Pengetahuan

Kabel gentian optik menghantar data sebagai denyutan cahaya melalui teras kaca, manakala penyambung menyediakan antara muka ketepatan boleh tanggal yang bergabung dengan pautan optik. Bersama-sama, mereka menentukan kehilangan sisipan, kehilangan pulangan, lebar jalur dan jarak penghantaran setiap rangkaian gentian - daripada talian akses FTTH ke tulang belakang pusat data 400G/800G. Artikel ini merangkumi cara penghantaran gentian optik berfungsi, jenis kabel dan penyambung utama, parameter prestasi yang paling penting, dan pertimbangan kejuruteraan praktikal untuk pemasangan dan penyelenggaraan.

Cara Penghantaran Gentian Optik Berfungsi

Gentian optik membawa data melalui jumlah pantulan dalaman isyarat cahaya dalam teras berasaskan silika-. Sehelai gentian standard mempunyai tiga lapisan: teras, yang membawa cahaya; pelapisan, yang mempunyai indeks biasan yang lebih rendah untuk mengehadkan cahaya di dalam teras; dan salutan polimer yang melindungi kaca daripada tekanan mekanikal dan kerosakan alam sekitar.

Tidak seperti kabel tembaga, gentian optik kebal terhadap gangguan elektromagnet (EMI) dan gangguan frekuensi radio (RFI), mempamerkan pengecilan isyarat yang sangat rendah, dan menyokong lebar jalur yang jauh lebih besar. Gentian mod-tunggal yang beroperasi pada 1550 nm lazimnya kehilangan hanya kira-kira 0.2 dB/km - membolehkan penghantaran melebihi puluhan malah ratusan kilometer tanpa penjanaan semula. Ciri-ciri ini menjadikan gentian optik satu-satunya perantara yang berdaya maju untuk komunikasi-jarak jauh,-tinggi, dan berkapasiti-besar. Untuk lebih lanjut mengenaibahan dan pembinaan kabel gentian optik, lihat panduan terperinci kami.
 

Jenis Kabel Gentian Optik: Mod-Tunggal dan{1}}Mod

Kabel gentian optik terbahagi kepada dua kategori berdasarkan cara cahaya merambat melalui teras: Gentian Mod -Tunggal (SMF) dan Gentian Mod Berbilang{1}} (MMF). Setiap satu menyediakan keperluan jarak dan lebar jalur yang berbeza.

Gentian Mod-Tunggal (SMF)

Gentian mod-tunggal mempunyai diameter teras hanya 9 µm, menyokong hanya satu mod penghantaran cahaya. Pekali pengecilannya adalah rendah - biasanya 0.18–0.25 dB/km pada 1550 nm - membolehkan penghantaran-jauh dari 10 km ke lebih 100 km. Jenis SMF yang paling biasa ditakrifkan olehPiawaian ITU-Ttermasuk:

• G.652D- Gentian mod tunggal-piawai. Ia menghilangkan puncak air pada 1383 nm, menyokong CWDM merentasi tetingkap 1310–1625 nm, dan mencapai PMD di bawah 0.2 ps/√km. G.652D ialah lalai untuk rangkaian tulang belakang, rangkaian metro dan penghantaran-jauh.
• G.655- Bukan-serakan sifar-gentian teralih, pada asalnya dibangunkan untuk sistem jarak jauh-DWDM. Kini sebahagian besarnya digantikan oleh G.652D dalam penempatan baharu.
• G.657- Bengkokkan-gentian tidak sensitif untuk FTTH dan persekitaran dalaman. G.657.A1 membenarkan jejari lentur minimum 10 mm (berbanding 30 mm untuk G.652D), manakala G.657.A2 membenarkan lentur ke bawah hingga 7.5 mm. Subkategori G.657.A adalah serasi ke belakang dengan G.652D, memudahkan penyambungan semasa naik taraf.

SMF digunakan secara meluas dalam rangkaian tulang belakang, rangkaian metro, penghantaran jarak jauh-dan luarKabel jatuh FTTHpemasangan. Terokai kamirangkaian produk gentian mod tunggal-.

Berbilang-Serat Mod (MMF)

Gentian mod-berbilang mempunyai diameter teras yang lebih besar iaitu 50 µm (atau 62.5 µm dalam OM1 lama), menyokong berbilang mod cahaya secara serentak. Walaupun jarak penghantaran adalah terhad - lazimnya di bawah 550 m - MMF berpasangan dengan baik dengan-kos rendah VCSEL (menegak-permukaan rongga-pemancar laser) transceiver, menjadikannya kos-berkesan untuk-pautan capaian, kelajuan tinggi- Gred MMF moden dikelaskan di bawahISO/IEC 11801termasuk:

• OM3- Laser-gentian dioptimumkan dengan lebar jalur modal berkesan (EMB) 2000 MHz·km pada 850 nm. Menyokong 10GBASE-SR sehingga 300 m dan 40G/100GBASE-SR4 sehingga 100 m.
• OM4- Lebar lebar dipertingkat 4700 MHz·km pada 850 nm. Memanjangkan 10GBASE-SR hingga 400 m, 40GBASE-SR4 hingga 150 m dan 100GBASE-SR4 hingga 100 m. Gred MMF yang paling banyak digunakan dalam binaan pusat data baharu.
• OM5- Gentian mod berbilang-Jalur lebar (WBMMF) dengan panjang gelombang tertentu tambahan pada 953 nm untuk-pemultipleksan pembahagian panjang gelombang (SWDM), menyokong 40G/100G/400G pada lebih sedikit helai gentian.

MMF ialah pilihan pertama untuk kabel dalaman pusat data, rangkaian kampus dan sambungan bilik peralatan. Layari kamiproduk gentian pelbagai moduntuk pilihan OM3, OM4 dan OM5.

Struktur Kabel untuk Persekitaran Berbeza

Di luar jenis gentian, pembinaan kabel adalah kritikal. Kabel penimbal-ketat digunakan di dalam bangunan untuk fleksibiliti dan penamatan mudah. Penggunaan luar menggunakan kabel-tiub, gel-diisi atau air kering-yang longgar dengan perisai untuk pengebumian terus, saluran atau pemasangan udara - direka untuk menahan kemasukan lembapan, beban tegangan dan daya remuk.
 

Jenis Penyambung Gentian Optik dan Penggilapan Muka-Tamat

Penyambung gentian optik ialah-komponen mekanikal berketepatan tinggi yang mencipta sambungan boleh tanggal antara gentian optik. Penunjuk prestasi terasnya - kehilangan sisipan (IL), kehilangan pulangan (RL), ketahanan dan kestabilan persekitaran - secara langsung mempengaruhi kualiti pautan. Penjajaran yang lemah,-pencemaran muka atau kecacatan struktur akan merendahkan atau mengganggu penghantaran optik.

Jenis Penyambung Biasa

• Penyambung LC- Faktor bentuk kecil-dengan ferrule seramik 1.25 mm dan selak tarik-tolak. Mendayakan dua kali ganda ketumpatan port SC. Dominan dalam-pusat data berketumpatan tinggi dan antara muka standard untuk transceiver 10G/25G/40G/100G.
• Penyambung SC- 2.5 mm ferrule dengan snap-dalam tolak-gandingan tarik. Teguh, mudah ditamatkan dan kos-efektif. Digunakan secara meluas dalam akses telekomunikasi, sambungan FTTH ONT, dan peralatan PON.
• Penyambung FC- Skru berulir-pada gandingan memberikan kestabilan mekanikal yang sangat baik dan rintangan getaran. Biasa dalam instrumen ujian, sistem penghantaran optik dan persekitaran industri.
• Penyambung MPO/MTP- Berbilang-penyambung tatasusunan gentian menyokong 8 hingga 72 gentian dalam satu ferrule. Penting untuk penghantaran optik selari dalam sambung pusat data 400G/800G. Lihat kamiProduk MPO/MTP.

Tamat-Menggilap Muka: PC, UPC dan APC

Penamat-penggilap muka secara langsung menentukan kehilangan pulangan. Tiga jenis adalah dalam penggunaan standard, dikawal olehIEC 61755(geometri muka-akhir) dan IEC 61753 (gred prestasi):

• PC (Perhubungan Fizikal)- Lengkung cembung sedikit untuk sentuhan langsung. Kerugian pulangan Lebih besar daripada atau sama dengan 40 dB. Sebahagian besarnya digantikan oleh UPC dalam aplikasi mod-tunggal.
• UPC (Hubungan Ultra Fizikal)- Penggilap yang lebih halus mencapai kerugian pulangan Lebih besar daripada atau sama dengan 50 dB. Lalai untuk pusat data, LAN dan pautan telekom digital. Pengekodan warna biru.
• APC (Kontak Fizikal Bersudut)- 8 hujung bersudut darjah-mengubah hala pantulan muka ke dalam pelapisan. Kerugian pulangan Lebih besar daripada atau sama dengan 60 dB. Diperlukan dalam CATV, PON/FTTH, DWDM dan sistem sensitif-pantulan. Pengekodan warna hijau.

Penting:Penyambung APC dan UPC tidak boleh dipadankan bersama. Ketidakpadanan geometri menyebabkan kehilangan sisipan yang teruk dan boleh merosakkan kedua-dua ferrule.
 

Parameter Prestasi Utama

Dua parameter menentukan kualiti optik setiap penyambung dan pemasangan kabel:

Kehilangan Sisipan (IL)ialah kuasa optik hilang apabila isyarat melalui penyambung, sambatan atau komponen. IL biasa hendaklah di bawah 0.3 dB untuk pemasangan kilang dan di bawah 0.5 dB untuk penamatan medan. IL yang lebih rendah mengekalkan belanjawan pautan dan menyokong jangkauan yang lebih panjang.

Pulangan Kerugian (RL)mengukur berapa banyak cahaya yang dipantulkan kembali ke arah sumber. Nilai RL mutlak yang lebih tinggi bermakna kurang pantulan. Piawaian industri menentukan RL minimum 40 dB untuk PC, 50 dB untuk UPC dan 60 dB untuk penyambung APC. Pantulan belakang yang berlebihan-mengganggu kestabilan laser, meningkatkan kadar ralat bit dan menyebabkan herotan dalam sistem analog.

Parameter kritikal lain termasuk pekali pengecilan (dB/km), lebar jalur (MHz·km untuk MMF), serakan kromatik dan serakan mod polarisasi (PMD). Semua harus disahkan setiappiawaian ujian kabel gentian optiksebelum penerimaan.

Aplikasi Kejuruteraan: Pemasangan dan Penyelenggaraan

Malah gentian dan penyambung terbaik akan berprestasi rendah tanpa amalan pemasangan yang betul.

Tamatkan-pembersihan muka ialah satu-satunya tugas yang paling kritikal.Zarah habuk sekecil 1 µm boleh menyekat bahagian yang bermakna daripada teras 9 µm gentian mod tunggal. Setiap penyambung mesti diperiksa dan dibersihkan sebelum mengawan menggunakan lint-sapu bebas, pen pembersih IPA atau kaset-pencuci gaya, kemudian disahkan dengan mikroskop gentian pada pembesaran 200× atau lebih tinggi.

Jejari lentur mesti dihormati.Melebihi jejari selekoh minimum memperkenalkan kehilangan lekuk mikro. Untuk kabel mod tunggal-piawai, had ini biasanya 30 mm; untuk gentian G.657.A1 lentur-tidak sensitif, ia turun kepada 10 mm.

Had beban tegangan tidak boleh melebihi.Menarik kabel melebihi daya maksimum yang dinilai semasa pemasangan boleh meregangkan atau memecahkan gentian di dalam kabel. Sentiasa gunakan peralatan menarik yang betul dan ikut spesifikasi pengeluar.

Untuk projek berskala besar-sepertipenempatan sambungan pusat data, pra-pemasangan kabel bersambung dengan kilang-prestasi yang diuji mengurangkan masa pemasangan dan meminimumkan risiko pencemaran.
 

Soalan Lazim

Apakah perbezaan antara gentian-mod tunggal dan berbilang-mod?

Gentian mod-tunggal mempunyai teras 9 µm yang membawa satu mod cahaya, menyokong penghantaran dari 10 km kepada lebih 100 km. Gentian mod berbilang-mempunyai teras 50 µm yang membawa berbilang mod, mengehadkan julat kepada beberapa ratus meter tetapi menggunakan transceiver VCSEL yang lebih murah untuk kos-pautan jangkauan-pendek yang efektif.

Apakah maksud nilai kerugian pulangan PC, UPC dan APC?

PC mencapai Lebih Besar daripada atau sama dengan 40 dB, UPC Lebih Besar daripada atau sama dengan 50 dB, dan APC Lebih Besar daripada atau sama dengan 60 dB. Nilai yang lebih tinggi bermakna kurang-pantulan belakang. Muka bersudut 8 darjah-APC ialah pilihan terbaik untuk pantulan-sistem sensitif seperti PON, CATV dan DWDM.

Bolehkah penyambung APC dan UPC disambungkan bersama?

Tidak. Muka bersudut dan rata-mencipta jurang udara apabila dikawinkan, menyebabkan kehilangan sisipan yang tinggi dan kerosakan fizikal. Sentiasa padankan APC dengan APC dan UPC dengan UPC.

Apakah jangkauan maksimum gentian OM3 dan OM4?

Untuk 10GBASE-SR, OM3 menyokong sehingga 300 m dan OM4 sehingga 400 m. Untuk 100GBASE-SR4 dengan penyambung MPO, OM3 mencapai 70 m dan OM4 mencapai 100 m, seperti yang ditakrifkan oleh piawaian Ethernet IEEE 802.3.

Mengapakah pembersihan muka-akhir sangat penting?

Pencemaran adalah punca utama kegagalan penyambung gentian. Satu zarah habuk pada teras boleh meningkatkan kehilangan sisipan dengan ketara. Setiap penyambung hendaklah dibersihkan dan diperiksa sebelum setiap mengawan.