Базовые знания оптоволоконного кабеля

Оптическое волокно, оптический кабель
1. Кратко опишите состав оптического волокна.
Ответ: Оптическое волокно состоит из двух основных частей: сердцевины и оболочки из прозрачных оптических материалов и покровного слоя.

2. Какие основные параметры описывают характеристики передачи волоконно-оптических линий?
Ответ: включая потери, дисперсию, полосу пропускания, длину волны отсечки, диаметр поля моды и т. д.

3. Каковы причины затухания волокна?
Ответ: Затухание оптического волокна относится к уменьшению оптической мощности между двумя поперечными сечениями оптического волокна, которое связано с длиной волны. Основными причинами затухания являются рассеяние, поглощение и оптические потери из-за разъемов и соединений.

4. Как определяется коэффициент затухания волокна?
Ответ: Определяется затуханием (дБ/км) на единицу длины однородного волокна в установившемся режиме.

5. Что такое вносимые потери?
Ответ: Относится к затуханию, вызванному вставкой оптических компонентов (таких как разъемы или ответвители) в оптическую линию передачи.

6. С чем связана пропускная способность оптического волокна?
Ответ: Полоса пропускания оптического волокна относится к частоте модуляции, когда амплитуда оптической мощности уменьшается на 50% или 3 дБ от амплитуды нулевой частоты в передаточной функции оптического волокна. Полоса пропускания оптического волокна примерно обратно пропорциональна его длине, а произведение длины полосы является константой.

7. Сколько видов дисперсии оптического волокна? С чем это связано?
Ответ: Дисперсия оптического волокна относится к расширению групповой задержки внутри оптического волокна, включая модовую дисперсию, материальную дисперсию и структурную дисперсию. Зависит от характеристик как источника света, так и оптического волокна.

8. Как описать дисперсионные характеристики сигнала, распространяющегося в оптическом волокне?
Ответ: Его можно описать тремя физическими величинами: расширением импульса, шириной полосы пропускания волокна и коэффициентом дисперсии волокна.

9. Какова длина волны отсечки?
Ответ: Это относится к самой короткой длине волны, которая может передавать только основную моду в оптическом волокне. Для одномодового волокна его длина волны отсечки должна быть короче длины волны передаваемого света.

10. Какое влияние окажет дисперсия оптического волокна на производительность оптоволоконной системы связи?
Ответ: Дисперсия оптического волокна приведет к расширению светового импульса в процессе передачи по оптическому волокну. Влияет на размер коэффициента битовых ошибок, длину дальности передачи и размер системной скорости.

11. Что такое метод обратного рассеяния?
Ответ: Метод обратного рассеяния — это метод измерения затухания по длине оптического волокна. Большая часть оптической мощности в оптическом волокне распространяется в прямом направлении, но небольшая часть рассеивается обратно к осветителю. Используйте спектроскоп, чтобы наблюдать временную кривую обратного рассеяния на осветителе. С одного конца можно измерять не только длину и затухание однородного оптического волокна, но и локальные неровности, точки излома, стыки и соединители, вызванные этим. Оптическая потеря мощности.

12. Каков принцип тестирования оптического рефлектометра (OTDR)? Какова функция?
Ответ: Рефлектометр построен по принципу обратного рассеяния света и френелевского отражения. Он использует обратно рассеянный свет, возникающий при распространении света в оптическом волокне, для получения информации об ослаблении. Его можно использовать для измерения затухания в оптическом волокне, потерь в соединителях, определения места повреждения волокна и понимания распределения потерь в оптических волокнах по длине, что является незаменимым инструментом при строительстве, обслуживании и мониторинге оптических кабелей. К его основным индексным параметрам относятся: динамический диапазон, чувствительность, разрешение, время измерения и слепая зона и др.

13. Что такое мертвая зона рефлектометра? Какое влияние это окажет на тестирование? Как бороться с слепой зоной в реальном тесте?
Ответ: Слепыми зонами обычно называют ряд «слепых зон», вызванных насыщением приемного конца рефлектометра, вызванным отражением характерных точек, таких как подвижные разъемы и механические соединения.
В оптическом волокне существует два типа слепоты: слепая зона события и слепая зона затухания: пик отражения, вызванный вмешательством подвижного соединителя, длина расстояния от начальной точки пика отражения до пика насыщения приемника называется слепой зоной события; Промежуточный подвижный соединитель вызывает пик отражения, а расстояние от начальной точки пика отражения до точки, где можно идентифицировать другие события, называется мертвой зоной затухания.
Для рефлектометра чем меньше слепая зона, тем лучше. Слепая зона будет увеличиваться с увеличением ширины импульса. Хотя увеличение ширины импульса увеличивает длину измерения, оно также увеличивает мертвую зону измерения. Поэтому при тестировании оптического волокна при измерении оптического волокна аксессуара OTDR и соседней точки события используйте узкий импульс, а при измерении на дальнем конце волокна используйте широкий импульс.

14. Может ли рефлектометр измерять различные типы оптических волокон?
Ответ: Если вы используете одномодовый модуль OTDR для измерения многомодового волокна или используете многомодовый модуль OTDR для измерения одномодового волокна с диаметром сердцевины 62,5 мм, результат измерения длины волокна не изменится. но потеря волокна не будет затронута. Результаты потерь оптического соединителя и обратных потерь неверны. Поэтому при измерении оптических волокон для измерения должен быть выбран рефлектометр, соответствующий тестируемому оптическому волокну, чтобы все показатели производительности были правильными.

15. Что означает «1310 нм» или «1550 нм» в обычных оптических измерительных приборах?
Ответ: Это относится к длине волны оптического сигнала. Диапазон длин волн, используемый для оптоволоконной связи, находится в ближней инфракрасной области, а длина волны составляет от 800 до 1700 нм. Его часто делят на коротковолновый диапазон и длинноволновый диапазон, первый относится к длине волны 850 нм, а второй относится к 1310 нм и 1550 нм.

16. Какая длина волны света в существующем коммерческом оптоволокне имеет наименьшую дисперсию? Какая длина волны света имеет наименьшие потери?
Ответ: Свет с длиной волны 1310нм имеет наименьшую дисперсию, а свет с длиной волны 1550нм имеет наименьшие потери.

17. Как классифицировать волокно по изменению показателя преломления сердцевины волокна?
Ответ: Его можно разделить на ступенчатое волокно и градуированное волокно. Шаговое волокно имеет узкую полосу пропускания и подходит для связи на короткие расстояния с небольшой пропускной способностью; градуированное волокно имеет широкую полосу пропускания и подходит для связи средней и большой емкости.

18. Как классифицировать оптическое волокно по различным модам световых волн, передаваемых по оптическому волокну?
Ответ: Его можно разделить на одномодовое волокно и многомодовое волокно. Диаметр сердцевины одномодового волокна составляет примерно 1-10 мкм. На заданной рабочей длине волны передается только одна основная мода, что подходит для систем дальней связи большой емкости. Многомодовое волокно может передавать световые волны в нескольких модах, диаметр его сердцевины составляет около 50-60 мкм, а его характеристики передачи хуже, чем у одномодового волокна.
При передаче тока дифференциальной защиты мультиплексной защиты используется многомодовое оптоволокно между устройством фотоэлектрического преобразования, установленным в комнате связи подстанции, и устройством защиты, установленным в главной диспетчерской.

19. Какое значение имеет числовая апертура (ЧА) волокна со ступенчатым показателем преломления?
Ответ: Числовая апертура (ЧА) указывает на светоприемную способность оптического волокна. Чем больше числовая апертура, тем сильнее способность оптического волокна собирать свет.

20. Что такое двулучепреломление одномодового волокна?
Ответ: В одномодовом волокне имеются две ортогональные моды поляризации. Когда волокно не является полностью цилиндрически симметричным, две ортогональные моды поляризации не вырождаются. Абсолютное значение разности показателей преломления между двумя режимами ортогональной поляризации равно Для двойного лучепреломления.

21. Какие конструкции волоконно-оптических кабелей наиболее распространены?
Ответ: Есть два типа: тип кручения слоя и тип скелета.

22. Какие основные компоненты оптических кабелей?
Ответ: Он в основном состоит из: сердцевины волокна, мази оптического волокна, материала оболочки, ПБТ (полибутилентерефталата) и других материалов.

23. Что такое броня оптического кабеля?
Ответ: Относится к защитному элементу (обычно стальная проволока или стальная лента), используемому в оптических кабелях специального назначения (таких как подводные оптические кабели и т. д.). Броня крепится к внутренней оболочке оптического кабеля.

24. Какой материал используется для оболочки кабеля?
Ответ: Оболочка или слой оптического кабеля обычно состоит из полиэтилена (ПЭ) и поливинилхлорида (ПВХ), и его функция заключается в защите жилы кабеля от внешних воздействий.

25. Перечислите специальные оптические кабели, используемые в энергосистемах.
Ответ: Существуют в основном три типа специальных оптических кабелей:
Композитный оптический кабель с заземляющим проводом (OPGW), оптическое волокно размещено в линии электропередач из алюминиевой пряди, плакированной сталью. Применение оптического кабеля OPGW выполняет двойную функцию заземляющего провода и связи, эффективно повышая коэффициент использования опор электропередач.
Оптический кабель навивного типа (ОПВОП), при наличии линий электропередачи, этот тип оптического кабеля наматывается или подвешивается на грозозащитном проводе.
Самонесущий оптический кабель (ADSS) обладает высокой прочностью на растяжение и может быть подвешен непосредственно между двумя опорами электропередач с максимальным пролетом до 1000 м.

26. Каковы структуры применения оптических кабелей OPGW?
Ответ: В основном включают: 1) Структура пластиковых труб + алюминиевая труба; 2) Структура центральной пластиковой трубы + алюминиевая труба; 3) Алюминиевая каркасная конструкция; 4) Спиральная конструкция из алюминиевых труб; 5) Однослойная структура трубы из нержавеющей стали (центральная структура трубы из нержавеющей стали, многослойная структура трубы из нержавеющей стали); 6) Композитная структура трубы из нержавеющей стали (центральная структура трубы из нержавеющей стали, многослойная структура трубы из нержавеющей стали).

27. Каковы основные компоненты многожильного провода вне жилы оптического кабеля OPGW?
Ответ: Он состоит из проволоки AA (проволока из алюминиевого сплава) и проволоки AS (стальная проволока с алюминиевым покрытием).

28. Какие технические условия необходимо выполнить для выбора модели кабеля OPGW?
Ответ: 1) Номинальная прочность на растяжение (RTS) (кН) кабеля OPGW; 2) Количество жил волокна (SM) кабеля OPGW; 3) ток короткого замыкания (кА); 4) время короткого замыкания (с); 5) Температурный диапазон (°).

29. Как ограничивается степень изгиба оптического кабеля?
Ответ: Радиус изгиба ВОЛС должен быть не менее 20-кратного наружного диаметра ВОЛС и не менее 30-кратного наружного диаметра ВОЛС при строительстве (нестационарное состояние ).

30. На что следует обратить внимание в проекте оптического кабеля ADSS?
Ответ: Существуют три ключевые технологии: механическое проектирование оптического кабеля, определение точек подвеса и выбор и установка вспомогательного оборудования.

31. Каковы основные фитинги для оптических кабелей?
Ответ: Фитинги оптического кабеля относятся к оборудованию, используемому для установки оптического кабеля, в основном в том числе: натяжные зажимы, подвесные зажимы, вибропоглотители и т. д.

32. Каковы два основных параметра производительности волоконно-оптических разъемов?
Ответ. Волоконно-оптические разъемы широко известны как разъемы под напряжением. Для одноволоконных соединителей требования к оптическим характеристикам сосредоточены на двух основных параметрах производительности: вносимых потерях и обратных потерях.

33. Сколько типов оптоволоконных соединителей обычно используются?
Ответ: Согласно различным методам классификации оптоволоконные соединители можно разделить на разные типы. В соответствии с различными средами передачи их можно разделить на одномодовые волоконно-оптические соединители и многомодовые волоконно-оптические соединители; по различному строению их можно разделить на FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT и другие типы; по торцу штифта разъемы можно разделить на FC, PC (UPC) и APC. Обычно используемые оптоволоконные разъемы: оптоволоконные разъемы FC/PC, оптоволоконные разъемы SC, оптоволоконные разъемы LC.

34. В системе оптоволоконной связи распространены следующие элементы, укажите их названия.
Адаптер типа AFC, FC Адаптер типа ST Адаптер типа SC
Разъем типа FC/APC, FC/PC Разъем типа SC Разъем типа ST
Перемычка LC Перемычка MU Одномодовая или многорежимная перемычка

35. Каковы вносимые потери (или вносимые потери) оптоволоконного соединителя?
Ответ: Это относится к уменьшению эффективной мощности линии передачи, вызванной вмешательством разъема. Для пользователей чем меньше значение, тем лучше. ITU-T требует, чтобы его значение не превышало 0,5 дБ.

36. Что такое обратные потери оптоволоконного соединителя (или затухание отражения, обратные потери, обратные потери)?
Ответ: Это мера составляющей входной мощности, отраженной от разъема и возвращенной по входному каналу. Типичное значение должно быть не менее 25 дБ.

37. Какая наиболее заметная разница между светом, излучаемым светодиодами, и полупроводниковыми лазерами?
Ответ: Свет, излучаемый светодиодом, представляет собой некогерентный свет с широким частотным спектром; свет, излучаемый лазером, представляет собой когерентный свет с узким частотным спектром.

38. Какая наиболее очевидная разница между рабочими характеристиками светодиодов (LED) и полупроводниковых лазеров (LD)?
Ответ: У LED нет порога, а у LD есть порог. Лазер будет генерироваться только тогда, когда инжектируемый ток превышает пороговое значение.

39. Какие два широко используемых полупроводниковых лазера с одной продольной модой?
Ответ: И DFB-лазеры, и DBR-лазеры являются лазерами с распределенной обратной связью, и их оптическая обратная связь обеспечивается брэгговской решеткой с распределенной обратной связью в оптическом резонаторе.

40. Какие существуют два основных типа оптических приемных устройств?
Ответ: В основном это фотодиоды (PIN-лампы) и лавинные фотодиоды (APD).

41. Какие факторы вызывают шум в системах оптоволоконной связи?
Ответ: Шум, вызванный неквалифицированным коэффициентом ослабления, шум, вызванный случайными изменениями интенсивности света, шум, вызванный временным дрожанием, точечный шум и тепловой шум приемника, модовый шум оптического волокна, шум, вызванный расширением импульса, вызванным дисперсией, и шум распределения мод LD, шум, генерируемый чирпом частоты LD, и шум, генерируемый отражением.

42. Какие основные оптические волокна в настоящее время используются для построения сетей передачи? Каковы его основные особенности?
Ответ: Существует три основных типа: обычное одномодовое волокно G.652, одномодовое волокно G.653 со смещенной дисперсией и волокно G.655 с ненулевым смещением дисперсии.
Одномодовое волокно G.652 имеет большую дисперсию в C-диапазоне 1530~1565 нм и L-диапазоне 1565~1625 нм, обычно 17~22пснм·км, когда скорость системы достигает 2,5 Гбит/с или более, компенсация дисперсии требуется при скорости 10 Гбит/с. Стоимость системы компенсации дисперсии относительно высока, и в настоящее время это наиболее распространенный тип волокна, прокладываемого в сети передачи.
Дисперсия волокна G.653 со смещенной дисперсией в C-диапазоне и L-диапазоне обычно составляет -1–3,5 пснм·км с нулевой дисперсией на 1550 нм, а системная скорость может достигать 20 Гбит/с и 40 Гбит/с. Это одноволновая передача на сверхдальние расстояния. Лучшее волокно. Однако из-за его характеристики с нулевой дисперсией, когда DWDM используется для расширения пропускной способности, будут возникать нелинейные эффекты, приводящие к перекрестным помехам сигнала, что приводит к четырехволновому смешению FWM, поэтому DWDM не подходит.
Волокно G.655 с ненулевым смещением дисперсии: Волокно G.655 с ненулевым смещением дисперсии имеет дисперсию 1–6 пснм·км в C-диапазоне и обычно 6–10 пснм·км в L-диапазоне. . Дисперсия мала и избегает нуля. Зона рассеивания не только подавляет четырехволновое смешение FWM, может использоваться для расширения DWDM, но и может открывать высокоскоростные системы. Новое волокно G.655 может увеличить эффективную площадь в 1,5-2 раза по сравнению с обычным волокном, а большая эффективная площадь может снизить плотность мощности и уменьшить нелинейный эффект волокна.

43. Что такое нелинейность оптического волокна?
Ответ: Когда входная оптическая мощность превышает определенное значение, показатель преломления оптического волокна будет нелинейно связан с оптической мощностью, и возникнет комбинационное рассеяние и бриллюэновское рассеяние, что изменит частоту падающего света.

44. Как нелинейность волокна влияет на передачу?
Ответ: Нелинейные эффекты вызовут дополнительные потери и помехи, ухудшающие работу системы. Система WDM обладает высокой оптической мощностью и передает сигнал на большое расстояние по оптоволокну, поэтому возникают нелинейные искажения. Существует два типа нелинейных искажений: вынужденное рассеяние и нелинейное преломление. Среди них вынужденное рассеяние включает комбинационное рассеяние и рассеяние Бриллюэна. Вышеупомянутые два вида рассеяния уменьшают энергию падающего света и вызывают потери. Его можно игнорировать, когда мощность входящего волокна мала.

45. Что такое PON (пассивная оптическая сеть)?
Ответ: PON — это оптоволоконная петлевая оптическая сеть в локальной сети пользовательского доступа, основанная на пассивных оптических компонентах, таких как ответвители и разветвители.