Цели и результат
- Понять принцип передачи света в оптическом волокне (ПВОт).
- Разобрать типы волокон: одномодовые и многомодовые.
- Научиться оценивать оптический бюджет линии и ключевые потери.
Ключевые понятия
- Полное внутреннее отражение, числовая апертура.
- Окна прозрачности: 850/1310/1550 нм.
- Затухание (дБ/км), хроматическая и поляризационная модовая дисперсия.
Типы волокон и компоненты
Волокна
- Многомодовые (MM): 50/125, 62.5/125 мкм — короткие линии, дата‑центры.
- Одномодовые (SM): 9/125 мкм — магистрали, городские сети, DWDM.
Компоненты
- Излучатели: LED, FP‑лазер, DFB‑лазер.
- Приёмники: PIN и лавинные фотодиоды (APD).
- Кабель, сплиттеры, ODF, патч‑корды (SC/LC), пигтейлы, сварка.
Потери и бюджет линии
Итоговый бюджет: Pt(tx) − Σ(потери) ≥ Sens(rx).
- Затухание в волокне: 0.2–0.35 дБ/км (1550/1310 нм).
- Стыки/коннекторы: 0.2–0.5 дБ на соединение.
- Сплиттеры: 1:2 ≈ 3.5 дБ, 1:4 ≈ 7.2 дБ и т.д.
Измерения
- OTDR (рефлектометр): профиль линии, события, расстояние до обрыва.
- Измеритель оптической мощности: приемо‑сдаточные испытания.
Практическое задание
- Посчитать бюджет для линии 20 км SMF с 4 коннекторами и 2 спайками.
- Оценить влияние замены 1310 нм на 1550 нм.
Углубление: характеристики волокна и тестирование
- Типы затухания: поглощение (OH‑ион), рассеяние Релея, изгибы (макро/микро).
- Дисперсия: хроматическая (CD), поляризационная модовая (PMD). Влияние на 10G/100G/400G.
- Сопряжение мод, Launch conditioning для MM (Лазер/LED, OM3/OM4).
- Коннекторы: PC/UPC/APC, влияние угла на отражение (ORL/RSI).
- Тесты: OLTS (Tier‑1), OTDR (Tier‑2), сертификаты каналов.
Пример расчёта бюджета
Линия: 12 км SMF, 4 коннектора (0.3 дБ), 2 сварки (0.1 дБ), длина волны 1550 нм (0.22 дБ/км).
- Затухание волокна: 12 × 0.22 = 2.64 дБ.
- Коннекторы: 4 × 0.3 = 1.2 дБ.
- Сварки: 2 × 0.1 = 0.2 дБ.
- Итого потери ≈ 4.04 дБ. При запасе 3 дБ требуется Pt − Sens ≥ 7.04 дБ.
Глоссарий
- OSNR — отношение сигнал/шум по оптическому спектру.
- ORL — суммарное обратное отражение линии.
- DFB — лазер с распределённой обратной связью.
Контрольные вопросы
- Почему 1550 нм предпочтительнее для магистралей?
- Чем MM отличается от SM по модам и дисперсии?
Источники
- ITU‑T G.652, G.657, G.655.
- IEC 61753/61280.