Diferența dintre fibră multimod și monomod. Cablu optic multimod - caracteristici principale

În ciuda varietății uriașe de cabluri de fibră optică, fibrele din acestea sunt aproape aceleași. Mai mult decât atât, există mult mai puțini producători de fibre în sine (Corning, Lucent și Fujikura sunt cei mai faimoși) decât producătorii de cabluri.

După tipul de construcție, sau mai degrabă în funcție de dimensiunea miezului, fibrele optice sunt împărțite în monomod (OM) și multimod (MM). Strict vorbind, acești termeni ar trebui folosiți în raport cu lungimea de undă specifică utilizată.

În cazul fibrei multimodale, diametrul miezului (de obicei 50 sau 62,5 µm) este cu aproape două ordine de mărime mai mare decât lungimea de undă a luminii. Aceasta înseamnă că lumina poate călători printr-o fibră de-a lungul mai multor căi (moduri) independente. În acest caz, este evident că diferite moduri au lungimi diferite, iar semnalul de la receptor va fi vizibil „pătat” în timp.

Din această cauză, fibrele în trepte de tip manual (opțiunea 1), cu un indice de refracție constant (densitate constantă) pe întreaga secțiune transversală a miezului, nu a fost folosit de multă vreme din cauza dispersiei modale mari.

A fost înlocuită cu o fibră în gradient (opțiunea 2), care are o densitate neuniformă a materialului de bază. Figura arată clar că lungimile traseului razelor sunt mult reduse datorită netezirii. Deși razele care călătoresc mai departe de axa ghidului de lumină depășesc distanțe mari, ele au și o viteză mare de propagare. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că densitatea materialului de la centru spre raza exterioară scade conform unei legi parabolice. O undă luminoasă se propagă cu cât mai repede, cu atât densitatea mediului este mai mică.

Ca rezultat, traiectorii mai lungi sunt compensate de viteza mai mare. Cu o selecție bună a parametrilor, este posibil să se minimizeze diferența de timp de propagare. În consecință, dispersia intermodală a unei fibre gradate va fi mult mai mică decât cea a unei fibre cu o densitate constantă a miezului.
Cu toate acestea, indiferent de modul în care fibrele multimodale în gradient sunt echilibrate, această problemă poate fi complet eliminată numai prin utilizarea fibrelor cu un diametru de miez suficient de mic. În care, la lungimea de undă corespunzătoare, se va propaga un singur fascicul.

O fibră cu un diametru al miezului de 8 sau 9,5 microni este de fapt comună, ceea ce este suficient de aproape de lungimea de undă folosită în mod obișnuit de 1,3 microni. Dispersia interfrecvenței cu o sursă de radiație neideală rămâne, dar efectul acesteia asupra transmisiei semnalului este de sute de ori mai mic decât intermodul sau materialul. În consecință, lățimea de bandă a unui cablu monomod este mult mai mare decât cea a unui cablu multimod.

Așa cum este adesea cazul, tipul de fibră cu performanțe mai mari are dezavantajele sale. În primul rând, desigur, acesta este un cost mai mare, datorită costului componentelor și cerințelor pentru calitatea instalării.

Comparația dintre tehnologiile monomod și multimod.

Opțiuni	Singlemode	Multimod
Lungimi de undă utilizate	1,3 și 1,5 µm	0,85 µm, rar 1,3 µm
Atenuare, dB/km.	0,4 - 0,5	1,0 - 3,0
Tip emițător	laser, rareori LED	Dioda electro luminiscenta
Grosimea miezului.	8 sau 9,5 µm	50 sau 62,5 µm
Interval de transmisie Fast Ethernet.	aproximativ 20 km	pana la 2 km
Gama de transmisie de dispozitive Fast Ethernet special concepute.	peste 100 km.	pana la 5 km
Rată de transfer posibilă.	10 GB sau mai mult.	până la 1 GB. lungime limitată
Zona de aplicare.	telecomunicatii	rețele locale

Material furnizat

Ei își urmăresc istoria încă din 1960, când a fost inventat primul laser. În același timp, fibra optică în sine a apărut doar 10 ani mai târziu, iar astăzi este baza fizică a internetului modern.

Fibrele optice utilizate pentru transmiterea datelor au o structură fundamental similară. Partea de transmitere a luminii a fibrei (miez, miez sau miez) se află în centru, în jurul acesteia este un amortizor (uneori numit înveliș). Sarcina amortizorului este de a crea o interfață între medii și de a preveni părăsirea radiațiilor din miez.

Atât miezul, cât și amortizorul sunt din sticlă de cuarț, iar indicele de refracție al miezului este puțin mai mare decât cel al amortizorului pentru a realiza fenomenul de reflexie internă totală. Pentru aceasta, este suficientă o diferență în sutimi - de exemplu, miezul poate avea un indice de refracție n 1 = 1,468 și un amortizor - valoarea n 2 = 1,453.

Diametrul miezului fibrelor monomode este de 9 µm, multimodal - 50 sau 62,5 µm, în timp ce diametrul amortizorului pentru toate fibrele este același și este de 125 µm. Structura ghidurilor de lumină este prezentată pe o scară în ilustrație:

Profilul indicelui de refracție în trepte (Etapa- index fibre) - cel mai simplu pentru fabricarea ghidajelor de lumină. Este acceptabil pentru fibrele cu un singur mod, unde se consideră condiționat că există un singur „mod” (calea de propagare a luminii în miez). Cu toate acestea, fibrele multimode cu indice de pas sunt caracterizate printr-o dispersie ridicată datorită prezenței un numar mare modul, care duce la dispersia, „împrăștierea” semnalului și, în cele din urmă, limitează distanța la care pot funcționa aplicațiile. Indicele de refracție gradient permite reducerea la minimum a dispersiei modului. Fibrele cu indice de gradient sunt foarte recomandate pentru sistemele multimodale. (gradat- index fibre) , în care trecerea de la miez la amortizor nu are „treaptă”, ci are loc treptat.

Principalul parametru care caracterizează dispersia și, în consecință, capacitatea fibrei de a suporta aplicații pe anumite distanțe este factorul de lățime de bandă. În prezent, fibrele multimode sunt împărțite în patru clase conform acestui indicator, de la OM1 (care nu este recomandat pentru utilizare în sisteme noi) până la cea mai înaltă clasă de performanță OM4.

Clasa de fibre	Dimensiunea miezului/amortizorului, µm	Raportul de bandă largă, Mod OFL, MHz km		Notă
		850 nm	1300 nm
				Este folosit pentru extinderea sistemelor instalate anterior. Utilizarea pe sisteme noi nu este recomandată.
				Folosit pentru a susține aplicații de până la 1 Gbps la distanțe de până la 550 m.
				Fibra este optimizată pentru utilizarea surselor laser. În modul RML, raportul lățimii de bandă la 850 nm este de 2000 MHz·km. Fibra este utilizată pentru a susține aplicații de până la 10 Gbps la distanțe de până la 300 m.
				Fibra este optimizată pentru utilizarea surselor laser. În modul RML, raportul lățimii de bandă la 850 nm este de 4700 MHz·km. Fibra este utilizată pentru a susține aplicații de până la 10 Gbps la distanțe de până la 550 m.

Fibrele monomode sunt împărțite în clasele OS1 (fibre optice obișnuite utilizate pentru transmisie fie la 1310 nm, fie la 1550 nm) și OS2, care pot fi utilizate pentru transmisia în bandă largă pe întregul interval de la 1310 nm la 1550 nm, împărțite în canale de transmisie sau chiar un spectru mai larg, de exemplu, de la nm la 11280 nm. Pe stadiul inițial eliberarea fibrelor OS2 au fost marcate cu denumirea LWP (scăzut apă vârf) pentru a sublinia faptul că minimizează vârfurile de absorbție între ferestrele de transparență. Transmisia în bandă largă în fibre monomod de cea mai înaltă performanță oferă rate de transmisie de peste 10 Gbps.

Cablu de fibră optică monomod și multimod: reguli de selecție

Având în vedere caracteristicile descrise ale fibrelor multimodale și monomodale, putem da recomandări pentru alegerea tipului de fibră în funcție de performanța aplicației și de distanța la care trebuie să funcționeze:

pentru viteze de peste 10 Gb/s alegeți fibră monomod, indiferent de distanță

pentru aplicatii 10 Gigabit si distante peste 550 m, optati si pentru fibra monomod

pentru aplicații de 10 Gigabit și distanțe de până la 550 m, este disponibilă și fibra multimod OM4

pentru aplicații de 10 Gigabit și distanțe de până la 300 m, este disponibilă și fibra multimod OM3

pentru aplicații de 1 Gigabit și distanțe de până la 600-1100 m, fibra multimod OM4 este posibilă

pentru aplicații de 1 Gigabit și distanțe de până la 600-900 m, fibra multimod OM3 este posibilă

Fibră multimod OM2 disponibilă pentru aplicații de 1 Gigabit și distanțe de până la 550 m

Costul unei fibre optice este determinat în mare măsură de diametrul miezului, deci cablu multimodal Cu toate acestea, costă mai mult decât cu un singur mod. În același timp, echipamentele active pentru sisteme cu un singur mod, datorită utilizării de surse laser puternice în ele (de exemplu, un laser Fabry-Perot), sunt semnificativ mai scumpe decât echipamentele active pentru sistemele multimode, care folosesc fie lasere cu emițătoare de suprafață VCSEL relativ ieftine, fie surse LED chiar mai ieftine. La evaluarea costului sistemului, este necesar să se țină cont atât de costurile infrastructurii de cablu, cât și ale echipamentelor active, acestea din urmă putând fi semnificativ mai mari.

Până în prezent, există o practică de a alege un cablu optic în funcție de domeniul de utilizare. Se utilizează fibra monomod:

în maritim şi transoceanic linii de cablu comunicații;

în liniile de trunchi terestre de lungă distanță;

în liniile furnizorilor, liniile de comunicație între nodurile orașului, în canalele optice dedicate la distanță lungă, în liniile trunchi către echipamentele operatorilor de telefonie mobilă;

în sistemele de televiziune prin cablu (în primul rând OS2, transmisie în bandă largă);

în sistemele GPON cu aducerea fibrei la un modem optic situat la utilizatorul final;

în SCS pe autostrăzi mai lungi de 550 m (de regulă, între clădiri);

în SCS care deservește centrele de prelucrare a datelor, indiferent de distanță.

Fibra multimodală este utilizată în principal:

în SCS în trunchiuri din interiorul clădirii (unde, de regulă, distanțele sunt de 300 m) și în trunchiuri între clădiri, dacă distanța nu depășește 300-550 m;

în segmente SCS orizontale și în sisteme FTTD ( fibre- la- cel- birou), unde utilizatorii sunt instalate stații de lucru cu plăci de rețea optice multimodale;

în centrele de date pe lângă fibra monomod;

în toate cazurile în care distanţa permite utilizarea cablurilor multimodale. Deși cablurile în sine sunt mai scumpe, economiile la echipamente active compensează aceste costuri.

Se poate aștepta ca în următorii ani, fibra OS2 să înlocuiască treptat OS1 (se întrerupe), iar fibrele de 62,5/125 µm vor dispărea în sistemele multimode, întrucât vor fi complet înlocuite cu fibre de 50 µm, probabil din clasele OM3-OM4.

Testarea cablurilor optice monomod și multimod

După instalare, toate segmentele optice instalate sunt supuse testării. Doar măsurătorile luate echipament special, vă permit să garantați performanța liniilor și canalelor instalate. Pentru certificarea SCS se folosesc dispozitive cu surse de radiații calificate la un capăt al liniei și contoare la celălalt. Un astfel de echipament este fabricat de Fluke Networks, JDSU, Psiber; toate aceste dispozitive au baze prestabilite ale pierderilor optice admisibile în conformitate cu standardele de telecomunicații TIA/EIA, ISO/IEC și altele. Liniile optice mai lungi sunt verificate folosind reflectometre optice având un adecvat interval dinamicși rezoluție.

În timpul fazei de funcționare, toate segmentele optice instalate necesită o manipulare atentă și utilizarea regulată a materialelor speciale șervețele de curățare, bețișoare și alte produse de curățare.

Nu este neobișnuit ca cablurile pozate să fie deteriorate, de exemplu, la săparea șanțurilor sau la efectuarea lucrări de reparațiiîn interiorul clădirilor. În acest caz, este necesar un OTDR sau alt instrument de diagnosticare bazat pe principiile reflectometriei și care arată distanța până la punctul de defecțiune pentru a localiza defecțiunea (modele similare sunt disponibile de la Fluke Networks, EXFO, JDSU, NOYES (FOD), Greenlee Communication și altele).

Modelele bugetare găsite pe piață sunt concepute în principal pentru a localiza deteriorarea (suduri proaste, rupturi, macrocoduri etc.). Adesea, aceștia nu sunt capabili să efectueze diagnostice detaliate ale liniei optice, să identifice toate neomogenitățile acesteia și să creeze un raport profesional. În plus, sunt mai puțin fiabile și durabile.

Echipament de înaltă calitate - dimpotrivă, este fiabil, capabil de diagnosticare FOCLîn cel mai mic detaliu, creați un tabel corect de evenimente, generați un raport editabil. Acesta din urmă este extrem de important pentru certificarea liniilor optice, deoarece uneori există îmbinări sudate cu pierderi atât de mici încât reflectometrul nu este capabil să determine o astfel de îmbinare. Dar sudarea este încă acolo și trebuie afișată în raport. În acest caz software vă permite să setați forțat un eveniment pe urmă și să măsurați manual pierderile pe acesta.

Multe instrumente profesionale sunt, de asemenea, extensibile funcţionalitate prin adăugarea de opțiuni: un microscop video pentru inspectarea capetelor de fibre, o sursă laser și un contor de putere, un telefon optic etc.

Fibrele de sticlă de silice, care sunt cele mai utilizate în sistemele de telecomunicații, sunt împărțite în două categorii principale - monomod (SM - single-mode) și multimod (MM - multimode). Ambele tipuri au avantajele și dezavantajele lor, care trebuie luate în considerare la proiectarea unei linii de comunicație. Dedicat fibrei optice multimodale. Problemele de bază ale comunicării prin fibră optică (conceptul de fibră, principalele sale caracteristici, conceptul de modă ...) sunt discutate în articolul „”.

Structura unei fibre monomodale și caracteristicile transmisiei radiației optice

fibra monomod , după cum sugerează și numele, este capabil să propage doar un mod fundamental (fundamental) de radiație optică la lungimea de undă de funcționare. Modul unic este realizat datorită diametrului foarte mic al miezului (de obicei 7-10 µm). Modul fundamental se propagă în apropierea axei centrale a fibrei, în timp ce o parte din puterea optică se propagă în placare, ceea ce crește cerințele pentru proprietățile optice ale placajului. Pentru a ține cont de această caracteristică, pentru a descrie o fibră optică monomod, în plus față de diametrul miezului, este utilizat un alt parametru, cum ar fi diametrul spotului de mod , care este definit ca diametrul cercului pe care puterea de radiație scade cu un factor de e. Cu alte cuvinte, cea mai mare parte a radiației optice se propagă în cadrul acestui cerc. (Fig. 1). Evident, diametrul spotului de mod este puțin mai mare decât diametrul miezului.

Orez. 1. Conceptul de spot de mod

În ceea ce privește o fibră optică monomod, este introdus și parametrul lungime de undă de tăiere . Dacă lungimea de undă a radiației este mai mică decât lungimea de undă de tăiere, mai multe moduri încep să se propage în fibră, adică devine multimod. Acest lucru este important de luat în considerare atunci când alegeți o lungime de undă de lucru. Într-o fibră standard monomod, lungimea de undă de tăiere este de 1260 nm. Lungimile de undă tipice de operare pentru fibra de siliciu monomod sunt 1310 și 1550 nm (a doua și a treia fereastră de transparență, atenuare mai mică de 0,4 dB/km, vezi Fig. 2).

Orez. 2. Atenuare într-o fibră de silice monomod

Cea mai utilizată în telecomunicații este o fibră de siliciu monomod cu un raport dintre diametrul miez și placa de 9/125 µm. Ca și în cazul fibrei multimodale, pe fibra monomod se aplică un strat de protecție primar cu un diametru de aproximativ 250 de microni (sunt disponibile alte dimensiuni).

Diferențele față de fibra multimodală

Fibra monomodală nu are dispersie intermodală, adică lărgirea semnalului în timp datorită diferenței de viteză de propagare a modului. Prin urmare, o fibră monomod se caracterizează printr-o lățime de bandă foarte mare (zeci și chiar sute de THz * km). Fibra monomod standard are un profil de indice de refracție în trepte.

Valoarea atenuării într-o fibră monomodală este de câteva ori mai mică decât într-una multimodală și de aproximativ 1000 de ori mai mică decât atenuarea într-un cablu torsadat Cat6 (date pentru o frecvență de 500 MHz).

Astfel, fibra monomodală face posibilă transmiterea informațiilor pe distanțe foarte mari (până la 300 km) la viteză mare fără retransmiterea (recuperarea) semnalului, iar caracteristicile de transmisie sunt determinate în principal de proprietățile echipamentului activ.

Pe de altă parte, fibra monomodală necesită o precizie ridicată la introducerea radiației și la îmbinarea fibrelor optice între ele, ceea ce crește costul componentelor de fibră optică utilizate (echipamente active, conectori) și complică instalarea și întreținerea liniilor.

Istorie și clasificare

Primele fibre monomode au apărut la începutul anilor 1980 și, datorită lor performanta excelenta transmisie, a început să fie utilizat în mod activ în liniile de comunicații extinse. În același timp, pentru transmiterea pe distanțe scurte, cum ar fi în rețele locale a continuat să folosească fibră multimodală. De-a lungul timpului, datorită scăderii costului atât al fibrei în sine, cât și al componentelor pentru aceasta, fibra monomod a început să câștige din ce în ce mai multă popularitate în rețelele neextinse. Astfel, astăzi fibra cuarț monomod este cel mai comun tip de fibră optică pentru transmiterea informațiilor.

Pentru fibrele multimode, a devenit tradițional să se împartă în 4 clase (OM1, OM2, OM3, OM4), în conformitate cu standardul ISO / IEC 11801. Pentru fibra monomodală, există o diviziune similară, dar este departe de a fi atât de clară.

Standardul internațional ISO/IEC 11801 și standard european EN 50173, emis în 1995, a descris un singur tip de fibră monomod, desemnată OS1 (Optical Single-Mode). Valoarea de atenuare specificată pentru acesta a fost de 1 dB/km la lungimi de undă de 1310 și 1550 nm. Pe măsură ce viteza și raza de transmisie a informațiilor au crescut, a devenit clar că o fibră optică cu o astfel de atenuare nu mai răspunde cerințele necesare. Prin urmare, a apărut o nouă categorie de fibre monomod, numită OS2, în care atenuarea era mai mică de 0,4 dB/km, iar această fibră optică avea un vârf de apă scăzut (creșterea atenuării la o lungime de undă de 1383 nm, vezi Fig. 2). Parametrii de atenuare au fost specificați pentru fibra inclusă în cablu. În mod tradițional, s-a crezut că OS1 ar trebui utilizat pentru cablurile tampon etanșe de interior și OS2 pentru cablurile cu tuburi libere de exterior.

De atunci, standardele ISO/IEC și EN au fost reeditate de mai multe ori și există diferențe în descrierea fibrelor OS1 și OS2. Acest lucru a provocat confuzie în aceste concepte. Cu toate acestea, este de remarcat faptul că astăzi fibra monomod cu atenuare de 1 dB/km practic nu este produsă. Prin urmare, în esență, necesitatea unei astfel de clasificări dispare. Adesea, producătorii de fibre și cabluri monomode se referă la produsele lor ca OS2.

Mai târziu, au apărut mai multe varietăți de fibre de cuarț monomod, ale căror caracteristici diferă mult mai semnificativ. Aceste fibre au fost descrise în ITU-T G.652-657, IEC 60793-2-50, TIA-492CA/TIA-492EA. Să notăm câteva dintre aceste varietăți, care prezintă un interes practic în telecomunicații. Pentru certitudine, vom folosi recomandările ITU-T, care sunt cel mai des folosite în legătură cu fibra monomod.

Tipuri de fibre monomod

1. Fibră monomod deplasată prin dispersie, G.652

Cel mai comun tip de fibră monomod cu un punct zero de dispersie cromatică la 1300 nm. Standardul distinge patru subclase (A, B, C și D), care diferă prin caracteristicile lor. De remarcat sunt fibrele G.652.C și G.652.D - au o atenuare scăzută la o lungime de undă de 1383 nm, adică în regiunea „vârfului apei” și, prin urmare, pot fi utilizate în sistemele CWDM. Astfel de fibre sunt numite și „all-wave”.

2. Fibră monomod cu dispersie zero, G.653
(ZDSF - Zero Dispersion-Shifted Fiber)

Prin schimbarea profilului indicelui de refracție, este posibilă deplasarea punctului de dispersie zero la a treia fereastră de transparență (1550 nm), ceea ce face posibilă creșterea distanței de transmisie a semnalului atunci când se operează în acest interval.

3. Fibră monomod cu lungime de undă de tăiere decalată, G.654

Acest tip de fibră are un punct de dispersie zero la 1300 nm. Cu toate acestea, datorită diametrului miezului puțin mai mare, lungimea de undă de tăiere și regiunea de atenuare minimă sunt deplasate la regiunea lungimii de undă de 1550 nm. O astfel de fibră optică poate fi utilizată pentru transmisia digitală pe distanțe lungi, de exemplu, în sistemele de comunicații terestre la distanță lungă și în cablurile submarine de coloană vertebrală cu amplificatoare optice.

4. Fibră monomod cu dispersie diferită de zero, G.655
(NZDSF - Fibră deplasată cu dispersie non-zero)

Proiectat pentru transmisie la lungimi de undă de aproximativ 1550 nm și optimizat pentru sisteme DWDM. Valoare absolută coeficientul de dispersie cromatică din această fibră este mai mare decât o valoare diferită de zero în intervalul de lungimi de undă de la 1530 nm la 1565 nm. Dispersia diferită de zero previne apariția efectelor neliniare, care sunt în special dăunătoare sistemelor DWDM.

5. Fibră monomod cu dispersie diferită de zero pentru transmisie în bandă largă, G.656

La fel ca fibra G.655, are un coeficient de dispersie cromatică diferit de zero, dar deja în intervalul de lungimi de undă de 1460-1625 nm, deci este potrivită atât pentru sistemele DWDM, cât și pentru CWDM.

6. Fibră monomod, insensibilă la îndoire, G.657 (insensibilă la îndoire)

Pe lângă proprietățile optice, rol important Caracteristicile mecanice ale fibrei optice joacă, de asemenea, un rol, în special, sensibilitatea acesteia la îndoire. Acest lucru este deosebit de important atunci când se așează în interior, unde fibra trebuie adesea îndoită. Standardul G.657 distinge mai multe subclase de fibre monomodale, care diferă prin raza minimă de îndoire și pierderea corespunzătoare (pe una sau mai multe spire).

Standardele de fibră optică descrise nu se exclud întotdeauna reciproc. De exemplu, populara fibră SMF-28® Ultra de la Corning respectă G.652.D și G.657.A1. În același timp, există cazuri în care fibrele optice de diferite tipuri nu sunt compatibile între ele.

Ingrediente active

Deoarece o fibră cu un singur mod are un diametru mic al miezului, laserele semiconductoare cu focalizare îngustă care funcționează în a doua și a treia fereastră de transparență a unei fibre de cuarț sunt folosite ca surse de radiație pentru aceasta. De obicei, se folosesc următoarele tipuri de lasere:

1) Laser cu rezonator Fabry-Perot (FP - Fabry-Perot) - cel mai simplu tip de laser semiconductor, caracterizat printr-o lățime spectrală mare (2 nm). Spectrul larg duce la o creștere a influenței dispersiei cromatice, ceea ce limitează distanța de transmisie a semnalului.

2) Laser cu feedback distribuit (DFB - feedback distribuit) are un design care reduce lățimea spectrului de emisie la 0,1 nm, ceea ce permite utilizarea unor astfel de lasere în sisteme cu viteză mai mare și extinse.

3) Laser cu modulație externă (EML - laser modulat extern). Tipurile anterioare de emițători aparțin categoriei laserelor cu modulație internă (directă), în care puterea de radiație este modulată direct de curentul de alimentare al laserului. În sistemele în care stabilitatea lungimii de undă a radiației joacă un rol important (de exemplu, în sistemele de mare viteză și în sistemele WDM), se folosesc lasere DFB, a căror radiație este modulată dispozitiv extern modulator.

Aplicarea fibrei monomod

Deci, utilizarea unei fibre de cuarț monomod face posibilă transmiterea unui semnal informațional pe zeci și chiar sute de kilometri la o viteză mare (zeci de Gbps).

În plus, după cum s-a menționat mai sus, unele tipuri de fibre monomode pot fi utilizate în rețele cu multiplexare cu divizare a lungimii de undă (CWDM, DWDM), atunci când radiația la mai multe lungimi de undă se propagă simultan de-a lungul unei fibre și în ambele direcții (Fig. 3). Acest lucru vă permite să creșteți viteza de transmisie și cantitatea de informații transmise într-o măsură și mai mare. Un caz special de multiplexare prin diviziune spectrală este o rețea optică pasivă (PON), în care informațiile sunt transmise la trei lungimi de undă (1310, 1490 și 1550 nm).

Orez. 3. CanaleCWDM șiDWDM și spectrul de atenuare al fibrei monomod (linie continuă - fibră standard cu vârf de apă la 1383 nm, linie punctată - fibră cu vârf scăzut de apă)

________________________________________________________________

Cablurile de fibră optică au o structură similară, dar pot diferi diverse caracteristici. După numărul de module, fibre, grosime, material de înveliș exterior etc. Cablurile optice sunt monomodale și multimodale. Un cablu optic monomod este conceput pentru a transmite un fascicul de lumină, iar unul multimodal - mai multe fascicule. De obicei, cablu optic monomod conceput pentru utilizare în rețele de telecomunicații, pentru a crea autostrăzi pentru transmiterea datelor pe distanțe lungi.

În același timp, multimodul este utilizat în rețelele cu rază medie și scurtă. are o structură diferită de cea multimodală. ÎN În ultima vreme Se spune că cablurile de fibră optică multimode au un avantaj față de monomode, de fapt așa este, deoarece sunt de peste o sută de ori superioare monomodului în performanță. Dar, cu toate acestea, pentru distanțe lungi este de preferat să folosiți cabluri optice monomodale, deoarece acestea s-au dovedit de lungă durată și bine în acest domeniu.

Scopul cablului optic monomod

Un cablu optic monomod modern este un tip de cablu de fibră optică și este conceput pentru a transmite un fascicul de lumină (multimodul transmite mai multe fascicule în același timp) atunci când este utilizat ca parte a rețelelor de telecomunicații și atunci când se organizează autostrăzi care transmit date pe distanțe lungi.

Cablurile de fibră optică existente, deși sunt similare ca structură, diferă în caracteristicile lor, în funcție de numărul de module, grosime, numărul de fibre, materialul mantalei exterioare și așa mai departe. Un cablu optic monomod, spre deosebire de unul multimod, în timpul transmisiei semnalului, prin definiție, este lipsit de dispersie intermodală rezultată din diferența de timp de atingere la capătul opus al cablului prin introducerea simultană a diferitelor moduri în fibră. Unul dintre caracteristici importante cablul este, de asemenea, diametrul SCS al miezului său, pentru un singur mod este de obicei de 8-10 microni.

Prin studii practice ale diferitelor cabluri optice, experții au stabilit că la distanțe care depășesc 500 de metri între obiecte, merită să se acorde preferință celor monomode, care asigură viteză de transmisie mare și fiabilă pe distanțe lungi atunci când se construiesc rețele la scară largă. Cablul multimod a arătat rezultate mai mici.

Caracteristicile cablului optic monomod

Cablul optic monomod și-a primit numele datorită faptului că în fibra optică se formează un număr mic de moduri în timpul funcționării, prin urmare se presupune în mod convențional că lumina se propagă pe o singură cale, prin urmare, o astfel de fibră a fost numită monomod. Și astfel, o fibră optică modernă poate transporta mai mult de două sute de fibre paralele, în timp ce, de regulă, este posibil să se combine combinații de fibre legate de tipuri diferite.

Din punct de vedere structural, un cablu de fibră optică este format dintr-o singură sau mai multe fibre optice, care sunt, de fapt, fire de sticlă. În consecință, transmiterea informațiilor se realizează prin transferul de lumină în interiorul fibrei optice. Utilizează un proces numit reflexie internă totală. Principiul de funcționare se bazează pe faptul că undele luminoase sunt reflectate de granița care separă două medii transparente cu indici diferiți de refracție.

Cel mai adesea, un cablu optic monomod este utilizat pentru a organiza sistemele de comunicații cu fibră optică așezate prin tuneluri, colectoare și în interiorul clădirilor și incintelor. Învelișul său exterior este realizat, de regulă, din materiale care nu susțin și nu propagă arderea.

Avantajele cablului optic monomod

Un cablu optic modern monomod se caracterizează prin avantaje semnificative față de conductorii de cupru utilizați anterior. Acestea includ cu siguranță:

• lățime de bandă semnificativ mai mare
• grad crescut de imunitate la zgomot (în special în domeniul imunității la interferențe și interferențe electromagnetice),
• volum și greutate relativ mici,
• semnal luminos cu atenuare scăzută,
• izolarea galvanică a echipamentelor nou conectate,
• protecţie fiabilă de conexiuni neautorizate, care protejează suplimentar informațiile transmise etc.

Printre principalii parametri ai cablurilor de fibră optică, se numără lungimea de undă, dimensiunea fibrei, intervalul minim de lățime de bandă, atenuarea maximă și o serie de altele. Cablul optic monomod vă permite să difuzați date la viteze de până la sute de Gb/s, reducând în același timp costul materialelor și tehnologiilor.

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

După cum sugerează și numele, prin arhitectură cablu monomod nu permite mai mult de o rază să treacă prin ea însăși - moduri. 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 cumpărați un cablu optic monomod sau oricare altul.

Diametrul mai mic al miezului oferă o dispersie modală mai mică și, ca rezultat - posibilitatea de a transmite informații pe distanțe lungi fără utilizarea de routere, repetoare și repetoare. Pe partea negativă, fibra monomod și componentele electronice care transmit, primesc și transformă date și mențin performanța cablurilor optice sunt foarte scumpe.

În ceea ce privește dimensiunile specifice, fibra monomod are un miez foarte subțire cu un diametru de 10 µm 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 vă permite să treceți al n-lea număr de moduri prin el însuși. Un astfel de conductor poate conține mai multe căi de lumină independente. Cu toate acestea, dimensiunea diametrului miezului face ca lumina să fie mai probabil reflectată de pe suprafața învelișului exterioară a miezului și, la rândul său, aceasta crește dispersia modală. 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, ca rezultat final în rețea, va primi o rată de transfer de date de 2,5 Gbps. 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.