, etc.

32. Quais são os dois parâmetros de desempenho mais básicos dos conectores de fibra óptica?
Resposta: Os conectores de fibra óptica são comumente conhecidos como conectores ativos. Para conectores de fibra única, os requisitos de desempenho óptico são focados nos dois parâmetros de desempenho mais básicos de perda de inserção e perda de retorno.

33. Quantos tipos de conectores de fibra óptica são comumente usados?
Resposta: De acordo com diferentes métodos de classificação, os conectores de fibra óptica podem ser divididos em diferentes tipos. De acordo com os diferentes meios de transmissão, eles podem ser divididos em conectores de fibra monomodo e conectores de fibra multimodo; de acordo com diferentes estruturas, eles podem ser divididos em FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT e outros tipos; de acordo com a face final do pino do conector pode ser dividido em FC, PC (UPC) e APC. Conectores de fibra óptica comumente usados: conectores de fibra óptica FC/PC, conectores de fibra óptica SC, conectores de fibra óptica LC.

34. No sistema de comunicação por fibra óptica, os seguintes itens são comuns, favor indicar seus nomes.
Adaptador tipo AFC, FC Adaptador tipo ST Adaptador tipo SC
Conector tipo FC/APC, FC/PC Conector tipo SC Conector tipo ST
Jumper LC Jumper MU Jumper monomodo ou multimodo

35. Qual é a perda de inserção (ou perda de inserção) de um conector de fibra óptica?
Resposta: Refere-se à quantidade de redução na potência efetiva da linha de transmissão causada pela intervenção do conector. Para os usuários, quanto menor o valor, melhor. A ITU-T estipula que seu valor não deve ser superior a 0,5dB.

36. Qual é a perda de retorno de um conector de fibra óptica (ou chamada de atenuação de reflexão, perda de retorno, perda de retorno)?
Resposta: É uma medida do componente de potência de entrada refletido do conector e retornado ao longo do canal de entrada. O valor típico não deve ser inferior a 25dB.

37. Qual é a diferença mais importante entre a luz emitida por diodos emissores de luz e lasers semicondutores?
Resposta: A luz produzida pelo diodo emissor de luz é uma luz incoerente com amplo espectro de frequência; a luz produzida pelo laser é uma luz coerente com um espectro de frequência estreito.

38. Qual é a diferença mais óbvia entre as características operacionais dos diodos emissores de luz (LED) e dos lasers semicondutores (LD)?
Resposta: O LED não possui um limite, enquanto o LD possui um limite. O laser só será gerado quando a corrente injetada ultrapassar o limite.

39. Quais são os dois lasers semicondutores de modo longitudinal único comumente usados?
Resposta: Tanto os lasers DFB quanto os lasers DBR são lasers de feedback distribuído, e seu feedback óptico é fornecido pela grade de Bragg de feedback distribuído na cavidade óptica.

40. Quais são os dois principais tipos de dispositivos de recepção óptica?
Resposta: Existem principalmente fotodiodos (tubos PIN) e fotodiodos de avalanche (APD).

41. Quais são os fatores que causam ruído em sistemas de comunicação por fibra óptica?
Resposta: Há ruído causado por razão de extinção não qualificada, ruído causado por mudanças aleatórias na intensidade da luz, ruído causado por jitter de tempo, ruído de ponto e ruído térmico do receptor, ruído de modo de fibra óptica, ruído causado por alargamento de pulso causado por dispersão, e ruído de distribuição do modo LD, o ruído gerado pelo chirp de frequência do LD e o ruído gerado pela reflexão.

42. Quais são as principais fibras ópticas utilizadas atualmente para a construção de redes de transmissão? Quais são suas principais características?
Resposta: Existem três tipos principais, a saber, fibra monomodo convencional G.652, fibra monomodo deslocada por dispersão G.653 e fibra deslocada por dispersão diferente de zero G.655.
A fibra monomodo G.652 tem uma grande dispersão na banda C 1530~1565nm e na banda L 1565~1625nm, geralmente 17~22psnm•km, quando a taxa do sistema atinge 2.5Gbit/s ou mais, a compensação de dispersão é necessário, a 10 Gbit/s O custo de compensação de dispersão do sistema é relativamente alto e é o tipo mais comum de fibra instalada na rede de transmissão atualmente.
A dispersão da fibra deslocada por dispersão G.653 na banda C e na banda L é geralmente -1 ½ ¾ 3,5 psnm•km, com dispersão zero em 1550nm, e a taxa do sistema pode chegar a 20Gbit/s e 40Gbit/s. É uma transmissão de ultra-longa distância de comprimento de onda único. A melhor fibra. No entanto, devido à sua característica de dispersão zero, quando o DWDM é usado para expansão de capacidade, ocorrerão efeitos não lineares, levando à diafonia do sinal, resultando em FWM de mistura de quatro ondas, portanto, o DWDM não é adequado.
Fibra G.655 com dispersão diferente de zero: A fibra G.655 com dispersão diferente de zero tem uma dispersão de 1 ½ 6psnm•km na banda C, e geralmente 6-10psnm•km na banda L . A dispersão é pequena e evita zero. A zona de dispersão não apenas suprime o FWM de mistura de quatro ondas, pode ser usada para expansão DWDM, mas também pode abrir sistemas de alta velocidade. A nova fibra G.655 pode expandir a área efetiva para 1,5 a 2 vezes a da fibra comum, e a grande área efetiva pode reduzir a densidade de potência e reduzir o efeito não linear da fibra.

43. Qual é a não linearidade da fibra óptica?
Resposta: Quando a potência óptica de entrada excede um determinado valor, o índice de refração da fibra óptica será relacionado de forma não linear à potência óptica, e ocorrerão os espalhamentos Raman e Brillouin, que alterarão a frequência da luz incidente.

44. Qual é o efeito da não linearidade da fibra na transmissão?
Resposta: Efeitos não lineares causarão algumas perdas e interferências adicionais, deteriorando o desempenho do sistema. O sistema WDM possui alta potência óptica e transmite uma longa distância ao longo da fibra óptica, gerando distorção não linear. Existem dois tipos de distorção não linear: espalhamento estimulado e refração não linear. Entre eles, o espalhamento estimulado inclui o espalhamento Raman e o espalhamento Brillouin. Os dois tipos de espalhamento acima reduzem a energia da luz incidente e causam perda. Ele pode ser ignorado quando a potência da fibra de entrada é pequena.

45. O que é PON (Rede Óptica Passiva)?
Resposta: PON é uma rede óptica de loop de fibra óptica na rede de acesso do usuário local, baseada em componentes ópticos passivos, como acopladores e divisores.