المعرفة الأساسية بكابل الألياف البصرية

الألياف الضوئية ، الكابلات البصرية
1. صف بإيجاز تكوين الألياف الضوئية.
الإجابة: تتكون الألياف الضوئية من جزأين أساسيين: نواة وطبقة تكسية مصنوعة من مواد بصرية شفافة وطبقة طلاء.

2. ما هي المعلمات الأساسية التي تصف خصائص الإرسال لخطوط الألياف الضوئية؟
الإجابة: بما في ذلك الخسارة والتشتت وعرض النطاق الترددي وطول الموجة المقطوعة وقطر مجال الوضع وما إلى ذلك.

3. ما هي أسباب توهين الألياف؟
الجواب: يشير توهين الألياف الضوئية إلى انخفاض القدرة الضوئية بين مقطعين عرضيين للألياف الضوئية ، وهو ما يرتبط بطول الموجة. الأسباب الرئيسية للتوهين هي التشتت والامتصاص والفقد البصري بسبب الموصلات والمفاصل.

4. كيف يتم تحديد معامل التوهين بالألياف؟
الإجابة: يتم تعريفها من خلال التوهين (ديسيبل / كم) لكل وحدة طول من الألياف المنتظمة في الحالة المستقرة.

5. ما هي خسارة الإدراج؟
الإجابة: تشير إلى التوهين الناجم عن إدخال مكونات بصرية (مثل الموصلات أو قارنات التوصيل) في خط النقل البصري.

6. ما هو عرض النطاق الترددي للألياف الضوئية المتعلقة؟
الإجابة: يشير عرض النطاق الترددي للألياف الضوئية إلى تردد التعديل عندما يتم تقليل اتساع الطاقة الضوئية بنسبة 50٪ أو 3 ديسيبل من سعة التردد الصفري في وظيفة النقل للألياف الضوئية. عرض النطاق الترددي للألياف الضوئية يتناسب تقريبًا عكسياً مع طوله ، ويكون ناتج عرض النطاق الترددي ثابتًا.

7. كم عدد أنواع تشتت الألياف الضوئية؟ بماذا يتعلق؟
الإجابة: يشير تشتت الألياف الضوئية إلى توسيع تأخر المجموعة داخل الألياف الضوئية ، بما في ذلك التشتت النموذجي ، وتشتت المادة ، والتشتت الهيكلي. يعتمد على خصائص كل من مصدر الضوء والألياف الضوئية.

8. كيف يمكن وصف خصائص التشتت للإشارة المنتشرة في الألياف الضوئية؟
الجواب: يمكن وصفه بثلاث كميات فيزيائية: توسيع النبضة وعرض النطاق الترددي للألياف ومعامل تشتت الألياف.

9. ما هو الطول الموجي للقطع؟
الجواب: يشير إلى أقصر طول موجي يمكنه فقط نقل الوضع الأساسي في الألياف الضوئية. بالنسبة للألياف أحادية الوضع ، يجب أن يكون الطول الموجي المقطوع أقصر من الطول الموجي للضوء المرسل.

10. ما هو تأثير تشتت الألياف الضوئية على أداء نظام اتصالات الألياف الضوئية؟
الإجابة: سيؤدي تشتت الألياف الضوئية إلى تمدد نبضة الضوء أثناء عملية الإرسال في الألياف الضوئية. يؤثر على حجم معدل خطأ البتات وطول مسافة الإرسال وحجم معدل النظام.

11. ما هي طريقة التبعثر العكسي؟
الإجابة: طريقة التبعثر العكسي هي طريقة لقياس التوهين على طول الألياف الضوئية. تنتشر معظم الطاقة الضوئية في الألياف الضوئية في الاتجاه الأمامي ، لكن جزءًا صغيرًا يتشتت عائدًا نحو المنور. استخدم مطيافًا لملاحظة منحنى وقت التشتت الخلفي عند المنور. من أحد الطرفين ، لا يمكن قياس طول وتوهين الألياف الضوئية الموحدة المتصلة فحسب ، بل يمكن أيضًا قياس المخالفات المحلية ونقاط التوقف والمفاصل والموصلات التي تسببها. فقدان الطاقة الضوئية.

12. ما هو مبدأ اختبار مقياس انعكاس المجال الزمني البصري (OTDR)؟ ما هي الوظيفة؟
الإجابة: يتم إجراء OTDR بناءً على مبدأ التشتت الخلفي للضوء وانعكاس فرينل. يستخدم الضوء المرتجع المتولد عند انتشار الضوء في الألياف الضوئية للحصول على معلومات التوهين. يمكن استخدامه لقياس توهين الألياف الضوئية ، وفقدان الموصل ، وموقع خطأ الألياف ، وفهم توزيع الخسارة للألياف الضوئية على طول الطول هو أداة لا غنى عنها في بناء وصيانة ومراقبة الكابلات الضوئية. تشمل معلمات المؤشر الرئيسية: النطاق الديناميكي ، والحساسية ، والدقة ، ووقت القياس ، والمنطقة العمياء ، إلخ.

13. ما هي المنطقة الميتة من OTDR؟ ما هو تأثير ذلك على الاختبار؟ كيف يتم التعامل مع المنطقة العمياء في الاختبار الفعلي؟
الإجابة: عادة ما تسمى سلسلة من "النقاط العمياء" الناتجة عن تشبع طرف استقبال OTDR الناجم عن انعكاس النقاط المميزة مثل الموصلات المتحركة والمفاصل الميكانيكية بالنقاط العمياء.
يوجد نوعان من العمى في الألياف الضوئية: منطقة الحدث العمياء ومنطقة التوهين العمياء: ذروة الانعكاس الناتجة عن تدخل الموصل المتحرك ، وطول المسافة من نقطة بداية ذروة الانعكاس إلى ذروة تشبع المستقبل يسمى الحدث المنطقة العمياء ؛ يتسبب الموصل المتحرك المتداخل في ذروة الانعكاس ، وتسمى المسافة من نقطة بداية ذروة الانعكاس إلى النقطة التي يمكن فيها تحديد الأحداث الأخرى منطقة التوهين الميتة.
بالنسبة إلى OTDR ، كلما كانت المنطقة العمياء أصغر ، كان ذلك أفضل. ستزداد المنطقة العمياء مع زيادة عرض النبض. على الرغم من أن زيادة عرض النبضة تزيد من طول القياس ، إلا أنها تزيد أيضًا من المساحة العمياء للقياس. لذلك ، عند اختبار الألياف الضوئية ، استخدم قياس الألياف الضوئية لملحق OTDR ونقطة الحدث المجاورة نبضًا ضيقًا ، واستخدم نبضًا عريضًا عند قياس الطرف البعيد للألياف.

14. هل يمكن لـ OTDR قياس أنواع مختلفة من الألياف الضوئية؟
الإجابة: إذا كنت تستخدم وحدة OTDR أحادية الوضع لقياس ألياف متعددة الأوضاع ، أو تستخدم وحدة OTDR متعددة الأوضاع لقياس ألياف أحادية الوضع بقطر أساسي يبلغ 62.5 مم ، فلن تتأثر نتيجة قياس طول الألياف ، لكن فقدان الألياف لن يتأثر. نتائج فقد الموصل البصري وفقدان العودة غير صحيحة. لذلك ، عند قياس الألياف الضوئية ، يجب اختيار OTDR الذي يطابق الألياف الضوئية قيد الاختبار للقياس ، بحيث تكون جميع مؤشرات الأداء صحيحة.

15. إلى ماذا تشير "1310nm" أو "1550nm" في أدوات الاختبار البصرية الشائعة؟
الجواب: يشير إلى الطول الموجي للإشارة الضوئية. يقع نطاق الطول الموجي المستخدم في اتصالات الألياف الضوئية في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة ، ويتراوح الطول الموجي بين 800 نانومتر و 1700 نانومتر. غالبًا ما يتم تقسيمها إلى نطاق قصير الطول الموجي ونطاق طويل الموجة ، يشير الأول إلى طول موجة 850 نانومتر ، والأخير يشير إلى 1310 نانومتر و 1550 نانومتر.

16. في الألياف الضوئية التجارية الحالية ، ما هو الطول الموجي للضوء الذي له أقل تشتت؟ ما هو الطول الموجي للضوء الذي لديه أقل خسارة؟
الجواب: الضوء الذي يبلغ طوله الموجي 1310 نانومتر لديه أصغر تشتت ، والضوء الذي يبلغ طوله الموجي 1550 نانومتر لديه أقل خسارة.

17. وفقا لتغير معامل الانكسار من الألياف الأساسية ، كيف تصنف الألياف؟
الإجابة: يمكن تقسيمها إلى ألياف متدرجة وألياف متدرجة. تتميز الألياف الخطوة بنطاق ترددي ضيق وهي مناسبة للاتصالات قصيرة المدى ذات السعة الصغيرة ؛ تتمتع الألياف المتدرجة بنطاق ترددي عريض وهي مناسبة للاتصالات ذات السعة المتوسطة والكبيرة.

18. حسب اختلاف أنماط الموجات الضوئية المرسلة في الألياف الضوئية ، كيف يتم تصنيف الألياف الضوئية؟
الإجابة: يمكن تقسيمها إلى ألياف أحادية الوضع وألياف متعددة الأوضاع. يبلغ القطر الأساسي للألياف أحادية الوضع حوالي 1-10 ميكرومتر. عند طول موجة عمل معين ، يتم إرسال نمط أساسي واحد فقط ، وهو مناسب لأنظمة الاتصالات طويلة المدى ذات السعة الكبيرة. يمكن أن تنقل الألياف متعددة الأوضاع موجات ضوئية في أوضاع متعددة ، ويبلغ قطرها الأساسي حوالي 50-60 ميكرومتر ، وأداء نقلها أسوأ من الألياف أحادية الوضع.
عند إرسال الحماية التفاضلية الحالية لحماية الإرسال المتعدد ، يتم استخدام الألياف الضوئية متعددة الأوضاع بين جهاز التحويل الكهروضوئي المثبت في غرفة الاتصالات بالمحطة الفرعية وجهاز الحماية المثبت في غرفة التحكم الرئيسية.

19. ما أهمية الفتحة العددية (NA) لألياف مؤشر الخطوة؟
الإجابة: الفتحة العددية (NA) تشير إلى قدرة الألياف الضوئية على استقبال الضوء. كلما زاد NA ، زادت قدرة الألياف الضوئية على تجميع الضوء.

20. ما هو انكسار الألياف أحادية النمط؟
الإجابة: يوجد وضعان للاستقطاب المتعامدان في الألياف أحادية الوضع. عندما لا تكون الألياف متماثلة أسطوانيًا تمامًا ، فإن وضعي الاستقطاب المتعامدين لا يتدهوران. القيمة المطلقة لاختلاف معامل الانكسار بين وضعي الاستقطاب المتعامدين هي من أجل الانكسار.

21. ما هي هياكل كابلات الألياف الضوئية الأكثر شيوعًا؟
الإجابة: هناك نوعان: نوع الطبقة الملتوية ونوع الهيكل العظمي.

22. ما هي المكونات الرئيسية للكابلات الضوئية؟
الإجابة: تتكون بشكل أساسي من: لب الألياف ، مرهم الألياف الضوئية ، مادة الغلاف ، PBT (بولي بيوتيلين تيريفثاليت) ومواد أخرى.

23. ما هو درع الكابل البصري؟
الإجابة: يشير إلى عنصر الحماية (عادةً سلك فولاذي أو حزام فولاذي) المستخدم في الكابلات البصرية ذات الأغراض الخاصة (مثل الكابلات البصرية البحرية ، إلخ). يتم توصيل الدرع بالغلاف الداخلي للكابل البصري.

24. ما هي المواد المستخدمة في غلاف الكابل؟
الإجابة: يتكون الغلاف أو الطبقة الخاصة بالكابل البصري عادةً من مادة البولي إيثيلين (PE) والبولي فينيل كلوريد (PVC) ، وتتمثل وظيفتها في حماية قلب الكابل من التأثيرات الخارجية.

25. قائمة الكابلات البصرية الخاصة المستخدمة في أنظمة الطاقة.
الإجابة: هناك ثلاثة أنواع أساسية من الكابلات البصرية الخاصة:
كابل بصري مركب من السلك الأرضي (OPGW) ، يتم وضع الألياف الضوئية في خط الطاقة لهيكل حبال الألمنيوم المكسو بالفولاذ. يلعب تطبيق الكبل البصري OPGW الوظيفة المزدوجة لسلك الأرض والاتصالات ، مما يحسن بشكل فعال معدل استخدام أعمدة الطاقة.
كابل بصري ملفوف (GWWOP) ، حيث توجد خطوط نقل طاقة ، يتم لف هذا النوع من الكبلات الضوئية أو تعليقه على السلك الأرضي.
يتمتع الكبل البصري ذاتي الدعم (ADSS) بقوة شد قوية ويمكن تعليقه مباشرة بين قطبي طاقة ، مع أقصى امتداد يصل إلى 1000 متر.

26. ما هي الهياكل التطبيقية للكابلات الضوئية OPGW؟
الجواب: تشمل بشكل رئيسي: 1) هيكل الأنابيب البلاستيكية + أنابيب الألومنيوم ؛ 2) هيكل الأنبوب البلاستيكي المركزي + أنبوب الألمنيوم ؛ 3) هيكل عظمي من الألومنيوم. 4) هيكل أنابيب الألومنيوم الحلزوني. 5) هيكل الأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ ذو الطبقة الواحدة (هيكل الأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ المركزي ، هيكل الأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ ذو الطبقات) ؛ 6) هيكل الأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ المركب (هيكل الأنبوب الفولاذي المركزي ، هيكل الأنبوب الفولاذي المقاوم للصدأ).

27. ما هي المكونات الرئيسية للسلك المجدول خارج قلب الكابل البصري OPGW؟
الإجابة: إنها تتكون من سلك AA (سلك سبائك الألومنيوم) وسلك AS (سلك فولاذي ملبس بالألمنيوم).

28. لاختيار نموذج كابل OPGW ، ما هي الشروط الفنية التي يجب الوفاء بها؟
الإجابة: 1) قوة الشد الاسمية (RTS) (كيلو نيوتن) لكابل OPGW ؛ 2) عدد نوى الألياف (SM) لكابل OPGW ؛ 3) تيار الدائرة القصيرة (kA) ؛ 4) قصر الوقت (ق) ؛ 5) مدى درجة الحرارة (").

29. كيف يتم تقييد درجة الانحناء للكابل البصري؟
الإجابة: يجب ألا يقل نصف قطر الانحناء لكابل الألياف الضوئية عن 20 مرة من القطر الخارجي لكابل الألياف الضوئية ، ويجب ألا يقل عن 30 ضعف القطر الخارجي لكابل الألياف الضوئية أثناء البناء (حالة غير ثابتة ).

30. ما الذي يجب الانتباه إليه في مشروع الكابلات البصرية ADSS؟
الإجابة: هناك ثلاث تقنيات رئيسية: التصميم الميكانيكي للكابل البصري ، وتحديد نقاط التعليق ، واختيار وتركيب الأجهزة الداعمة.

31. ما هي وصلات الكابلات الضوئية الرئيسية؟
الإجابة: تشير تركيبات الكابلات الضوئية إلى الأجهزة المستخدمة لتثبيت الكبل البصري ، بما في ذلك بشكل أساسي: مشابك الضغط ، ومشابك التعليق ، وامتصاص الاهتزازات ، وما إلى ذلك.

32. ما هما أهم معلمتين من معايير الأداء لوصلات الألياف الضوئية؟
الإجابة: تُعرف موصلات الألياف الضوئية عمومًا باسم الموصلات الحية. بالنسبة للموصلات أحادية الألياف ، تركز متطلبات الأداء البصري على أكثر معلمتين أساسيتين للأداء وهما فقدان الإدخال وفقدان العودة.

33. ما هو عدد أنواع موصلات الألياف الضوئية شائعة الاستخدام؟
الإجابة: وفقًا لطرق التصنيف المختلفة ، يمكن تقسيم موصلات الألياف الضوئية إلى أنواع مختلفة. وفقًا لوسائط النقل المختلفة ، يمكن تقسيمها إلى موصلات ألياف أحادية الوضع وموصلات ألياف متعددة الأوضاع ؛ وفقًا للهياكل المختلفة ، يمكن تقسيمها إلى FC و SC و ST و D4 و DIN و Biconic و MU و LC و MT وأنواع أخرى ؛ وفقًا لوجه طرف الموصل ، يمكن تقسيمه إلى FC و PC (UPC) و APC. موصلات الألياف الضوئية شائعة الاستخدام: موصلات الألياف الضوئية FC / PC وموصلات الألياف البصرية SC وموصلات الألياف البصرية LC.

34- في نظام اتصالات الألياف الضوئية ، العناصر التالية شائعة ، يرجى ذكر أسمائها.
AFC ، محول نوع FC محول نوع ST محول نوع SC محول
FC / APC ، موصل نوع FC / PC نوع SC موصل نوع ST موصل
الطائر LC العبور MU الطائر أحادي الوضع أو العبور متعدد الأوضاع

35. ما هي خسارة الإدخال (أو فقدان الإدخال) في موصل الألياف الضوئية؟
الإجابة: يشير إلى مقدار الانخفاض في الطاقة الفعالة لخط النقل الناتج عن تدخل الموصل. بالنسبة للمستخدمين ، كلما كانت القيمة أصغر ، كان ذلك أفضل. ينص قطاع تقييس الاتصالات على ألا تزيد قيمته عن 0.5 ديسيبل.

36. ما هي خسارة رجوع موصل ليف ضوئي (أو ما يسمى توهين الانعكاس ، خسارة العودة ، خسارة العودة)؟
الإجابة: إنه مقياس لمكون طاقة الإدخال المنعكس من الموصل وإعادته على طول قناة الإدخال. يجب ألا تقل القيمة النموذجية عن 25 ديسيبل.

37. ما هو الفرق الأبرز بين الضوء المنبعث من الثنائيات الباعثة للضوء وأشباه الموصلات؟
الإجابة: الضوء الناتج عن الصمام الثنائي الباعث للضوء هو ضوء غير متماسك مع طيف تردد واسع ؛ الضوء الناتج عن الليزر هو ضوء متماسك مع طيف تردد ضيق.

38. ما هو الفرق الأكثر وضوحًا بين الخصائص التشغيلية للديودات الباعثة للضوء (LED) والليزر شبه الموصّل (LD)؟
الإجابة: لا يوجد حد أدنى لمؤشر LED ، في حين أن LD له عتبة. سيتم إنشاء الليزر فقط عندما يتجاوز التيار المحقون العتبة.

39. ما هما نوعان من أنواع الليزر أحادية أشباه الموصلات الطولية الشائع استخدامها؟
الإجابة: كل من ليزر DFB وليزر DBR هما ليزرات تغذية مرتدة موزعة ، ويتم توفير التغذية الراجعة البصرية من خلال التعليقات الموزعة Bragg grating في التجويف البصري.

40. ما هما النوعان الرئيسيان لأجهزة الاستقبال البصري؟
الإجابة: يوجد بشكل أساسي الثنائيات الضوئية (أنابيب PIN) والثنائيات الضوئية الجليدية (APD).

41. ما هي العوامل التي تسبب ضوضاء في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية؟
الإجابة: توجد ضوضاء ناتجة عن نسبة الانقراض غير المشروط ، والضوضاء الناتجة عن التغيرات العشوائية في شدة الضوء ، والضوضاء الناتجة عن اهتزاز الوقت ، وضوضاء النقطة والضوضاء الحرارية للمستقبل ، وضجيج وضع الألياف الضوئية ، والضوضاء الناجمة عن توسيع النبض الناجم عن التشتت ، وضوضاء توزيع وضع LD والضوضاء الناتجة عن غرد تردد LD والضوضاء الناتجة عن الانعكاس.

42. ما هي الألياف الضوئية الرئيسية المستخدمة حاليا لبناء شبكة النقل؟ ما هي سماته الرئيسية؟
الإجابة: هناك ثلاثة أنواع رئيسية ، وهي الألياف التقليدية أحادية الوضع G.652 والألياف أحادية النمط المزاحة بالتشتت G.653 والألياف المزاحة بالتشتت غير الصفري G.655.
تتميز الألياف أحادية الوضع G.652 بتشتت كبير في النطاق C 1530 ~ 1565nm و L-band 1565 ~ 1625nm ، بشكل عام 17 ~ 22psnmâ € km ، عندما يصل معدل النظام إلى 2.5 جيجابت / ثانية أو أكثر ، يكون تعويض التشتت مطلوب ، عند 10 جيجابت / ثانية ، تكون تكلفة تعويض التشتت للنظام مرتفعة نسبيًا ، وهي أكثر أنواع الألياف شيوعًا الموضوعة في شبكة الإرسال في الوقت الحالي.
يكون تشتت الألياف المحولة بالتشتت G.653 في النطاق C والنطاق L بشكل عام -1～3.5psnm كم ، مع تشتت صفري عند 1550 نانومتر ، ويمكن أن يصل معدل النظام إلى 20 جيجابت / ثانية و 40 جيجابت / ثانية. إنه نقل لمسافات طويلة جدًا بطول موجة واحدة. أفضل الألياف. ومع ذلك ، نظرًا لخاصية التشتت الصفري ، عند استخدام DWDM لتوسيع السعة ، ستحدث تأثيرات غير خطية ، مما يؤدي إلى تداخل الإشارة ، مما ينتج عنه خلط بأربع موجات FWM ، لذا فإن DWDM غير مناسب.
الألياف المزاحة بالتشتت غير الصفري G.655: الألياف المزاحة بالتشتت غير الصفري G.655 لها تشتت 1～6psnmâ كم في النطاق C ، وعمومًا 6-10psnmâ كم في النطاق L . التشتت صغير ويتجنب الصفر. منطقة التشتت لا تمنع فقط خلط الموجات الأربع FWM ، بل يمكن استخدامها لتوسيع DWDM ، ولكن يمكنها أيضًا فتح أنظمة عالية السرعة. يمكن لليف G.655 الجديد أن يوسع المنطقة الفعالة إلى 1.5 إلى 2 مرة من مساحة الألياف العادية ، ويمكن أن تقلل المنطقة الفعالة الكبيرة من كثافة الطاقة وتقليل التأثير غير الخطي للألياف.

43. ما هي اللاخطية للألياف الضوئية؟
الإجابة: عندما تتجاوز القدرة الضوئية للإدخال قيمة معينة ، فإن معامل الانكسار للألياف الضوئية سيكون مرتبطًا بشكل غير خطي بالقدرة الضوئية ، وسيحدث تشتت Raman وتشتت Brillouin ، مما سيغير تردد الضوء الساقط.

44. ما هو تأثير الألياف اللاخطية على الإرسال؟
الإجابة: ستؤدي التأثيرات غير الخطية إلى مزيد من الخسارة والتداخل ، مما يؤدي إلى تدهور أداء النظام. يتمتع نظام WDM بقدرة بصرية عالية وينقل مسافة طويلة على طول الألياف الضوئية ، لذلك يتم إنشاء تشويه غير خطي. هناك نوعان من التشويه اللاخطي: التشتت المحفز والانكسار اللاخطي. من بينها ، يشمل التشتت المحفّز نثر رامان وتشتت بريلوين. نوعان من التشتت المذكورين أعلاه يقللان من طاقة الضوء الساقط ويسبب الخسارة. يمكن تجاهله عندما تكون طاقة الألياف الواردة صغيرة.

45. ما هي PON (الشبكة البصرية المنفعلة)؟
الإجابة: PON عبارة عن شبكة ضوئية ذات حلقة من الألياف الضوئية في شبكة وصول المستخدم المحلي ، بناءً على المكونات البصرية المنفعلة ، مثل المقرنات والمقسمات.