/ Monomod (SM) și multimod (MM) cablu optic

Cablu optic monomod (SM) și multimod (MM).

Fibrele optice pot fi de două tipuri:

• Modul unic (SM, Modul unic)
• Multimod (MM, Multi Mode)

Un cablu optic monomod transmite un mod și are un diametru în secțiune transversală de ≈ 9,5 nm. La rândul său, un cablu de fibră optică monomod poate fi cu dispersie imparțială, deplasată și diferită de zero.

Cablul multimod de fibra optica MM transmite mai multe moduri si are un diametru de 50 sau 62,5 nm.

La prima vedere, concluzia sugerează că cablul de fibră optică multimod este mai bun și mai eficient decât cablul optic SM. În plus, experții vorbesc adesea în favoarea MM pe motiv că, deoarece un cablu optic multimod oferă o prioritate de performanță multiplă în comparație cu SM, atunci este mai bine din toate punctele de vedere.

Între timp, ne-am abține de la astfel de evaluări fără ambiguitate. Indicator cantitativ este departe de a fi singura bază de comparație și, în multe situații, cablul de fibră optică monomod este de preferat.

Principala diferență dintre cablurile SM și MM sunt dimensiunile lor. Cablul optic SM are fibra cu o grosime mai mica (8-10 microni). Aceasta determină capacitatea sa de a transmite o undă de o singură lungime de-a lungul modului central. Grosimea fibrei principale din cablul MM este mult mai mare, 50-60 microni. În consecință, un astfel de cablu poate transmite simultan mai multe unde cu lungimi diferite prin mai multe moduri. Cu toate acestea, mai multe moduri reduc capacitatea cablului de fibră optică.

Alte diferențe între cablurile monomodale și multimodale se referă la materialele din care sunt fabricate și la sursele de lumină utilizate. Un cablu optic monomod are atât un miez, cât și o manta din sticlă și un laser ca sursă de lumină. Cablul MM poate avea fie o carcasă și tijă din sticlă sau plastic, iar sursa de lumină pentru acesta este un LED.

Cablu optic monomod 9/125 microni

Cablu optic monomod 8 fibre tip 9 125, are un design modular cu un singur tub. Ghidurile de lumină sunt amplasate într-un tub central, care este umplut cu un gel hidrofob. Umplutura protejează în mod fiabil fibrele de diferite tipuri de influențe mecanice; în plus, elimină efectele schimbărilor de temperatură Mediul extern. Pentru a proteja împotriva rozătoarelor și a altor influențe similare, se folosește o împletitură suplimentară din fibră de sticlă.

În esență, dezvoltarea și producerea cablului de fibră optică 9 125 se rezumă la căutare soluție optimă probleme de reducere a dispersiei optice (până la zero) la toate frecvențele cu care va funcționa cablul. Un numar mare de mod afectează negativ calitatea semnalului și cablu monomod de fapt, nu are un singur mod, ci mai multe. Numărul lor este mult mai mic decât în ​​multimode, cu toate acestea, este mai mare decât unul. Reducerea efectului dispersiei optice duce la o scădere a numărului de moduri și, în consecință, la o îmbunătățire a calității semnalului.

Majoritatea standardelor de fibră optică utilizate în cablurile 9125 oferă dispersie zero pe un interval de frecvență îngust. Astfel, în sensul literal, un cablu este monomod numai cu unde de o anumită lungime. in orice caz tehnologiile existente sigiliile folosesc un set de frecvențe optice pentru a primi și transmite mai multe canale de comunicații optice în bandă largă simultan.

Cablul de fibră optică monomod 9 125 este utilizat atât în ​​interiorul clădirilor, cât și pe trasee externe. Poate fi îngropat în pământ sau poate fi folosit ca cablu aerian.

Cablu optic multimod 50/125 microni

Cablu fibră optică 50/125(OM2) multimod, utilizat în rețele optice cu viteze de 10 GB construite pe fibră multimodală. În conformitate cu modificările aduse specificației ISO/IEC 11801, se recomandă utilizarea tip nou cablu de corecție din clasa OMZ cu dimensiunea standard 50 125.

Cablul optic 50 125 OMZ, corespunzător aplicațiilor de rețea 10 Gigabit Ethernet, este destinat transmiterii de date la lungimi de undă de 850 nm sau 1300 nm, care diferă în valorile maxime admise de atenuare. Folosit pentru a furniza comunicații în intervalul de frecvență 1013-1015 Hz.

Cablul optic multimod 50 125 este destinat cablurilor de corecție și cablajului la locul de muncă și este utilizat numai în interior.

Cablul acceptă transmisia de date pe distanțe scurte și este potrivit pentru terminarea directă. Structura fibrei optice multimode standard G 50/125 (G 62.5/125) µm respectă standardele: EN 188200; VDE 0888 partea 105; IEC „IEC 60793-2”; Recomandarea ITU-T G.651.

MM 50/125 are un avantaj important, care este pierderile reduse și imunitate absolută la diferite tipuri de interferențe. Acest lucru vă permite să construiți sisteme cu sute de mii de canale de comunicații telefonice.

Tipuri de fibre utilizate

În producția de cabluri SM și MM, se folosesc fibre monomodale și multimodale de următoarele tipuri:

• monomod, recomandarea ITU-T G.652.B (marcat ca tip „E”);
• monomod, recomandarea ITU-T G.652.С, D (marcat ca tip „A”);
• monomod, recomandarea ITU-T G.655 (marcat ca tip „H”);
• monomod, recomandarea ITU-T G.656 (marcat ca tip „C”);
• multimod, cu un diametru al miezului de 50 microni, recomandare ITU-T G.651 (marcat ca tip „M”);
• multimod, cu un diametru al miezului de 62,5 microni (marcat ca tip „B”)

Parametrii optici ai fibrelor din stratul tampon trebuie să respecte specificațiile companiilor furnizoare.

Parametrii fibrei optice:

De unde pot cumpara?

Puteți cumpăra cabluri optice multimod și monomod (prețul și termenele de livrare sunt specificate separat, în funcție de caracteristicile specifice ale produsului și de dorințele clientului) direct pe site-ul nostru. Pentru a face acest lucru, vă rugăm să completați formularul corespunzător din comanda on-line. Avem mereu pe stoc un cablu optic multimod cu 4 fibre, un cablu optic monomod autoportant, un cablu optic monomod cu 4 fibre si 8 fibre si alte tipuri de OK (vezi Catalog).

Prin acord intre client si producator, este posibila furnizarea cablurilor cu parametri diferiti de cei dati in tabel.

Traducere de Anna Motush

Definiție: fibre care suportă mai mult de un mod pentru o anumită direcție de polarizare

Fibrele multimodale sunt fibre optice care acceptă mai multe moduri transversale pentru o anumită frecvență optică și polarizare. Numărul de moduri este determinat de lungimea de undă și indicele de refracție al materialului. Fibrele multimodale sunt împărțite în fibre cu indice de treaptă și fibre cu gradient.

Valorile razei miezului și ale deschiderii numerice sunt determinate pentru fibre, permițând determinarea parametrului V. Pentru valori mariÎn parametrul V, numărul de moduri este proporțional cu V2. În special, pentru fibrele cu un diametru de miez mare (partea dreaptă a Fig. 1), numărul de moduri poate fi foarte mare. Astfel de fibre pot furniza lumină cu o calitate slabă a fasciculului (cum ar fi cea generată de diodele de mare putere), dar pentru a menține un fascicul de calitate dintr-o sursă de lumină de înaltă luminozitate, va fi mai bine să utilizați o fibră cu un miez mai mic și un mediu moderat. deschidere numerică, deși injectarea eficientă a radiațiilor în fibră poate fi mai complexă.

În comparație cu fibra monomod standard, fibra multimod are de obicei un miez mai mare, precum și o deschidere numerică mare, cum ar fi 0,2-0,3. Acesta din urmă vă permite să lucrați la îndoirea fibrei, dar duce și la o disipare mai intensă, care este determinată de încălcare formă geometrică fibra optica. Consecința acestor încălcări este că unele dintre raze părăsesc fibra optică. Intensitatea împrăștierii depinde nu numai de calitatea materialului din care este realizat miezul, ci și de calitatea placajului, deoarece o parte a semnalului optic se propagă și în acesta. Profilul indicelui de refracție este în mare parte dreptunghiular, dar uneori parabolic. (Vezi mai jos).

Fibra multimodală constă dintr-un miez și o placare. În tipurile obișnuite de linii de comunicație cu fibră optică (vezi mai jos) bazate pe fibre multimod 50/125 și 62,5/125, diametrul miezului este de 50, respectiv 62,5 microni, iar diametrul de placare este de 125 microni. Astfel de fibre suportă sute de moduri.

Injectarea luminii în fibra multimod este destul de simplă, deoarece Cerințele pentru menținerea preciziei ajustării unghiului și poziției fasciculului nu sunt foarte stricte. Pe de altă parte, coerența spațială la ieșirea fibrelor multimode este scăzută, iar distribuția intensității de ieșire este dificil de controlat din motivele explicate mai jos.

Figura 2 prezintă profilele câmpului electric în moduri cu un pas de refracție a fibrei, calculat pentru o anumită lungime de undă. Acesta este modul principal (LP 01) cu o distribuție a intensității apropiată de Gaussian și câteva moduri de ordin superior cu profile spațiale mai complexe. Fiecare mod are o constantă de propagare diferită. Orice distribuție de câmp poate fi considerată ca o suprapunere de moduri.

Total câmp electric, comună în fibra multimodală, este o suprapunere a mai multor moduri. Intensitatea depinde nu numai de puterea optică în toate modurile, ci și de faza relativă, unde poate apărea un maxim sau un minim din cauza interferenței diferitelor moduri.

Atât puterea, cât și faza sunt determinate de condițiile inițiale, iar fazele relative variază continuu de-a lungul fibrei datorită dependenței de constantele de propagare. Astfel, modelul complex de intensitate în timp se modifică continuu pe o lungime de propagare mult sub 1 mm.

Figura 3 prezintă un exemplu animat care arată distribuțiile de intensitate care apar la intervale de 2 um. Acest model de interferență depinde în mare măsură de orice modificări ale îndoirii sau întinderii fibrelor, precum și de temperatură.

Rețineți că pentru lumină cu lățime de bandă optică largă (de ex. lumină albă) astfel de distribuții complexe de intensitate nu sunt observate deoarece graficul de intensitate este diferit pentru fiecare lungime de undă, astfel încât contribuțiile de la diferite lungimi de undă sunt mediate. Cu cât fibra este mai lungă, cu atât gama de frecvență optică necesară pentru această medie este mai mică.

Principiul transmiterii datelor prin cablu de fibră optică

După cum știți, toate datele dintr-un computer sunt reprezentate sub formă de zerouri și unu. Toate cablurile standard transmit date binare folosind impulsuri electrice. Și numai cablul de fibră optică, folosind același principiu, transmite date folosind impulsuri de lumină. Sursa de lumină trimite date printr-un „canal” de fibră optică, iar partea care primește trebuie să convertească datele primite în formatul necesar.

Canalul de transmisie optic constă dintr-un transmițător, o fibră optică de ghidare a luminii și un receptor.

Există două tipuri de cabluri de fibră optică:

- multimodal, sau cablu multimod, mai ieftin, dar de calitate inferioară ( MM);

-mod unic cablu, mai scump, dar are cele mai bune caracteristici (S.M.).

Principalele diferențe dintre aceste tipuri sunt asociate cu diferite moduri de trecere a razelor de lumină în cablu.

Cablul monomod are un diametru central al fibrei de 3 - 10 microni. Pentru transmiterea datelor se folosește lumină cu lungimi de undă de 1300 și 1500 nm. Dispersia și pierderea semnalului la aceste frecvențe sunt foarte mici, ceea ce permite transmiterea semnalelor pe o distanță mult mai mare decât în ​​cazul cablului multimod. Cu toate acestea, lungimea unui cablu monomod poate ajunge la 80 km.

Într-un cablu multimod, traiectoriile razelor de lumină au o împrăștiere vizibilă, în urma căreia forma semnalului la capătul de recepție al cablului este distorsionată (Fig). Fibra centrală are un diametru de 62,5 µm, iar diametrul placajului exterior este de 125 µm (aceasta este uneori denumit 62,5/125). Lungimea admisă a cablului ajunge la 2-5 km.

Pentru a transmite date, un emițător-emițător este instalat la un capăt al fibrei optice, iar un fotoreceptor este instalat la celălalt. Astfel, se folosesc simultan două fibre, dintre care una transmite, iar cealaltă primește date. Semnalul optic primit este convertit într-unul electric folosind dispozitive speciale - convertoare media (Fig. 107), care au porturi pentru conectarea fibrei optice și a cablului " pereche răsucită" Convertoarele media pot fi proiectate ca module care sunt conectate direct în slotul comutatorului, așa cum se arată în Fig.

ÎN În ultima vreme Pentru a salva numărul de fibre (precum și echipamentele de conectare), multiplexarea lungimii de undă (WDM, Multiplexarea cu diviziune a undelor): la o lungime de undă transmit un semnal într-o direcție, la alta - în sens opus. În acest scop, sunt utilizate transceiver-uri cu WDM încorporat și un conector de fibră. La capetele opuse ale liniei sunt instalate diferite tipuri de transceiver: un transmițător are o lungime de undă de 1300 nm, receptorul are o lungime de undă de 1550 nm; celălalt are opusul.

Fibra multimodală, la rândul său, vine în două tipuri: profile în trepte și gradient indicele de refracție de-a lungul secțiunii sale transversale.

Fig.1 Fibră optică monomodală și multimodală

Cablu de fibra optica(alias cablu de fibra optica) este un tip de cablu fundamental diferit față de cele două tipuri de cablu electric sau de cupru. Informațiile din acesta nu sunt transmise semnal electric, dar ușoară. Elementul său principal este fibra de sticlă transparentă, prin care lumina trece pe distanțe mari (până la zeci de kilometri) cu o atenuare nesemnificativă.

Orez. 1. Fibră optică. Structura

Structura unui cablu de fibră optică este foarte simplă și similară cu structura unui cablu electric coaxial (Fig. 1). Numai în locul unui conductor central de cupru, aici se folosește fibră de sticlă subțire (aproximativ 1 - 10 semiîntunecată în diametru) (3), iar în locul izolației interioare se folosește o carcasă de sticlă sau plastic (2), care nu permite lumina să scape dincolo de fibra de sticlă. În acest caz, vorbim despre regimul așa-numitei reflexii interne totale a luminii de la limita a două substanțe cu coeficienți de rupere diferiți (pentru învelișul de sticlă, coeficientul de rupere este semnificativ mai mic decât pentru fibra centrală). De obicei, nu există împletituri metalice pe cablu, deoarece nu este necesară protecția împotriva interferențelor electromagnetice externe. Cu toate acestea, uneori este încă folosit pentru protecție mecanică împotriva mediu inconjurator(un astfel de cablu se numește uneori cablu blindat; poate combina mai multe cabluri de fibră optică sub o singură manta).

Cablu de fibra optica are caracteristici excepționale pentru securitatea și secretul informațiilor transmise. În principiu, niciun obstacol electromagnetic extern nu este capabil să desfigureze un semnal luminos, iar semnalul în sine nu generează radiatie electromagnetica. Este aproape imposibil să vă conectați la acest tip de cablu pentru interceptarea neautorizată a rețelei, deoarece acest lucru ar compromite integritatea cablului. Teoretic, lățimea de bandă a unui astfel de cablu ajunge la 10-12 Hz, adică 1000 GHz, ceea ce este incomparabil mai mare decât cea a cablurilor electrice. Costul cablului de fibră optică este în scădere constantă și este în prezent aproximativ egal cu costul cablului coaxial subțire.

Cantitatea tipică de atenuare a semnalului în cablurile de fibră optică la frecvențele utilizate în rețele locale, variază de la 5 la 20 dB/km, ceea ce corespunde aproximativ cu performanța cablurilor electrice la frecvențe joase. Dar în cazul unui cablu cu fibră optică, pe măsură ce frecvența semnalului transmis crește, atenuarea crește foarte ușor, iar la frecvențe înalte (în special peste 200 MHz), avantajul său față de un cablu electric este de necontestat; pur și simplu nu are. concurenți.

Dezavantajele cablului de fibră optică

Cel mai important dintre ele este complexitatea ridicată a instalării (cu instalarea cablului de fibră optică este necesară precizia micronului în separare; atenuarea în separare depinde în mare măsură de precizia fibrei de sticlă și de gradul de lustruire a acesteia). Pentru a instala separari, se folosește sudarea sau lipirea folosind un gel special, care are același coeficient de rupere a luminii ca și fibra de sticlă. În orice caz, acest lucru necesită personal înalt calificat și unelte speciale. Prin urmare, cel mai adesea, cablul de fibră optică este vândut sub formă de bucăți pre-tăiate de lungimi diferite, la ambele capete ale cărora sunt deja instalate tipul necesar de deconectare. Merită să ne amintim că instalarea de deconectare de proastă calitate reduce drastic lungimea permisă a cablului din cauza atenuării.

De asemenea, trebuie să rețineți că utilizarea cablului cu fibră optică necesită receptoare și transmițătoare optice speciale care vor transforma semnalele luminoase în semnale electrice și înapoi, ceea ce uneori crește semnificativ costul rețelei în ansamblu.

Cablurile de fibră optică permit ramificarea semnalului (în acest scop sunt produse distribuitoare pasive speciale ( cupluri) pentru 2-8 canale), dar, de regulă, sunt folosite pentru a transmite date într-o singură direcție între un emițător și un receptor. La urma urmei, orice ramificare slăbește inevitabil foarte mult semnalul luminos și, dacă există multe ramuri, este posibil ca lumina să nu ajungă la capătul rețelei. În plus, distribuitoarele au și pierderi interne, astfel încât puterea totală a semnalului de ieșire este mai mică decât puterea de intrare.

Cablul de fibră optică este mai puțin puternic și mai puțin flexibil decât cablul electric. Raza de îndoire permisă tipică este de aproximativ 10 - 20 cm, cu raze de îndoire mai mici, fibra centrală se poate rupe. Nu tolerează întinderea cablurilor și mecanice, precum și influențele de strivire.

Cablu de fibră optică sensibilă și radiatii ionizante, prin care scade transparența fibrei de sticlă, adică crește atenuarea semnalului . Schimbările bruște de temperatură au, de asemenea, un impact negativ asupra acesteia, iar fibra de sticlă se poate crăpa.

Cablul de fibră optică este utilizat numai în rețelele cu topologie în stea și inel. Nu există probleme de potrivire sau de împământare în acest caz. Cablul asigură izolarea galvanică ideală a computerelor din rețea. În viitor, acest tip de cablu probabil va înlocui cablurile electrice, sau cel puțin le va deplasa foarte mult. Rezervele de cupru de pe planetă se epuizează, dar există suficiente materii prime pentru producția de sticlă.

Tipuri de cabluri de fibră optică

1. multimod sau multimod cablu, mai ieftin, dar de calitate inferioară;
2. monomod cablu, mai scump, dar are caracteristici mai bune comparativ cu primul.

Esența discrepanței dintre cele două tipuri se rezumă la moduri diferite de trecere a razelor de lumină în cablu.

Orez. 2. Propagarea luminii într-un cablu monomod

Într-un cablu monomod, aproape toate razele parcurg aceeași cale, drept urmare ajung la receptor în același timp, iar forma semnalului aproape nu este distorsionată (Fig. 2). Un cablu monomod are un diametru central al fibrei de aproximativ 1,3 microni și transmite lumina doar la aceeași lungime de undă (1,3 microni). Dispersia și pierderea semnalului sunt foarte mici, ceea ce permite transmiterea semnalelor pe o distanță mult mai mare decât cu un cablu multimod. Pentru cablurile monomodale se folosesc transceiver-uri laser, care folosesc lumina exclusiv cu lungimea de undă necesară. Astfel de transceiver sunt încă relativ scumpe și nu sunt durabile. Cu toate acestea, în viitor, cablul monomod ar trebui să devină tipul principal datorită caracteristicilor sale excelente. În plus, laserele sunt mai rapide decât LED-uri obișnuite. Atenuarea semnalului într-un cablu monomod este de aproximativ 5 dB/km și poate fi chiar redusă la 1 dB/km.

Orez. 3. Propagarea luminii într-un cablu multimodal

Într-un cablu multimod, traiectoriile razelor de lumină au o împrăștiere vizibilă, în urma căreia forma semnalului la capătul de recepție al cablului este distorsionată (Fig. 3). Fibra centrală are un diametru de 62,5 µm, iar diametrul placajului exterior este de 125 µm (aceasta este uneori reflectată ca 62,5/125). Transmisia folosește un LED obișnuit (nu laser), care reduce costurile și crește durata de viață a transceiver-urilor în comparație cu cablul monomod. Lungimea de undă a luminii într-un cablu multimod este de 0,85 microni, cu o răspândire a lungimii de undă de aproximativ 30 - 50 nm. Lungimea admisă a cablului este de 2 - 5 km.

Cablu multimod este principalul tip de cablu de fibră optică în acest moment, deoarece este mai ieftin și mai ușor disponibil. Atenuarea într-un cablu multimod este mai mare decât într-un cablu monomod și se ridică la 5 - 20 dB/km.

Latența tipică pentru cele mai comune cabluri este de aproximativ 4-5 ns/m, care este aproape de latența găsită în cablurile electrice.
Cablurile de fibră optică, precum cablurile electrice, sunt disponibile în plenȘi non-plenum.

Există două tipuri de cabluri în liniile de comunicație cu fibră optică. Și anume: cablu de fibră optică multimod și, în consecință, monomod.

După cum sugerează și numele, conform arhitecturii, un cablu monomod nu permite mai mult de o rază - un mod - să treacă prin el. Astfel, diferența dintre cablurile optice monomod și multimod constă în modul în care radiația optică se propagă prin ele. Dimensiunea miezului de fibră este cea mai semnificativă caracteristică care poate afecta dacă să cumpărați un cablu optic monomod sau altul.

Diametrul mai mic al miezului oferă o dispersie mai scăzută a modului și, ca rezultat, capacitatea de a transmite informații pe distanțe lungi fără a utiliza routere, repetoare și repetoare. Factorul negativ este că fibrele monomodale și componentele electronice care asigură transmisia, recepția și transformarea datelor, precum și menținerea caracteristicilor tehnice ale cablurilor optice la un nivel adecvat, sunt foarte scumpe.

În ceea ce privește dimensiunile specifice, fibra monomodală are un miez foarte subțire, cu un diametru de 10 microni sau mai puțin. Lățimea de bandă a cablului variază de la 10 Gbps și mai mult.

Cablu optic multimod

Spre deosebire de un cablu monomod, un cablu multimod permite trecerea unui al n-lea număr de moduri. Un astfel de conductor poate conține mai multe căi de lumină independente. Cu toate acestea, dimensiunea diametrului miezului înseamnă că este mai probabil ca lumina să fie reflectată de pe suprafața carcasei exterioare a miezului, iar acest lucru, la rândul său, crește dispersia modului. Difuzarea fasciculului în cablu duce la o reducere a distanței de transmisie a semnalului și la necesitatea creșterii numărului de repetoare.

Orice inginer care a finalizat proiectarea fibrei va primi, ca urmare, o viteză de transfer de date de 2,5 Gbits în rețea. Apare din nou întrebarea: „Dacă cumpăr un cablu de fibră optică, pe care ar trebui să-l aleg?” Totul depinde de indicatorii tehnici și de calitatea necesară a comunicării. De exemplu, puteți achiziționa un cablu cu 8 fibre optice. Într-un astfel de conductor, așa cum este indicat, există 8 fibre, care sunt situate în modulul central.