دانش

کابل های فیبر نوری داده ها را به صورت پالس های نور از طریق هسته های شیشه ای منتقل می کنند، در حالی که کانکتورها رابط های دقیق جداشدنی را فراهم می کنند که پیوندهای نوری را به هم می پیوندند. آنها با هم تلفات درج، از دست دادن بازگشت، پهنای باند، و فاصله انتقال هر شبکه فیبر - از خطوط دسترسی FTTH تا ستون فقرات مرکز داده 400G/800G را تعیین می‌کنند. این مقاله نحوه عملکرد انتقال فیبر نوری، انواع اصلی کابل و کانکتور، پارامترهای عملکردی که بیشترین اهمیت را دارند و ملاحظات مهندسی عملی برای نصب و نگهداری را پوشش می‌دهد.

نحوه عملکرد انتقال فیبر نوری

فیبر نوری داده ها را از طریق بازتاب داخلی کلی سیگنال های نور در یک هسته مبتنی بر سیلیس- حمل می کند. یک رشته فیبر استاندارد دارای سه لایه است: هسته که نور را حمل می کند. روکشی که دارای ضریب شکست کمتری برای محدود کردن نور در داخل هسته است. و یک پوشش پلیمری که شیشه را از تنش های مکانیکی و آسیب های محیطی محافظت می کند.

برخلاف کابل‌های مسی، فیبرهای نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل فرکانس رادیویی (RFI) مصون هستند، تضعیف سیگنال بسیار کم را نشان می‌دهند و پهنای باند بسیار بیشتری را پشتیبانی می‌کنند. یک فیبر تک حالتی که در 1550 نانومتر کار می‌کند، معمولاً فقط حدود 0.2 دسی‌بل/کیلومتر - از دست می‌دهد و انتقال را در ده‌ها یا حتی صدها کیلومتر بدون بازسازی امکان‌پذیر می‌سازد. این ویژگی‌ها فیبر نوری را به تنها وسیله قابل دوام برای ارتباطات طولانی-در فواصل طولانی،-سرعت-بالا-با ظرفیت{8}} تبدیل می‌کند. برای اطلاعات بیشتر در موردمواد و ساخت و ساز کابل فیبر نوری، راهنمای دقیق ما را ببینید.
 

انواع کابل فیبر نوری: تک حالت-و چند حالته-

کابل های فیبر نوری بر اساس نحوه انتشار نور در هسته به دو دسته تقسیم می شوند: فیبر تک-حالت فیبر (SMF) و چند{1}}فیبر حالت (MMF). هر کدام نیازهای فاصله و پهنای باند مشخصی را ارائه می دهند.

فیبر تک حالته{{0}(SMF)

فیبر تک حالته فقط 9 میکرومتر قطر دارد و فقط یک حالت انتقال نور را پشتیبانی می کند. ضریب تضعیف آن پایین است - معمولاً 0.18-0.25 dB/km در 1550 نانومتر - که امکان انتقال مسافت طولانی از 10 کیلومتر تا بیش از 100 کیلومتر را فراهم می‌کند. رایج ترین انواع SMF تعریف شده توسطاستانداردهای ITU{0}}Tشامل:

• G.652D- فیبر استاندارد تک حالت-. پیک آب را در 1383 نانومتر حذف می کند، از CWDM در سراسر پنجره 1310-1625 نانومتر پشتیبانی می کند و PMD زیر 0.2 ps/√km را به دست می آورد. G.652D پیش‌فرض برای شبکه‌های ستون فقرات، شبکه‌های مترو و انتقال طولانی-است.
• G.655فیبر جابه‌جایی - بدون{1}}پراکندگی صفر-، که در ابتدا برای سیستم‌های مسافت طولانی-DWDM توسعه داده شد. اکنون تا حد زیادی توسط G.652D در استقرارهای جدید جایگزین شده است.
• G.657- خم کردن-الیاف غیر حساس برای FTTH و محیط های داخلی. G.657.A1 حداقل شعاع خمش 10 میلی‌متر (در مقابل 30 میلی‌متر برای G.652D) را مجاز می‌کند، در حالی که G.657.A2 اجازه می‌دهد خم شدن تا 7.5 میلی‌متر باشد. زیرمجموعه‌های G.657.A با G.652D سازگار هستند و در حین ارتقا، اتصال را ساده می‌کنند.

SMF به طور گسترده در شبکه‌های ستون فقرات، شبکه‌های مترو،-انتقال مسیرهای طولانی و فضای باز مستقر است.کابل افت FTTHتاسیسات ما را کاوش کنیدمحدوده محصول فیبر تک حالته-.

فیبر چند حالته (MMF)

فیبر چند حالته دارای قطر هسته بزرگتر 50 میکرومتر (یا 62.5 میکرومتر در OM1 قدیمی) است که از چندین حالت نوری به طور همزمان پشتیبانی می کند. اگرچه فاصله انتقال محدود است - معمولاً کمتر از 550 متر - MMF با فرستنده‌های-VCSEL (سطح حفره‌ای عمودی{10}}لیزری ساطع کننده عمودی) کم هزینه جفت می‌شود، که این امر باعث می‌شود هزینه-برای پیوندهای کوتاه{{12}{12}{12}{3}}{10}} کم هزینه باشد. نمرات مدرن MMF طبقه بندی شده در زیرISO/IEC 11801شامل:

• OM3فیبر بهینه‌شده با لیزر- با پهنای باند مؤثر (EMB) 2000 مگاهرتز·کیلومتر در 850 نانومتر. پشتیبانی از 10GBASE-SR تا 300 متر و 40G/100GBASE{10}}SR4 تا 100 متر.
• OM4- پهنای باند پیشرفته 4700 مگاهرتز·کیلومتر در 850 نانومتر. 10GBASE-SR تا 400 متر، 40GBASE-SR4 تا 150 متر و 100GBASE-SR4 تا 100 متر گسترش می‌یابد. پرکاربردترین درجه MMF در ساختمان های جدید مرکز داده.
• OM5- فیبر چند حالته باند پهن (WBMMF) با طول موج مشخص شده اضافی در 953 نانومتر برای مالتی پلکسی کوتاه-تقسیم طول موج (SWDM)، پشتیبانی از 40G/100G/400G روی رشته های فیبر کمتر.

MMF اولین انتخاب برای کابل‌کشی داخلی مرکز داده، شبکه‌های دانشگاه و اتصالات اتاق تجهیزات است. ما را مرور کنیدمحصولات فیبر چند حالتهبرای گزینه های OM3، OM4 و OM5.

ساختار کابل برای محیط های مختلف

فراتر از نوع فیبر، ساخت کابل بسیار مهم است. برای انعطاف‌پذیری و خاتمه آسان، از کابل‌های بافر محکم-در داخل خانه استفاده می‌شود. استقرار در فضای باز از کابل‌های شل-لوله، ژل-پر شده با آب یا خشک- با زره برای دفن مستقیم، مجرای یا تأسیسات هوایی - استفاده می‌کند که برای مقاومت در برابر نفوذ رطوبت، بارهای کششی و نیروهای خردکننده طراحی شده‌اند.
 

انواع اتصالات فیبر نوری و پرداخت پایانی{0}}

کانکتورهای فیبر نوری اجزای مکانیکی-با دقت بالایی هستند که اتصالات جداشدنی بین فیبرهای نوری ایجاد می‌کنند. شاخص های اصلی عملکرد آنها - از دست دادن درج (IL)، از دست دادن بازگشت (RL)، دوام و پایداری محیطی - مستقیماً بر کیفیت پیوند تأثیر می گذارد. تراز ضعیف، آلودگی انتهایی-یا نقص های ساختاری انتقال نوری را تخریب یا قطع می کند.

انواع کانکتورهای رایج

• اتصال ال سی- فرم کوچک-با یک حلقه سرامیکی 1.25 میلی متری و فشاری-کشی. دو برابر تراکم پورت SC را فعال می کند. غالب در مراکز داده با تراکم بالا و رابط استاندارد برای فرستنده‌های 10G/25G/40G/100G.
• اتصال SCفرول - 2.5 میلی‌متری با کوپلینگ فشاری-در فشار-کشش. قوی، خاتمه دادن آسان و مقرون به صرفه-. به طور گسترده در دسترسی از راه دور، اتصالات FTTH ONT و تجهیزات PON استفاده می شود.
• رابط FC- پیچ رزوه‌دار- روی کوپلینگ که پایداری مکانیکی و مقاومت در برابر لرزش عالی را ارائه می‌کند. در ابزارهای آزمایشی، سیستم های انتقال نوری و محیط های صنعتی رایج است.
• اتصال MPO/MTP- کانکتور آرایه فیبر چند- که از 8 تا 72 فیبر در یک فرول پشتیبانی می‌کند. برای انتقال نوری موازی در اتصالات مرکز داده 400G/800G ضروری است. ما را ببینیدمحصولات MPO/MTP.

پایان-براق کردن صورت: PC، UPC، و APC

پولیش{0}پایان صورت مستقیماً ضرر بازگشت را تعیین می‌کند. سه نوع در استفاده استاندارد هستند که توسط آن اداره می شودIEC 61755(پایان-هندسه صورت) و IEC 61753 (نمرات عملکرد):

• کامپیوتر (تماس فیزیکی)- منحنی محدب کمی برای تماس مستقیم. تلفات برگشتی بیشتر یا مساوی 40 دسی بل. تا حد زیادی توسط UPC در برنامه‌های یک حالت- جایگزین شده است.
• UPC (تماس فوق العاده فیزیکی)- پولیش ریزتر با دستیابی به افت بازگشتی بیشتر یا مساوی 50 دسی بل. پیش فرض برای مرکز داده، LAN، و پیوندهای مخابراتی دیجیتال. کدگذاری رنگ آبی
• APC (تماس فیزیکی زاویه دار)- 8 درجه انتهای زاویه‌دار-بازتاب‌های تغییر جهت چهره به روکش. تلفات برگشتی بیشتر یا مساوی 60 دسی بل. در CATV، PON/FTTH، DWDM و سیستم‌های حساس به بازتاب- مورد نیاز است. کدگذاری رنگ سبز

مهم:کانکتورهای APC و UPC هرگز نباید با هم جفت شوند. عدم تطابق هندسی باعث از بین رفتن شدید درج می شود و می تواند به هر دو فرول آسیب برساند.
 

پارامترهای کلیدی عملکرد

دو پارامتر کیفیت نوری هر کانکتور و مجموعه کابل را مشخص می کند:

از دست دادن درج (IL)توان نوری از دست رفته هنگام عبور یک سیگنال از طریق یک اتصال دهنده، اتصال یا جزء است. IL معمولی باید زیر 0.3 دسی بل برای مجموعه های کارخانه و کمتر از 0.5 دسی بل برای پایانه های میدانی باشد. IL پایین بودجه پیوند را حفظ می کند و از دسترسی طولانی تر پشتیبانی می کند.

ضرر برگشتی (RL)میزان بازتاب نور به سمت منبع را اندازه گیری می کند. مقادیر RL مطلق بالاتر به معنای بازتاب کمتر است. استانداردهای صنعتی حداقل RL 40 دسی بل را برای کامپیوتر شخصی، 50 دسی بل برای UPC و 60 دسی بل را برای کانکتورهای APC مشخص می کنند. انعکاس بیش از حد پشت{6}لیزرها را بی ثبات می کند، نرخ خطای بیت را افزایش می دهد و باعث ایجاد اعوجاج در سیستم های آنالوگ می شود.

سایر پارامترهای حیاتی عبارتند از ضریب تضعیف (dB/km)، پهنای باند (MHz·km برای MMF)، پراکندگی رنگی، و پراکندگی حالت قطبی (PMD). همه باید بر اساس تایید شونداستانداردهای تست کابل فیبر نوریقبل از پذیرش

کاربردهای مهندسی: نصب و نگهداری

حتی بهترین فیبرها و کانکتورها نیز بدون شیوه های نصب مناسب، عملکرد ضعیفی خواهند داشت.

پایان{0}}تمیز کردن صورت تنها حیاتی ترین کار است.ذرات گرد و غبار به کوچکی 1 میکرومتر می توانند بخش معنی داری از هسته 9 میکرومتری فیبر یک حالت را مسدود کنند. همه کانکتورها باید قبل از جفت‌گیری با استفاده از سواب‌های بدون پرز، قلم‌های تمیزکننده IPA یا پاک‌کننده‌های سبک کاست{5}}بازرسی و تمیز شوند، سپس با میکروسکوپ فیبری با بزرگنمایی 200× یا بیشتر تأیید شوند.

شعاع خمش باید رعایت شود.تجاوز از حداقل شعاع خم شدن باعث از دست دادن خم میکرو می شود. برای کابل استاندارد یک حالت-، این حد معمولاً 30 میلی متر است. برای G.657.A1 تا 10 میلی متر کاهش می یابد.

از محدودیت بار کششی نباید تجاوز کرد.کشیدن کابل ها فراتر از حداکثر نیروی نامی خود در حین نصب می تواند باعث کشیده شدن یا ترک خوردن فیبرهای داخل کابل شود. همیشه از تجهیزات کشش مناسب استفاده کنید و از مشخصات سازنده پیروی کنید.

برای پروژه‌های بزرگ-ماننداستقرار اتصال مرکز داده، مجموعه‌های کابل از قبل متصل شده با عملکرد آزمایش شده در کارخانه- زمان نصب را کاهش می‌دهند و خطر آلودگی را به حداقل می‌رسانند.
 

سوالات متداول

تفاوت بین فیبر تک حالته-و چند حالته{1}} چیست؟

فیبر تک حالته دارای یک هسته 9 میکرومتری است که یک حالت نوری را حمل می کند و از انتقال از 10 کیلومتر تا بیش از 100 کیلومتر پشتیبانی می کند. فیبر چند حالته دارای هسته 50 میکرومتری است که حالت‌های متعدد را حمل می‌کند، برد را به چند صد متر محدود می‌کند، اما از فرستنده‌های گیرنده VCSEL ارزان‌تر برای لینک‌های دسترسی کوتاه مقرون به صرفه استفاده می‌کند.

مقادیر ضرر برگشتی PC، UPC و APC به چه معناست؟

PC به بزرگتر یا مساوی 40 دسی بل، UPC بزرگتر یا مساوی 50 دسی بل و APC بیشتر یا مساوی 60 دسی بل می رسد. مقادیر بالاتر به معنای بازتاب کمتر-است. نمای انتهایی با زاویه 8 درجه-APC بهترین انتخاب برای سیستم‌های حساس به بازتاب- مانند PON، CATV و DWDM است.

آیا می توان کانکتورهای APC و UPC را به هم متصل کرد؟

خیر. صفحه های زاویه دار و صاف- هنگام جفت شدن یک شکاف هوایی ایجاد می کنند که باعث از بین رفتن زیاد و آسیب فیزیکی می شود. همیشه APC را با APC و UPC را با UPC مطابقت دهید.

حداکثر دسترسی فیبر OM3 و OM4 چقدر است؟

برای 10GBASE-SR، OM3 تا 300 متر و OM4 تا 400 متر را پشتیبانی می‌کند. برای 100GBASE{8}}SR4 با اتصالات MPO، OM3 به 70 متر و OM4 به 100 متر می رسد، همانطور که توسط استانداردهای اترنت IEEE 802.3 تعریف شده است.

چرا تمیز کردن انتهایی-صورت بسیار مهم است؟

آلودگی عامل اصلی خرابی کانکتور فیبر است. یک ذره گرد و غبار روی هسته می تواند به طور قابل توجهی تلفات درج را افزایش دهد. هر کانکتور باید قبل از هر جفت گیری تمیز و بازرسی شود.