1. Multimode-Faser

Wenn die geometrische Größe der optischen Faser (hauptsächlich der Kerndurchmesser d1) viel größer ist als die Wellenlänge der Lichtwelle (ca. 1 µm), gibt es in der optischen Faser Dutzende oder sogar Hunderte von Ausbreitungsmoden. Unterschiedliche Ausbreitungsmodi haben unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten und -phasen, was zu Zeitverzögerungen und einer Verbreiterung der Lichtimpulse nach der Übertragung über große Entfernungen führt. Dieses Phänomen wird Modendispersion optischer Fasern (auch Intermodendispersion genannt) genannt. Die Modendispersion verringert die Bandbreite von Multimode-Glasfasern und verringert ihre Übertragungskapazität. Daher ist Multimode-Glasfaser nur für Glasfaserkommunikation mit geringerer Kapazität geeignet. Die Brechungsindexverteilung von Multimode-Lichtwellenleitern ist größtenteils eine parabolische Verteilung, d. h. eine Gradientenbrechungsindexverteilung. Sein Kerndurchmesser beträgt etwa 50 µm.

2. Singlemode-Faser

Wenn die geometrische Größe der optischen Faser (hauptsächlich der Kerndurchmesser) nahe an der Wellenlänge des Lichts liegen kann, beispielsweise wenn der Kerndurchmesser d1 im Bereich von 5 bis 10 µm liegt, lässt die optische Faser nur die Ausbreitung eines Modus (Grundmodus HE11) zu und alle anderen Modi höherer Ordnung werden abgeschnitten. Eine solche optische Faser wird als Singlemode-Glasfaser bezeichnet. Da es nur einen Ausbreitungsmodus gibt, vermeidet es das Problem der Modendispersion, sodass Singlemode-Lichtwellenleiter eine extrem große Bandbreite haben und sich besonders für die Glasfaserkommunikation mit großer Kapazität eignen. Um eine Singlemode-Übertragung zu erreichen, müssen daher die Parameter der optischen Faser bestimmte Bedingungen erfüllen. Mit der Formel wird berechnet, dass für optische Fasern mit NA = 0,12, wenn eine Singlemode-Übertragung über λ = 1,3 µm erreicht wird, der Radius des Glasfaserkerns ≤ 4,2 µm sein sollte, d.

3. Welche Vorteile bietet die Verwendung von Glasfasern?

1) Die Bandbreite von Glasfasern ist sehr groß, theoretisch bis zu 30T.

2) Die Länge der Nicht-Relais-Unterstützung kann mehrere zehn bis Hunderte von Kilometern betragen, während Kupferdraht nur einige hundert Meter beträgt.

3) Es wird nicht durch elektromagnetische Felder und elektromagnetische Strahlung beeinträchtigt.

4) Es ist leicht und klein.

5) Die Glasfaserkommunikation ist nicht elektrifiziert, daher ist die Verwendung sicher und kann an brennbaren und explosiven Orten verwendet werden.

6) Der Temperaturbereich der Betriebsumgebung ist groß.

7) Es hat eine lange Lebensdauer.

4. Wie wählt man ein optisches Kabel aus?

Neben der Anzahl der Lichtwellenleiterkerne und der Art der Lichtwellenleiter sollten auch Aufbau und Außenmantel des Lichtwellenleiters entsprechend der Einsatzumgebung des Lichtwellenleiters ausgewählt werden.

1) Bei direkter Erdverlegung sollte als optisches Außenkabel ein armiertes optisches Kabel mit losem Rohr gewählt werden. Für den Überkopfbereich kann ein optisches Bündeladerkabel mit schwarzem PE-Außenmantel mit zwei oder mehr Verstärkungsrippen gewählt werden.

2) Bei der Auswahl optischer Kabel für den Einsatz in Gebäuden sollten optische Röhrenkabel ausgewählt werden und auf deren flammhemmende, toxische und rauchende Eigenschaften geachtet werden. Im Allgemeinen können in Rohrleitungen oder Zwangsbelüftungen flammhemmende, aber rauchhaltige Typen (Plenum) oder brennbare und ungiftige Typen (LSZH) ausgewählt werden, und in exponierten Umgebungen sollten flammhemmende, ungiftige und rauchfreie Typen (Riser) ausgewählt werden.

3) Bei der vertikalen oder horizontalen Verlegung von Kabeln in einem Gebäude können die üblicherweise in Gebäuden verwendeten dichten optischen Kabel, optischen Verteilungskabel oder optischen Abzweigkabel ausgewählt werden.

4) Wählen Sie optische Singlemode- und Multimode-Kabel entsprechend den Netzwerkanwendungen und den Anwendungsparametern des optischen Kabels aus. Im Allgemeinen werden optische Multimode-Kabel für Innen- und Kurzstreckenanwendungen verwendet, während optische Singlemode-Kabel für Außen- und Fernanwendungen verwendet werden.

5. Wie wählt man bei der Verbindung von Glasfasern unterschiedliche Anwendungen für feste Verbindungen und aktive Verbindungen aus?

Die aktive Verbindung der Glasfaser erfolgt über einen Glasfaserstecker. Ein aktiver Verbindungspunkt in der optischen Verbindung ist eine klare Segmentierungsschnittstelle. Bei der Wahl zwischen aktiver Verbindung und fester Verbindung liegen die Vorteile der festen Verbindung in geringen Kosten und geringen optischen Verlusten, aber geringer Flexibilität, während bei der aktiven Verbindung das Gegenteil der Fall ist. Beim Entwurf des Netzwerks ist es notwendig, die Verwendung aktiver und fester Verbindungen entsprechend der Situation der gesamten Verbindung flexibel zu wählen, um sowohl Flexibilität als auch Stabilität zu gewährleisten und ihre jeweiligen Vorteile voll auszuschöpfen. Die aktive Verbindungsschnittstelle ist eine wichtige Schnittstelle für Tests, Wartung und Änderungen. Bei einer aktiven Verbindung ist es relativ einfacher, den Fehlerpunkt in der Verbindung zu finden als bei einer festen Verbindung, was den Austausch fehlerhafter Komponenten erleichtert, wodurch die Wartbarkeit des Systems verbessert und die Wartungskosten gesenkt werden.

6. Glasfaser rückt immer näher an Benutzerterminals heran. Welche Bedeutung hat „Fiber to the Desktop“ und welche Faktoren sollten bei der Systemauslegung beachtet werden?

„Fiber to the Desktop“ ist eine Ergänzung und unverzichtbar zu Kupferkabeln bei der Anwendung horizontaler Subsysteme. Glasfaser hat ihre eigenen einzigartigen Vorteile, wie z. B. große Übertragungsentfernung, stabile Übertragung, kein Einfluss elektromagnetischer Störungen, hohe Bandbreitenunterstützung und keine elektromagnetische Leckage. Aufgrund dieser Eigenschaften spielen Glasfasern in bestimmten Umgebungen eine unersetzliche Rolle für Kupferkabel:

1) Wenn die Übertragungsentfernung des Informationspunkts mehr als 100 m beträgt und Sie sich für die Verwendung von Kupferkabeln entscheiden. Es müssen Repeater hinzugefügt oder Netzwerkgeräte und Schwachstromräume hinzugefügt werden, was zu höheren Kosten und möglichen Störungen führt. Die Verwendung von Ballaststoffen kann dieses Problem leicht lösen.

2) In bestimmten Arbeitsumgebungen (z. B. Fabriken, Krankenhäusern, Klimaräumen, Krafträumen usw.) gibt es eine Vielzahl elektromagnetischer Störquellen. Glasfasern können in diesen Umgebungen frei von elektromagnetischen Störungen sein und stabil funktionieren.

3) In der Glasfaser gibt es keine elektromagnetische Streuung und es ist sehr schwierig, das in der Glasfaser übertragene Signal zu erkennen. Es ist eine gute Wahl an Orten mit hohen Vertraulichkeitsanforderungen (z. B. Militär, Forschung und Entwicklung, Wirtschaftsprüfung, Regierung und andere Branchen).

4) Für Umgebungen mit hohen Bandbreitenanforderungen, die mehr als 1 G erreichen, ist Glasfaser eine gute Wahl.

Die Anwendung von Glasfasern weitet sich allmählich vom Backbone oder Computerraum auf Desktop- und Privatanwender aus, was bedeutet, dass immer mehr Benutzer, die die Eigenschaften von Glasfasern nicht verstehen, mit Glasfasersystemen in Berührung kommen. Daher sollten beim Entwurf von Glasfaserverbindungssystemen und bei der Auswahl von Produkten die aktuellen und zukünftigen Anwendungsanforderungen des Systems vollständig berücksichtigt werden, indem kompatible Systeme und Produkte verwendet, Wartung und Verwaltung so weit wie möglich erleichtert und eine Anpassung an die sich ständig ändernden tatsächlichen Bedingungen vor Ort und Installationsanforderungen des Benutzers vorgenommen werden.

5) Können Glasfaserstecker direkt an 250-µm-Glasfasern angeschlossen werden?

Nein. Bündelader-Lichtwellenleiterkabel enthalten blanke Lichtwellenleiter mit einem Außendurchmesser von 250 µm, die sehr klein und zerbrechlich sind. Sie können die Glasfasern nicht befestigen, sind nicht stark genug, um das Gewicht der Glasfaseranschlüsse zu tragen, und sind sehr unsicher. Um den Stecker direkt am optischen Kabel anzuschließen, muss die 250-µm-Glasfaser außen mit einer 900-µm-Tight-Tube-Schicht umwickelt werden, um die optische Faser zu schützen und den Stecker zu stützen.

6) Können FC-Stecker direkt mit SC-Steckern verbunden werden?

Ja, das ist nur eine andere Möglichkeit, zwei verschiedene Arten von Steckverbindern zu verbinden.

Wenn Sie sie verbinden müssen, müssen Sie einen gemischten Übertragungsadapter wählen. Mit dem FC/SC-Adapter können Sie den FC-Stecker bzw. den SC-Stecker an beiden Enden anschließen. Bei dieser Methode ist es erforderlich, dass die Steckverbinder flachpoliert sind. Wenn Sie einen abgewinkelten (APC) Stecker anschließen müssen, müssen Sie die zweite Methode verwenden, um Schäden zu vermeiden.

Die zweite Methode besteht darin, einen Hybrid-Jumper und zwei Verbindungsadapter zu verwenden. Ein Hybrid-Jumper bedeutet, dass an beiden Enden unterschiedliche Glasfaser-Steckertypen verwendet werden. Diese Anschlüsse werden an die Stelle angeschlossen, an der Sie sie anschließen müssen, so dass Sie einen Universaladapter im Patchpanel verwenden können, um eine Verbindung zum System herzustellen. Dadurch erhöht sich jedoch die Anzahl der Anschlusspaare für das Systemdämpfungsbudget.

7) Die feste Verbindung von Lichtwellenleitern umfasst das mechanische Spleißen von Lichtwellenleitern und das Heißschmelzspleißen. Was sind die Auswahlprinzipien des mechanischen Spleißens optischer Fasern und des Heißschmelzspleißens?

Das mechanische Spleißen von Lichtwellenleitern wird allgemein als Kaltspleißen von Lichtwellenleitern bezeichnet. Es bezieht sich auf die Spleißmethode für optische Fasern, die kein Heißschmelzspleißgerät erfordert, sondern einfache Spleißwerkzeuge und mechanische Verbindungstechnologie verwendet, um eine dauerhafte Verbindung von einadrigen oder mehradrigen optischen Fasern zu erreichen. Generell empfiehlt es sich beim Spleißen von Lichtwellenleitern mit wenigen Adern und verstreuten Stellen, mechanisches Spleißen anstelle von Hot-Fusion-Spleißen zu verwenden.

In den Anfängen wurde die mechanische Spleißtechnologie für optische Fasern häufig in Ingenieursarbeiten wie Leitungsreparaturen und kleinen Anwendungen zu besonderen Anlässen eingesetzt. In den letzten Jahren hat man mit der großflächigen Einführung von Fiber to the Desktop und Fiber to the Home (FTTH) die Bedeutung des mechanischen Glasfaserspleißens als wichtiges Mittel zum Glasfaserspleißen erkannt.

Bei Fiber-to-the-Desktop- und Fiber-to-the-Home-Anwendungen mit einer großen Anzahl von Benutzern und verstreuten Standorten kann die Komplexität der Konstruktion, wenn die Benutzergröße ein bestimmtes Niveau erreicht, und das Baupersonal und die Fusionsspleißmaschinen nicht den Zeitbedarf der Benutzer für die Eröffnung von Diensten decken. Das mechanische Faserspleißen bietet aufgrund seiner einfachen Bedienung, des kurzen Personalschulungszyklus und der geringen Investitionen in die Ausrüstung die kostengünstigste Faserspleißlösung für den Glasfasereinsatz in großem Maßstab. Beispielsweise bietet das mechanische Faserspleißen in Hochhauskorridoren, engen Räumen, unzureichender Beleuchtung und unbequemer Stromversorgung vor Ort eine bequeme, praktische, schnelle und leistungsstarke Faserspleißmethode für Design-, Bau- und Wartungspersonal.

8) Was sind im Fiber-to-the-Home-System die Unterschiede zwischen den Anforderungen an den Anschlusskasten für optische Kabel und dem Anschlusskasten für optische Kabel, der in den Außenleitungen von Telekommunikationsbetreibern verwendet wird?

Erstens ist es im Fiber-to-the-Home-System notwendig, die Installation und den Abschluss des Splitters in der Anschlussdose zu reservieren und die in den Splitter ein- und austretenden Jumper entsprechend den tatsächlichen Anforderungen unterzubringen und zu schützen. Denn die tatsächliche Situation ist, dass sich der Splitter in Einrichtungen wie dem Anschlusskasten für optische Kabel, dem Anschlusskasten für optische Kabel, dem Verteilerkasten und dem ODF befinden kann und das optische Kabel dort abgeschlossen und verteilt wird.

Zweitens wird die Anschlussdose für optische Kabel in Wohngebieten häufiger in Form einer erdverlegten Installation installiert, sodass die erdverlegte Leistung der Anschlussdose für optische Kabel höher sein muss.

Darüber hinaus kann es im Fiber-to-the-Home-Projekt erforderlich sein, den Ein- und Ausgang einer großen Anzahl kleiner Glasfaserkabel zu berücksichtigen.

Der Kerndurchmesser einer Multimode-Glasfaser beträgt 50 bis 62,5 μm, der Außendurchmesser des Mantels beträgt 125 μm und der Kerndurchmesser einer Singlemode-Glasfaser beträgt 8,3 μm und der Außendurchmesser des Mantels beträgt 125 μm. Die Arbeitswellenlängen optischer Fasern umfassen kurze Wellenlängen von 0,85 μm, lange Wellenlängen von 1,31 μm und 1,55 μm. Der Glasfaserverlust nimmt im Allgemeinen mit zunehmender Wellenlänge ab. Der Verlust von 0,85 μm beträgt 2,5 dB/km, der Verlust von 1,31 μm beträgt 0,35 dB/km und der Verlust von 1,55 μm beträgt 0,20 dB/km, was den niedrigsten Verlust einer optischen Faser darstellt. Der Verlust von Wellenlängen über 1,65 μm nimmt tendenziell zu. Aufgrund der Absorption von OHˉ treten Verlustspitzen im Bereich von 0,90 bis 1,30 μm und 1,34 bis 1,52 μm auf, und diese beiden Bereiche wurden nicht vollständig genutzt. Seit den 1980er Jahren gibt es eine Tendenz, mehr Singlemode-Lichtwellenleiter zu verwenden, und zuerst wurde die lange Wellenlänge von 1,31 μm verwendet.

Multimode-Faser

Multimode-Faser: Der zentrale Glaskern ist dicker (50 oder 62,5 μm) und kann mehrere Lichtmodi übertragen. Die Streuung zwischen den Moden ist jedoch groß, was die Frequenz der digitalen Signalübertragung begrenzt und mit zunehmender Entfernung schwerwiegender wird. Beispielsweise hat eine Glasfaser mit 600 MB/KM nur eine Bandbreite von 300 MB bei 2 km. Daher ist die Übertragungsentfernung von Multimode-Glasfasern relativ kurz und beträgt im Allgemeinen nur wenige Kilometer.

Singlemode-Faser

Singlemode-Faser: Der zentrale Glaskern ist sehr dünn (der Kerndurchmesser beträgt im Allgemeinen 9 oder 10 μm) und kann nur einen Lichtmodus übertragen. Daher ist seine Intermode-Dispersion sehr gering, was für die Kommunikation über große Entfernungen geeignet ist, es gibt jedoch immer noch Materialdispersion und Wellenleiterdispersion. Daher stellen Singlemode-Fasern höhere Anforderungen an die spektrale Breite und Stabilität der Lichtquelle, d. h. die spektrale Breite sollte schmal und die Stabilität gut sein. Später wurde entdeckt, dass bei einer Wellenlänge von 1,31 μm die Materialdispersion und die Wellenleiterdispersion von Singlemode-Fasern positiv und negativ sind und die Größen genau gleich sind. Dies bedeutet, dass bei einer Wellenlänge von 1,31 μm die Gesamtdispersion der Singlemode-Faser Null ist. Aufgrund der Verlusteigenschaften von Glasfasern ist 1,31 μm genau ein verlustarmes Fenster für Glasfasern. Auf diese Weise ist der Wellenlängenbereich von 1,31 μm zu einem idealen Arbeitsfenster für die Glasfaserkommunikation geworden und außerdem das Hauptarbeitsband praktischer Glasfaserkommunikationssysteme. Die Hauptparameter herkömmlicher Singlemode-Fasern mit 1,31 μm werden von der Internationalen Fernmeldeunion ITU-T in der G652-Empfehlung festgelegt, daher wird diese Faser auch als G652-Faser bezeichnet.

7. Was ist der Unterschied zwischen Multimode-Glasfaser-Transceivern und Singlemode-Glasfaser-Transceivern?

Preis: Multimode ist günstig, Singlemode ist teuer

Entfernung: Multimode beträgt weniger als 2 km, Singlemode kann etwa 100 km übertragen

Wellenlänge: Multimode 850/1310NM, Singlemode 1310/1550NM, andere sind ähnlich

Multimode-Transceiver empfangen mehrere Übertragungsmodi und haben eine kürzere Übertragungsdistanz.

Singlemode-Transceiver empfangen nur einen einzigen Modus. Die Übertragungsdistanz ist länger.

Es ist schwer zu sagen, welches davon am weitesten verbreitet ist. Obwohl der Multimode-Modus ausläuft, wird er aufgrund seines niedrigeren Preises immer noch häufig für die Überwachung und Übertragung über kurze Distanzen eingesetzt. Ich persönlich empfehle Singlemode.

Singlemode-Kabel haben zwei Adern, einen zum Empfangen und einen zum Senden; Es gibt auch bidirektionale Einzelfaserkabel, die einen Kern verwenden und mithilfe der WDM-Technologie eine bidirektionale Übertragung auf demselben Kern erreichen. Derzeit verwenden die meisten Kabel auf dem Markt Singlemode-Einzelfasern.

Multimode-Kabel haben zwei Adern und keinen Einzelader, da optische Multimode-Kabel kein WDM unterstützen.

Quelle: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd