vieno{0}}modo šviesolaidis
Optinės skaiduloskurie gali perduoti tik vienu režimu, vadinami vieno{0}}mode skaidulomis. Vienmo -modo skaidulos gali perduoti tik pagrindinį režimą (mažiausios eilės režimas), ir nėra tarp-modžių delsos skirtumo. Todėl jų pralaidumas yra daug didesnis nei daugiamodžių skaidulų, o tai labai svarbu didelės spartos duomenų perdavimui. Vienmodės{7}}modo skaidulų pralaidumas paprastai yra dešimčių GHz·km arba didesnis.
Žingsnio-indekso vieno-modės pluošto struktūra parodyta 2-13 pav. Vienmodė -modo pluošto šerdies skersmuo yra nedidelis, kad būtų užtikrintas vieno-modo perdavimas, tačiau jo apvalkalo skersmuo yra daugiau nei dešimt kartų didesnis už šerdies skersmenį, kad būtų išvengta optinių nuostolių. Kiekvienos vienmodės-modės skaidulų struktūros dalies funkcijos yra panašios į daugiamodio pluošto. Skirtumas tas, kad šerdies skersmuo išreiškiamas naudojant nuo bangos ilgio priklausomą režimo lauko skersmenį *w*. Šis pluošto tipas yra plačiai naudojamas šiuolaikinėje šviesolaidinio ryšio inžinerijoje.
2-13 paveiksle parodyta žingsninio-indekso vienmodės optinės skaidulos struktūra.
B1.1 ir B4 tipų vienmodžių -modų optinių skaidulų matmenų parametrai pateikti 2-1 ir 2-2 lentelėse.
| Vardas | Parametras |
|---|---|
| 1310 nm režimo{1}}lauko skersmuo | [(8.6 ~ 9.5) ± 0.7] µm |
| Apvalkalo skersmuo | (125 ± 1) µm |
| 1310 nm pluošto koncentriškumo paklaida | Mažesnis arba lygus 0,8 µm |
| Apdengimas ne{0}}apvalumu | Mažiau nei arba lygus 2 % |
| Dangos skersmuo (pagrindinė spalva) | (245 ± 10) µm |
| Dangos skersmuo (spalvotas) | (250 ± 15) µm |
| Dengimo / dangos koncentriškumo klaida | Mažesnis arba lygus 12,5 µm |
2 lentelė-1 B1.1 vienmodžio pluošto dydžio parametrai
| Vardas | Parametras |
|---|---|
| 1550 nm režimo{1}}lauko skersmuo | [(8.0 ~ 11.0) ± 0.7] µm |
| Apvalkalo skersmuo | (125 ± 1) µm |
| 1550 nm pluošto koncentriškumo paklaida | Mažesnis arba lygus 0,8 µm |
| Apdengimas ne{0}}apvalumu | Mažiau nei arba lygus 2 % |
| Dangos skersmuo (pagrindinė spalva) | (245 ± 10) µm |
| Dangos skersmuo (spalvotas) | (250 ± 15) µm |
| Dengimo / dangos koncentriškumo klaida | Mažesnis arba lygus 12,5 µm |
2 lentelė-2 B4 vienmodės skaidulos dydžio parametrai
Vieno{0}}modo šviesolaidžio standartai ir programos
Vienmodė{0}}šviesolaidė, turinti mažo slopinimo, didelio pralaidumo, didelės talpos, mažos kainos ir lengvo išplėtimo pranašumus, yra ideali optinio ryšio perdavimo terpė ir plačiai naudojama visame pasaulyje. Šiuo metu, plėtojantis informacinei visuomenei, mokslininkai sukūrė skaidulų stiprintuvus, laiko -dalyklo tankinimo (TDM), bangos ilgio-dalijimo tankinimo (WDM) ir dažnio-dalyklo tankinimo (FDM) technologijas, kurios dar labiau pagerino vieno-modžio skaidulų perdavimo atstumą, ryšio pajėgumus ir perdavimo spartą.
Verta paminėti, kad nors skaiduliniai stiprintuvai padidina perdavimo atstumus, o tankinimo technologijos užtikrina didelės{0}}greitos, didelės-pajėgos signalo perdavimą, jie taip pat padidina sklaidos ir netiesinio poveikio poveikį sistemos perdavimo kokybei. Todėl buvo specialiai ištirti ir sukurti keli optinių skaidulų tipai: dispersinis-paslinktas skaidulas, ne-nulinės dispersijos-slinktas skaidulas, dispersinis-plokščias pluoštas ir dispersija-kompensuotas pluoštas, kurių kiekvienas turi unikalių pranašumų sprendžiant dispersiją ir netiesinius efektus.
Vienmodės{0}}modės optinės skaidulos gali būti suskirstytos į penkis tipus, atsižvelgiant į tai, ar jų dispersijos bangos ilgis yra nulinis, o bangos ilgio poslinkis – nulinis. Tarptautinė telekomunikacijų sąjunga Telekomunikacijų standartizacijos sektorius (ITU-T) 2000 m. spalio mėn. paskelbė rekomendacijas dėl keturių šių tipų: G.652, G.653, G.654 ir G.655 skaidulų. IEC (Tarptautinės elektrotechnikos komisijos) ir ITU{10}}T vienmodžių optinių skaidulų pavadinimų susitarimų atitikimas parodytas 2-14 pav.
| Kiniškas vardas | ITU-T | IEC |
|---|---|---|
| Vienmodės{0}}modo skaidulos | ||
| Ne-dispersinis poslinkis vieno-modės skaidulas | G.652 A/B/C | B1.1 ir B1.3 |
| Dispersijos poslinkis vieno{0}}modo skaidulos | G.653 | B2 |
| Nupjaukite-bangos ilgio poslinkį vieno{1}}modės skaidulos | G.654 | B1.2 |
| Ne{0}}nulinės dispersijos poslinkis vieno-modės skaidulas | G.655 A/B | B4 |
| Plačiajuostis ne{0}}nulinės dispersijos perkeltas vieno-modės skaidulas | - | - |
| Sulenkite-nejautrią{1}}vienmodės skaidulą | - | - |
2-14 paveiksle parodyta įvairių vieno-modžių optinių skaidulų, pavadintų IEC ir ITU-T, atitikimas.
G.652 – Nedispersinis{1}}paslinktas vieno{2}}modės pluoštas
Standartiniame tekste G.652 skaidulas toliau skirstomas į G.652A, G.652B ir G.652C pagal jo slopinimą, dispersiją, poliarizacijos režimo sklaidą, veikimo bangos ilgio diapazoną ir taikymą SDH sistemose esant skirtingam perdavimo greičiui. Iš esmės G.652 skaidulą galima suskirstyti į du tipus: įprastą vienmodės-modės skaidulas (G.652A ir G.652B) ir mažo-vandens-piko vienmodės{11}}modės skaidulas (G.652C).
(1) Įprastas vienmodės-modės pluoštas: įprastinis vienmodės-modės pluoštas pradėtas komerciškai naudoti 1983 m. Jo veikimo charakteristikos yra šios: nulinė dispersija esant 1310 nm bangos ilgiui; mažiausias silpninimo koeficientas, esantis netoli 1550 nm bangos ilgio, maždaug 0,22 dB/km, bet didžiausias dispersijos koeficientas 17 ps/(nm·km) netoli 1550 nm; šio pluošto darbinį bangos ilgį galima pasirinkti tiek 1310 nm, tiek 1550 nm bangos ilgio srityse, o optimalus darbinis bangos ilgis – 1310 nm srityje. Šis pluoštas dažnai vadinamas „įprastu“ arba „standartiniu“ vieno{13}modio pluoštu ir šiuo metu yra plačiausiai naudojamas pluoštas. Iki šiol jo bendras panaudojimas visame pasaulyje pasiekė 7 x 10⁻⁶ km.
(2) Žemo-vandens-piko vieno-mode skaidulos: norint išspręsti iššūkius, su kuriais susiduria metropoliteno tinklai (MAN), pvz., sudėtinga ir kintama paslaugų aplinka, didelis tiesiogiai palaikomų vartotojų skaičius ir trumpi perdavimo atstumai (paprastai tik 50-80 km), priimtas sprendimas yra naudoti aukšto-dalio bangų technologiją (DM). nuo dešimčių iki šimtų multipleksuotų bangų ilgių. Tai apima skirtingų dažnių ir charakteristikų paslaugų paskirstymą skirtingiems bangos ilgiams ir maršruto parinkimą bei demultipleksavimą optiniame kelyje. Todėl, norint patenkinti HDWDM MAN kūrimo poreikius, būtina sukurti žemo-vandens-piko vienmodė{11}} šviesolaidį (ITU-T G.652C), kurio veikimo bangos ilgis būtų platesnis.
G.653 dispersija-perkeltas vieno režimo{2}}modelis
Dispersijos -paslinktas vieno-modė skaidulas (ITU-T G.653) buvo komercializuotas 1985 m. Dispersinis-paslinktas vieno-modės skaidulas tai pasiekiamas pakeitus pluošto struktūrinius parametrus ir lūžio rodiklio pasiskirstymą, kad būtų padidinta bangolaidžio poslinkio {7} dispersija. nuo 1310 nm iki 1550 nm. Dėl to mažiausias slopinimo bangos ilgis, esant 1550 nm, atitinka nulinį -dispersijos bangos ilgį, ir jis veikia 1530–1565 nm balastinių skaidulų stiprintuvų veikimo bangos ilgių diapazone. Šio tipo skaidulos idealiai tinka ilgo{16}}vieno kanalo{17}}didelės spartos optinio stiprinimo sistemoms; Pavyzdžiui, 20 Gbit/s sistema gali būti tiesiogiai įdiegta šiame pluošte be jokių sklaidos kompensavimo priemonių.
Perspektyviausia dispersinio -perslinkto vieno-modo skaidulų pritaikymas yra povandeninės šviesolaidinės ryšio sistemos, skirtos tolimojo-vieno{3}}kanalo signalo perdavimui. Be to, antžeminiuose tolimojo{7}}laidinio ryšio tinkluose taip pat buvo įdiegtas tam tikras skaičius dispersinių -perkeltų vieno-modžių skaidulų.
G. 654-Paslinkto bangos ilgio ribinis vieno-režimo pluoštas
1550 nm ribinio bangos ilgio -paslinktas vienmodės- skaidulas (ITU-T G.654) yra ne-dispersinis- pluoštas, kurio nulinis -dispersijos bangos ilgis yra apie 1310 nm. Ribinis bangos ilgis perkeliamas į ilgesnį bangos ilgio diapazoną, todėl 1550 nm bangos ilgio srityje susilpnėja minimalus. Optimalus veikimo bangos ilgių diapazonas yra 1500–1600 nm.
Mažo -silpinimo pluošto gavimo būdas apima gryno silicio stiklo šerdies ir fluoro{1}} legiruoto įgilinto apvalkalo naudojimą; ilgas ribinis bangos ilgis sumažina pluošto jautrumą lenkimo -sukeliamiems nuostoliams.
Kadangi tokio tipo pluoštas yra ypač sunkiai gaminamas ir labai brangus, jis naudojamas retai. Jis daugiausia naudojamas be kartotuvų povandeninėse šviesolaidinėse ryšio sistemose su dideliais perdavimo atstumais, kur negalima įterpti aktyvių įrenginių.
G.655-Ne-nulio dispersija-perkeltas vieno modo skaidulos
Ne-nulinės dispersijos-pastumtas vieno-modo skaidulinis pluoštas (ITU-T G.655) yra naujo tipo optinis pluoštas, kurį 1994 m. sukūrė ir pagamino Lucent Technologies ir Corning Incorporated, specialiai naujos- kartos bangos ilgio dalijimosi tankinimo sistemoms. Šis pluoštas yra pagrįstas dispersiniu-paslinkusiu vienmode- pluoštu, o pakeitus lūžio profilio struktūrą, dispersija, esant 1550 nm bangos ilgiui, nėra{11}}nulinė; iš čia ir pavadintas ne-nulinės dispersijos-paslinktas vienmodės{14}}skaidas.
Dispersijos{0}}plokščias vienmodės{1}}pluoštas
1988 m. buvo parduotas dispersinis-plokščias vienmodė{2}} pluoštas. Šis pluoštas pasižymi maža dispersija 1310–1550 nm bangų ilgių diapazone ir turi du nulinius -dispersijos bangos ilgius, būtent 1310 nm ir 1550 nm. Šis pluoštas gali būti naudojamas su lazeriais, kurių centrinis bangos ilgis yra platesnis, ir su standartiniais lazeriais, veikiančiais 1310 nm ir 1550 nm, kad būtų galima perduoti didelės spartos šviesos diodus. Tačiau dispersinis-plokščias vienmodis{15}}pluoštas turi sudėtingą lūžio rodiklio profilį, todėl jį sunku gaminti, o dėl didelio slopinimo ribojamas jo praktinis pritaikymas. Dispersinio-plokščio-modžio pluošto veikimas ir pritaikymas parodyti 2-8 lentelėje.
| Spektaklis | Režimo lauko skersmuo (μm) | Apvalkalo skersmuo (nm) | Nulinės dispersijos bangos ilgis (nm) | Veikimo bangos ilgis (nm) | Didžiausias makrolenkimo nuostolis (dB·km⁻¹) | Didžiausia poliarizacijos režimo dispersija (ps·√km)⁻¹ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Reikalavimas | 8 (1310 nm) 11 (1550 nm) | Mažiau nei arba lygus 125 | 1310 ir 1550 m | 1310–1550 | Mažesnis arba lygus 0,25 (1310 nm) Mažesnis arba lygus 0,30 (1550 nm) | 0 (1310 nm) 0 (1550 nm) |
Taikymo scenarijus: Šio tipo pluoštas ypač tinka aplinkoje, kurioje yra maža vidinė lenkimo dispersija 1310–1550 nm darbinių bangų ilgių diapazone.
Dispersijos-kompensacija{1}}vienmodės skaidulos
Taikant šviesolaidinius stiprintuvus, slopinimas nebėra reikšmingas šviesolaidinio ryšio sistemų atstumo apribojimas. Tačiau dispersija labai trukdo atnaujinti ir išplėsti įprastų vienmodžių skaidulų veikimo bangų ilgius nuo 1310 nm iki 1550 nm. Siekiant išspręsti šią praktinę problemą, buvo sukurtas dispersijos-kompensavimo-vienmodės skaidulos.
Dispersijos-kompensavimo vienmodė-skaidas yra vienmodės-modės skaidulos, turinčios didelę neigiamą dispersiją esant 1550 nm bangos ilgiui. Dabartiniai eksperimentiniai rezultatai rodo, kad dispersinio -kompensuoto vienmodės
Kai įprastos vienmodės skaidulų sistemos veikimo bangos ilgis padidinamas nuo 1310 nm iki 1550 nm, jo bendra sklaida yra teigiama. Pridėjus prie sistemos dalį neigiamos dispersijos pluošto, teigiama 1550 nm dispersija dešimtyse kilometrų įprasto vienmodės{5}}modės skaidulos gali būti panaikinta, taip padidinant įdiegto įprasto vienmodės skaidulos veikimo bangos ilgį nuo 1310 nm iki 1550 nm, taip padidinant{950} didelio{10}}atstumo ir didelės talpos{11}}perdavimas. Silpninimas, atsirandantis pridedant dispersiją{13}}kompensuojančią vienmodės{14}}modės skaidulą, gali būti visiškai kompensuojamas skaidulų stiprintuvu.
Daugiamodis pluoštas
Kaip rodo pavadinimas, daugiamodis pluoštas yra optinis pluoštas, leidžiantis jame perduoti kelis režimus, kitaip tariant, daugiamodėje skaiduloje leidžiama egzistuoti keli atskiri perdavimo režimai.
Daugiamodio pluošto standartai ir taikymas
Laipsniškas{0}}režimas daugiamodis šviesolaidis
G.651 skaidulos yra laipsniškas -indekso daugiamodis pluoštas, pirmiausia naudojamas analoginiam arba skaitmeniniam signalui perduoti 850 nm ir 1 310 nm bangos ilgio srityse. Jo šerdies skersmuo yra 50 µm, o apvalkalo skersmuo yra 125 µm. 850 nm bangos ilgio srityje slopinimo koeficientas yra mažesnis nei 4dB/km, o sklaidos koeficientas yra mažesnis nei 120ps/(nm·km); 1310 nm bangos ilgio srityje slopinimo koeficientas yra mažesnis nei 2dB/km, o sklaidos koeficientas yra mažesnis nei 6ps/(nm·km).
Gradiento{0}}režimo daugiamodis šviesolaidis
Laipsniško-indekso daugiamodės skaidulos struktūra parodyta 2-18 pav. Šio tipo pluoštas apima Ala, Alb, Alc ir Ald tipus. Jie gali būti pagaminti naudojant daugiakomponentį stiklą arba legiruotą silicio dioksido stiklą. Siekiant sumažinti pluošto slopinimą, medžiagos, naudojamos rūšiuoto{5}indekso daugiamodio pluošto gamybai, yra daug grynesnio nei tų, kurios naudojamos daugumoje pakopos-indekso daugiamodių skaidulų. Būtent dėl laipsniško lūžio rodiklio pasiskirstymo ir mažesnio slopinimo graduoto -indekso daugiamodės skaidulos pranoksta laipsniško indekso daugiamodės skaidulos.
Žingsnis{0}}indeksuojamas daugiamodis šviesolaidis
Žingsnio-indekso daugiamodės skaidulos struktūra parodyta 2-19 pav. Šio tipo pluoštas yra trijų kategorijų (A2, A3 ir A4) ir devynių rūšių. Daugiakomponentis stiklas, legiruotas stiklas arba plastikas gali būti naudojamas šerdies ir apvalkalo gamybai. Dėl didelio šerdies dydžio ir didelės skaitmeninės diafragmos šiuos daugiamodius pluoštus galima efektyviau sujungti su nenuosekliais šviesos šaltiniais, pvz., šviesos diodais (LED). Nuorodų jungtys gali būti atliekamos naudojant nebrangias įpurškiamas{11}}lietas jungtis, taip sumažinant bendras tinklo statybos išlaidas. Todėl žingsnis{13}}indekso daugiamodis pluoštas, ypač A4 plastikinis pluoštas, atlieka svarbų vaidmenį trumpojo nuotolio komunikacijoje.
