آشنایی اولیه با کابل فیبر نوری

فیبر نوری، کابل نوری
1. ترکیب فیبر نوری را به اختصار توضیح دهید.
پاسخ: یک فیبر نوری از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک لایه هسته و یک لایه روکش ساخته شده از مواد نوری شفاف و یک لایه پوشش.

2. پارامترهای اساسی که ویژگی های انتقال خطوط فیبر نوری را توصیف می کند چیست؟
پاسخ: از جمله تلفات، پراکندگی، پهنای باند، طول موج قطع، قطر میدان حالت و غیره.

3. دلایل ضعیف شدن فیبر چیست؟
پاسخ: تضعیف فیبر نوری به کاهش توان نوری بین دو مقطع فیبر نوری که مربوط به طول موج است اطلاق می شود. علل اصلی تضعیف، پراکندگی، جذب و افت نوری ناشی از اتصالات و اتصالات است.

4. ضریب تضعیف فیبر چگونه تعریف می شود؟
پاسخ: با میرایی (dB/km) در واحد طول یک فیبر یکنواخت در حالت پایدار تعریف می شود.

5. ضرر درج چیست؟
پاسخ: به تضعیف ناشی از قرار دادن قطعات نوری (مانند کانکتورها یا کوپلرها) در خط انتقال نوری اشاره دارد.

6. پهنای باند فیبر نوری مربوط به چه چیزی است؟
پاسخ: پهنای باند یک فیبر نوری به فرکانس مدولاسیون اطلاق می شود که دامنه توان نوری 50% یا 3dB از دامنه فرکانس صفر در تابع انتقال فیبر نوری کاهش یابد. پهنای باند یک فیبر نوری تقریباً با طول آن نسبت معکوس دارد و حاصلضرب طول پهنای باند یک عدد ثابت است.

7. چند نوع پراکندگی فیبر نوری؟ به چی ربط داره؟
پاسخ: پراکندگی یک فیبر نوری به گسترش تاخیر گروهی در یک فیبر نوری از جمله پراکندگی مدال، پراکندگی مواد و پراکندگی ساختاری اشاره دارد. به ویژگی های منبع نور و فیبر نوری بستگی دارد.

8. چگونه می توان مشخصات پراکندگی سیگنال منتشر شده در فیبر نوری را توصیف کرد؟
پاسخ: می توان آن را با سه کمیت فیزیکی توصیف کرد: گسترش پالس، پهنای باند فیبر و ضریب پراکندگی فیبر.

9. طول موج قطع چقدر است؟
پاسخ: به کوتاه ترین طول موجی اطلاق می شود که فقط می تواند حالت اساسی را در فیبر نوری منتقل کند. برای فیبر تک حالته، طول موج قطع آن باید کوتاهتر از طول موج نور عبوری باشد.

10. پراکندگی فیبر نوری چه تاثیری بر عملکرد سیستم ارتباطی فیبر نوری خواهد داشت؟
پاسخ: پراکندگی فیبر نوری باعث انبساط پالس نور در طی فرآیند انتقال در فیبر نوری می شود. بر اندازه نرخ خطای بیت، طول فاصله انتقال و اندازه نرخ سیستم تأثیر می گذارد.

11. روش پس پراکندگی چیست؟
پاسخ: روش پس پراکندگی روشی برای اندازه گیری تضعیف در طول فیبر نوری است. بیشتر نیروی نوری در فیبر نوری در جهت رو به جلو منتشر می شود، اما بخش کوچکی به عقب به سمت روشنگر پراکنده می شود. از یک طیف سنجی برای مشاهده منحنی زمانی پس پراکندگی در روشنگر استفاده کنید. از یک طرف، نه تنها می توان طول و تضعیف فیبر نوری یکنواخت متصل شده، بلکه بی نظمی های موضعی، نقاط شکست و اتصالات و اتصالات ناشی از آن را نیز می توان اندازه گیری کرد. از دست دادن توان نوری

12. اصل تست بازتاب سنج دامنه زمان نوری (OTDR) چیست؟ عملکرد چیست؟
پاسخ: OTDR بر اساس اصل بازتاب نور و بازتاب فرنل ساخته شده است. از نور پس پراکنده تولید شده در هنگام انتشار نور در فیبر نوری برای به دست آوردن اطلاعات تضعیف استفاده می کند. می توان از آن برای اندازه گیری تضعیف فیبر نوری، تلفات کانکتور، محل خطای فیبر استفاده کرد و درک توزیع تلفات فیبرهای نوری در طول طول، ابزاری ضروری در ساخت، نگهداری و نظارت بر کابل های نوری است. پارامترهای شاخص اصلی آن عبارتند از: محدوده دینامیکی، حساسیت، وضوح، زمان اندازه گیری و منطقه کور و غیره.

13. منطقه مرده OTDR چیست؟ چه تاثیری بر تست خواهد داشت؟ چگونه با ناحیه نابینا در آزمایش واقعی برخورد کنیم؟
پاسخ: مجموعه ای از "نقاط کور" ناشی از اشباع انتهای گیرنده OTDR ناشی از انعکاس نقاط مشخصه مانند کانکتورهای متحرک و اتصالات مکانیکی را معمولاً نقاط کور می نامند.
دو نوع کوری در فیبر نوری وجود دارد: ناحیه کور رویداد و ناحیه کور تضعیف: پیک بازتاب ناشی از دخالت کانکتور متحرک، طول فاصله از نقطه شروع پیک بازتاب تا اوج اشباع گیرنده. منطقه کور رویداد نامیده می شود. رابط متحرک میانی باعث پیک انعکاس می شود و فاصله از نقطه شروع پیک بازتاب تا نقطه ای که سایر رویدادها را می توان شناسایی کرد، منطقه مرده تضعیف نامیده می شود.
برای OTDR، هرچه ناحیه کور کوچکتر باشد، بهتر است. ناحیه کور با افزایش عرض پالس افزایش می یابد. اگرچه افزایش عرض پالس باعث افزایش طول اندازه گیری می شود، اما ناحیه کور اندازه گیری را نیز افزایش می دهد. بنابراین، هنگام آزمایش فیبر نوری، اندازه گیری فیبر نوری لوازم جانبی OTDR و نقطه رویداد مجاور آن از یک پالس باریک استفاده کنید و هنگام اندازه گیری انتهای فیبر از یک پالس گسترده استفاده کنید.

14. آیا OTDR می تواند انواع فیبرهای نوری را اندازه گیری کند؟
پاسخ: اگر از ماژول OTDR تک حالته برای اندازه گیری فیبر چند حالته استفاده می کنید یا از ماژول OTDR چند حالته برای اندازه گیری فیبر تک حالته با قطر هسته 62.5 میلی متر استفاده می کنید، نتیجه اندازه گیری طول فیبر تحت تأثیر قرار نمی گیرد. اما از دست دادن فیبر تأثیری نخواهد داشت. نتایج از دست دادن کانکتور نوری و از دست دادن بازگشت نادرست است. بنابراین، هنگام اندازه گیری فیبرهای نوری، یک OTDR که با فیبر نوری مورد آزمایش مطابقت دارد، باید برای اندازه گیری انتخاب شود تا همه شاخص های عملکرد صحیح باشند.

15. «1310 نانومتر» یا «1550 نانومتر» در ابزارهای آزمایش نوری رایج به چه چیزی اشاره دارد؟
پاسخ: به طول موج سیگنال نوری اشاره دارد. محدوده طول موج مورد استفاده برای ارتباطات فیبر نوری در ناحیه مادون قرمز نزدیک است و طول موج بین 800 نانومتر تا 1700 نانومتر است. اغلب به باندهای با طول موج کوتاه و باند طول موج بلند تقسیم می شود، اولی به طول موج 850 نانومتر و دومی به 1310 نانومتر و 1550 نانومتر اشاره دارد.

16. در فیبر نوری تجاری فعلی، کدام طول موج نور کمترین پراکندگی را دارد؟ کدام طول موج نور کمترین تلفات را دارد؟
پاسخ: نور با طول موج 1310 نانومتر کمترین پراکندگی و نور با طول موج 1550 نانومتر کمترین تلفات را دارد.

17. با توجه به تغییر ضریب شکست هسته فیبر، چگونه فیبر را طبقه بندی کنیم؟
پاسخ: می توان آن را به فیبر پله ای و فیبر درجه بندی شده تقسیم کرد. استپ فیبر پهنای باند باریکی دارد و برای ارتباطات از راه دور با ظرفیت کم مناسب است. فیبر درجه بندی شده پهنای باند وسیعی دارد و برای ارتباطات با ظرفیت متوسط ​​و بزرگ مناسب است.

18. با توجه به حالت های مختلف امواج نوری که در فیبر نوری ارسال می شود، چگونه فیبر نوری را طبقه بندی کنیم؟
پاسخ: می توان آن را به فیبر تک حالته و فیبر چند حالته تقسیم کرد. قطر هسته یک فیبر تک حالته حدود 1-10μ¼ متر است. در یک طول موج کاری معین، تنها یک حالت اساسی منفرد منتقل می شود که برای سیستم های ارتباطی با ظرفیت بالا مناسب است. فیبر چند حالته می تواند امواج نور را در حالت های متعدد منتقل کند و قطر هسته آن حدود 50-60 μ¼ متر است و عملکرد انتقال آن بدتر از فیبر تک حالته است.
هنگام انتقال حفاظت دیفرانسیل فعلی حفاظت مالتی پلکسی، فیبر نوری چند حالته بین دستگاه تبدیل فوتوالکتریک نصب شده در اتاق ارتباط پست و دستگاه حفاظتی نصب شده در اتاق کنترل اصلی استفاده می شود.

19. اهمیت دیافراگم عددی (NA) فیبر شاخص پله چیست؟
پاسخ: دیافراگم عددی (NA) نشان دهنده توانایی دریافت نور فیبر نوری است. هر چه NA بزرگتر باشد، توانایی فیبر نوری در جمع آوری نور قوی تر است.

20. انکسار دوگانه فیبر تک حالته چیست؟
پاسخ: دو حالت پلاریزاسیون متعامد در فیبر تک حالته وجود دارد. هنگامی که فیبر کاملاً به صورت استوانه ای متقارن نباشد، دو حالت قطبش متعامد منحط نمی شوند. مقدار مطلق اختلاف ضریب شکست بین دو حالت پلاریزاسیون متعامد برای دوشکستگی است.

21. رایج ترین سازه های کابل فیبر نوری کدامند؟
پاسخ: دو نوع است: نوع پیچش لایه و نوع اسکلت.

22. اجزای اصلی کابل های نوری کدامند؟
پاسخ: عمدتاً از: هسته فیبر، پماد فیبر نوری، مواد غلاف، PBT (پلی بوتیلن ترفتالات) و مواد دیگر تشکیل شده است.

23. زره کابل نوری چیست؟
پاسخ: به عنصر محافظ (معمولاً سیم فولادی یا تسمه فولادی) اشاره دارد که در کابلهای نوری با کاربرد خاص (مانند کابلهای نوری زیردریایی و غیره) استفاده می شود. زره به غلاف داخلی کابل نوری متصل شده است.

24. برای روکش کابل از چه موادی استفاده می شود؟
پاسخ: روکش یا لایه کابل نوری معمولاً از مواد پلی اتیلن (PE) و پلی وینیل کلراید (PVC) تشکیل شده است و وظیفه آن محافظت از هسته کابل در برابر تأثیرات خارجی است.

25. کابل های نوری خاص مورد استفاده در سیستم های قدرت را فهرست کنید.
پاسخ: به طور عمده سه نوع کابل نوری خاص وجود دارد:
کابل نوری کامپوزیت سیم زمین (OPGW)، فیبر نوری در خط برق ساختار رشته آلومینیومی با روکش فولادی قرار می گیرد. استفاده از کابل نوری OPGW عملکرد دوگانه سیم زمین و ارتباطات را ایفا می کند و به طور موثر نرخ استفاده از قطب های برق را بهبود می بخشد.
کابل نوری نوع Wrap (GWWOP)، در جاهایی که خطوط انتقال برق وجود دارد، این نوع کابل نوری روی سیم زمین پیچیده یا معلق می شود.
کابل نوری خود نگهدار (ADSS) دارای استحکام کششی قوی است و می تواند مستقیماً بین دو قطب برق آویزان شود و حداکثر دهانه آن تا 1000 متر است.

26. ساختارهای کاربردی کابل های نوری OPGW چیست؟
پاسخ: به طور عمده شامل: 1) ساختار لوله های پلاستیکی + لوله آلومینیومی. 2) ساختار لوله پلاستیکی مرکزی + لوله آلومینیومی؛ 3) ساختار اسکلت آلومینیومی؛ 4) ساختار لوله آلومینیومی مارپیچ؛ 5) ساختار لوله فولادی ضد زنگ تک لایه (مرکز ساختار لوله فولادی ضد زنگ، ساختار لایه ای لوله فولادی ضد زنگ)؛ 6) ساختار لوله فولادی ضد زنگ کامپوزیت (ساختار لوله فولادی ضد زنگ مرکزی، ساختار لایه ای لوله فولادی ضد زنگ).

27. اجزای اصلی سیم رشته ای خارج از هسته کابل نوری OPGW چیست؟
پاسخ: از سیم AA (سیم آلیاژ آلومینیوم) و سیم AS (سیم فولادی با روکش آلومینیوم) تشکیل شده است.

28. برای انتخاب مدل کابل OPGW چه شرایط فنی باید رعایت شود؟
پاسخ: 1) استحکام کششی اسمی (RTS) (kN) کابل OPGW. 2) تعداد هسته فیبر (SM) کابل OPGW. 3) جریان اتصال کوتاه (kA)؛ 4) زمان اتصال کوتاه 5) محدوده دما (â).

29. درجه خمش کابل نوری چگونه محدود می شود؟
پاسخ: شعاع خمش کابل فیبر نوری نباید کمتر از 20 برابر قطر خارجی کابل فیبر نوری باشد و نباید کمتر از 30 برابر قطر خارجی کابل فیبر نوری در حین ساخت (حالت غیر ساکن) باشد. ).

30. در پروژه کابل نوری ADSS به چه نکاتی باید توجه کرد؟
پاسخ: سه فناوری کلیدی وجود دارد: طراحی مکانیکی کابل نوری، تعیین نقاط تعلیق، و انتخاب و نصب سخت افزار پشتیبانی.

31. اتصالات کابل نوری اصلی کدامند؟
پاسخ: اتصالات کابل نوری به سخت افزار مورد استفاده برای نصب کابل نوری اطلاق می شود که عمدتاً شامل: گیره های فشار، گیره های تعلیق، لرزشگیرها و غیره می باشد.

32. دو پارامتر اساسی عملکرد کانکتورهای فیبر نوری چیست؟
پاسخ: کانکتورهای فیبر نوری معمولاً به عنوان اتصال دهنده زنده شناخته می شوند. برای کانکتورهای تک فیبر، الزامات عملکرد نوری بر دو پارامتر اساسی عملکرد یعنی از دست دادن درج و افت بازگشت متمرکز است.

33. معمولا از چند نوع کانکتور فیبر نوری استفاده می شود؟
پاسخ: با توجه به روش های مختلف طبقه بندی، کانکتورهای فیبر نوری را می توان به انواع مختلفی تقسیم کرد. با توجه به رسانه های مختلف انتقال، آنها را می توان به اتصالات فیبر تک حالته و اتصال دهنده فیبر چند حالته تقسیم کرد. با توجه به ساختارهای مختلف، آنها را می توان به FC، SC، ST، D4، DIN، Biconic، MU، LC، MT و انواع دیگر تقسیم کرد. با توجه به صفحه انتهایی پین، کانکتور را می توان به FC، PC (UPC) و APC تقسیم کرد. کانکتورهای فیبر نوری رایج: کانکتورهای فیبر نوری FC/PC، کانکتورهای فیبر نوری SC، کانکتورهای فیبر نوری LC.

34. در سیستم ارتباطی فیبر نوری موارد زیر رایج است لطفا نام آنها را ذکر کنید.
AFC، آداپتور FC نوع ST آداپتور نوع SC آداپتور نوع SC
FC/APC، FC/PC کانکتور نوع SC کانکتور نوع ST
جامپر LC جامپر MU جامپر تک حالته یا چند حالته

35. تلفات درج (یا افت درج) اتصال فیبر نوری چیست؟
پاسخ: به میزان کاهش توان موثر خط انتقال ناشی از دخالت کانکتور اشاره دارد. برای کاربران، هر چه مقدار کمتر باشد، بهتر است. ITU-T تصریح می کند که مقدار آن نباید بیشتر از 0.5dB باشد.

36. تلفات برگشتی کانکتور فیبر نوری (یا تضعیف انعکاس، افت برگشت، افت برگشت نامیده می شود) چیست؟
پاسخ: اندازه گیری مولفه برق ورودی است که از کانکتور منعکس شده و در امتداد کانال ورودی باز می گردد. مقدار معمولی نباید کمتر از 25dB باشد.

37. بارزترین تفاوت بین نور ساطع شده از دیودهای ساطع نور و لیزرهای نیمه هادی چیست؟
پاسخ: نور تولید شده توسط دیود ساطع کننده نور، نور ناهمدوس با طیف فرکانس وسیع است. نور تولید شده توسط لیزر نور منسجم با طیف فرکانس باریک است.

38. واضح ترین تفاوت بین ویژگی های عملکرد دیودهای ساطع نور (LED) و لیزرهای نیمه هادی (LD) چیست؟
پاسخ: ال ای دی آستانه ندارد در حالی که LD آستانه دارد. لیزر تنها زمانی تولید می شود که جریان تزریق شده از آستانه فراتر رود.

39. دو لیزر نیمه هادی تک حالت طولی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند کدامند؟
پاسخ: هم لیزرهای DFB و هم لیزرهای DBR، لیزرهای بازخورد توزیع شده هستند و بازخورد نوری آنها توسط گریتینگ بازخورد توزیع شده براگ در حفره نوری ارائه می شود.

40. دو نوع اصلی دستگاه های دریافت نوری کدامند؟
پاسخ: عمدتاً فتودیود (لوله پین) و فتودیود بهمنی (APD) وجود دارد.

41. عوامل ایجاد نویز در سیستم های ارتباطی فیبر نوری کدامند؟
پاسخ: نویز ناشی از نسبت خاموشی ناموفق، نویز ناشی از تغییرات تصادفی در شدت نور، نویز ناشی از لرزش زمانی، نویز نقطه ای و نویز حرارتی گیرنده، نویز حالت فیبر نوری، نویز ناشی از گسترش پالس ناشی از پراکندگی وجود دارد. و نویز توزیع حالت LD، نویز ایجاد شده توسط صدای چیپ فرکانس LD، و نویز تولید شده توسط بازتاب.

42. فیبرهای نوری اصلی که در حال حاضر برای ساخت شبکه انتقال استفاده می شوند کدامند؟ ویژگی های اصلی آن چیست؟
پاسخ: سه نوع اصلی وجود دارد که عبارتند از فیبر تک حالته معمولی G.652، فیبر تک حالته پراکندگی شیفت شده G.653 و فیبر شیفت شده با پراکندگی غیر صفر G.655.
فیبر تک حالته G.652 دارای پراکندگی زیادی در باند C 1530 ~ 1565 نانومتر و باند L 1565 ~ 1625 نانومتر است که معمولاً 17 ~ 22psnm ¢km است، زمانی که نرخ سیستم به 2.5 گیگابیت بر ثانیه یا بیشتر می رسد، جبران پراکندگی است. مورد نیاز، در 10 گیگابیت بر ثانیه هزینه جبران پراکندگی سیستم نسبتاً بالا است و رایج ترین نوع فیبر در شبکه انتقال در حال حاضر است.
پراکندگی فیبر جابجایی پراکندگی G.653 در باند C و باند L به طور کلی -1ï½3.5psnmâ €¢km است، با پراکندگی صفر در 1550nm، و نرخ سیستم می تواند به 20Gbit/s و 40Gbit/s برسد. این انتقال تک طول موج از راه دور فوق العاده است. بهترین فیبر با این حال، به دلیل ویژگی پراکندگی صفر آن، زمانی که DWDM برای افزایش ظرفیت استفاده می‌شود، اثرات غیرخطی رخ می‌دهد که منجر به تداخل سیگنال می‌شود، که منجر به اختلاط چهار موجی FWM می‌شود، بنابراین DWDM مناسب نیست.
فیبر با پراکندگی غیرصفر G.655: فیبر G.655 با پراکندگی غیرصفر دارای پراکندگی 1～6psnm•km در باند C و عموماً 6-10psnmâ €¢km در باند L است. . پراکندگی کوچک است و از صفر جلوگیری می کند. منطقه پراکندگی نه تنها FWM مخلوط چهار موجی را سرکوب می کند، می تواند برای گسترش DWDM استفاده شود، بلکه می تواند سیستم های با سرعت بالا را نیز باز کند. فیبر جدید G.655 می تواند منطقه موثر را تا 1.5 تا 2 برابر فیبر معمولی گسترش دهد و منطقه موثر بزرگ می تواند چگالی توان را کاهش دهد و اثر غیرخطی فیبر را کاهش دهد.

43. غیر خطی بودن فیبر نوری چیست؟
پاسخ: وقتی توان نوری ورودی از مقدار معینی بیشتر شود، ضریب شکست فیبر نوری به طور غیرخطی با توان نوری مرتبط می شود و پراکندگی رامان و پراکندگی بریلوین رخ می دهد که فرکانس نور تابشی را تغییر می دهد.

44. اثر غیر خطی فیبر در انتقال چیست؟
پاسخ: اثرات غیر خطی باعث تلفات و تداخل اضافی و بدتر شدن عملکرد سیستم می شود. سیستم WDM قدرت نوری بالایی دارد و مسافت زیادی را در امتداد فیبر نوری منتقل می کند، بنابراین اعوجاج غیرخطی ایجاد می شود. دو نوع اعوجاج غیرخطی وجود دارد: پراکندگی تحریک شده و شکست غیرخطی. در میان آنها، پراکندگی تحریک شده شامل پراکندگی رامان و پراکندگی بریلوین است. دو نوع پراکندگی فوق انرژی نور تابشی را کاهش داده و باعث تلفات می شود. وقتی قدرت فیبر ورودی کم است می توان آن را نادیده گرفت.

45. PON (شبکه نوری غیرفعال) چیست؟
پاسخ: PON یک شبکه نوری حلقه فیبر نوری در شبکه دسترسی کاربر محلی است که بر اساس اجزای نوری غیرفعال مانند کوپلر و اسپلیتر است.