Классификация оптико-волоконных кабелей, численные значения передаточных характеристик

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Дайте полную классификацию ОВ, численные значения передаточных характеристик

2. Назовите все виды дисперсии, имеющие место в ОВ. Сравните дисперсию одномодовых и многомодовых ОВ

3. Достоинства и недостатки одномодовых ОВ? Назовите типичные значения их передаточных характеристик для G.652

4. Какие стандарты ОВ наиболее широко используются в ВОЛС в настоящее время? Дайте численные значения их основных передаточных характеристик. Область их применения

5. От чего зависят собственные потери в ОВ и потери в ОК

6. Вследствие чего возникает поляризационная межмодовая дисперсия? В каких ОВ она появляется, к чему она приводит и как она рассчитывается

7. Назовите «области прозрачности» кварцевых ОВ и приведите типичные численные значения потерь в каждом

8. Перечислите на какие параметры ОВ влияет относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки. Каково его среднее значение для различных типов ОВ

9. Из каких составляющих состоит хроматическая дисперсия? Коэффициент удельной дисперсии. Какой составляющей можно менять знак и что из этого следует

10. Дайте определение дисперсии. Какие виды дисперсии вы знаете? В каких типах ОВ превалируют те или иные виды? В чем измеряется дисперсия

11. Как связан коэффициент широкополосности с различным ППП? Каково его численное значение для разных ППП

12. От какого параметра ОВ зависит величина эффективности ввода излучения? Каково ее значение для ООВ и МОВ

13. Дайте определение межмодовой дисперсии. От каких параметров зависит величина межмодовой дисперсии в ОВ со ступенчатым и градиентным ППП

14. Дайте определение нормированной частоты. Каково ее значение в случае ООВ и МОВ

15. От чего зависит числовая апертура? На какие параметры ВОЛС влияет числовая апертура ОВ и каковы ее численные значения для ООВ и МОВ

16. Перечислите геометрические и механические характеристики МОВ. Дайте их численное значение

17. Дайте определение дисперсии. Какими методами и способами получают ОВ со смещенной или сглаженной дисперсией? Каким рекомендациям они соответствуют? В каких случаях используется

18. Перечислите окна прозрачности кварцевых ОВ, величину затухания в них и интервалы длин волн соответствующие им

19. Какими физическими процессами обусловлены потери световой мощности в ОВ

20. От чего зависит межмодовая дисперсия в МОВ? Где она больше: в ОВ со ступенчатым ППП или параболическим ППП? Область применения МОВ

21. Каковы основные преимущества использования оптических волокон в системах связи

22. Чем определяется число направляемых мод в ступенчатом и градиентном МОВ? От чего оно зависит

23. Опишите основные типы конструкции оптических кабелей

24. Какие марки кабелей предназначены для подземной прокладки

25. От чего зависят суммарные потери элементарного кабельного участка

26. Опишите принципы маркировки

27. Какие марки кабелей предназначены для подвесных ОК

28. Перечислите основные компоненты ОК

29. Технические требования к оптическим кабелям связи

30. Кабели для наружной прокладки. Какие марки кабелей предназначены для прокладки в грунт

31. Перечислите достоинства и недостатки ОК по сравнению с электрическими линиями связи

32. От каких параметров зависит длина регенерационного участка? Назовите методы увеличения длины регенерационного участка

33. Кабели для воздушной подвески. Какие марки кабелей предназначены для подвески

34. Перечислите основные конструктивные элементы ОК. Что относится к специальным кабелям

35. Дайте классификацию оптических кабелей по конструкции

36. Перечислите типы распределителей оптического излучения (РОИ) и приведите их основные параметры

37. Дайте определение энергетического потенциала ВОЛС. От чего он зависит и каково его значение для магистральных, зоновых линий связи

38. Каковы методы изготовления ОВ

39. Дайте классификацию оптических кабелей по назначению

40. Виды прокладки ОК при строительстве ВОЛС

41. Перечислите основные компоненты ОК. Какие марки кабелей предназначены для прокладки в кабельной канализации

42. Для чего на оптическое волокно наносят полимерное покрытие

43. Назовите методы увеличения длины регенерационного участка

44. Чем ограничена длина регенерационного участка и каковы методы увеличения пропускной способности регенерационного участка

45. Назовите типы оптических коммутаторов. Опишите принцип работы оптического коммутатора

46. Принцип работы оптического изолятора. Каково его назначение

47. Назовите виды и характеристики ответвителей, приведите типовые значения их параметров

48 Назовите типы торцевых разветвителей с оптическими элементами и нарисуйте схемы их построения

49. Назначение и классификация соединительных муфт

50. Перечислите все известные вам виды пассивных компонентов ВОЛС и их основные характеристики

51. Каково назначение WDМ устройств, каковы их основные параметры и перечислите физические явления, используемые в них

52. Дайте сравнительный анализ различных типов оптических переключателей (коммутаторов) и приведите их параметры

53. Перечислите методы соединения ОВ, проанализируйте их достоинства и недостатки с указанием среднего значения потерь

54. Как влияет диаметр модового поля на параметры WDМ устройств и как зависит от длины волны

55. Каковы требования к оптическим разъемным соединителям (коннекторам)? Причины возникновения в них потерь

53. Какие типы неразъемных оптических соединителей вы знаете? Где применяются разъемные и неразъемные соединения

54. Перечислите достоинства и недостатки WDМ устройств на дифракционных решетках и сравните их с WDМ других видов. WDM(Bi-Directional)

55. Какие существуют способы соединения ОВ? Основные передаточные характеристики соединителей. Дайте их численное значение

56. Конструкции соединительных муфт

57. Назовите и дайте определения основных параметров оптических разветвителей

58. Для чего предназначен аттенюатор? Какие типы аттенюаторов вы знаете

59. Типы контакта в соединителях (коннекторах)

60. Виды оптических коннекторов, их основные характеристики и область применения

61. В чем заключается технология PON. Архитектура PON

62. Назовите основные виды разветвителей. Опишите принцип работы разветвителя

63. Каково назначение оптического коммутатора. Принцип работы оптического коммутатора

1. Дайте полную классификацию ОВ, численные значения передаточных характеристик

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру сердцевины оптическое излучение распространяется по волокну в одной моде и, как результат, отсутствует межмодоваядисперсия.СтандартноеодномодовоеG.652.Одномодовое со смещенной дисперсией G.653.Одномодовое со смещенной длиной волны отсечки G.654Одномодовое с ненулевой смещенной дисперсиейG.655Одномодовое с ненулевой дисперсией для широкополосной передачи данных.G.652Одномодовое с уменьшенными потерями на малых радиусах изгиба.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62.5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения -- каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе -- показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Профиль показателя преломления градиентного волокна можетбыть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.Полимерные (пластиковые) волокна производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрометров и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.

2. Назовите все виды дисперсии, имеющие место в ОВ. Сравните дисперсию одномодовых и многомодовых ОВ

Дисперсия - рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала, приводящее к увеличению длительности импульса.

Межмодовая дисперсия. Причиной возникновения межмодовой дисперсии в многомодовых ОВ является наличие в ОВ множества направляемых мод. Межмодовая дисперсия определяется разницей во времени распространения лучей по самому длинному и самому короткому пути.

Межмодовая дисперсия, поэтому может быть уменьшена за счет соответствующего выбора профиля показателя преломления . Существует ППП, при котором межмодовая дисперсия минимальна. Такой профиль называется оптимальным, его значение можно определить как q_opt? 2(1 - Д)

Хроматическая дисперсия вызвана зависимостью групповой скорости моды от длины волны и ширины спектра частот источника излучения. Хроматическая дисперсия делится на материальную и волноводную и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне.

3. Достоинства и недостатки одномодовых ОВ? Назовите типичные значения их передаточных характеристик для G.652

Достоинства:

- Широкая полоса пропускания;

- Большая дальность передачи сигнала;

- Малый коэффициент затухания;

Недостатки:

-требует одномодовых источников излучения на 1.3 и 1.5 мкм, цена которых в несколько раз дороже многомодовых;

- в ОВ труднее ввести излучение из-за малых размеров сердцевины, по этой же причине ОВ сложно сращивать;

- оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами обходится дороже многомодовых

Передаточные характеристики G.652

Рабочий диапазон длин волн	нм	1260…1625
Диаметр модового поля на длине волны 1310 нм 1550 нм	Мкм	9-10 ± 10% 9-10 ± 10%
Длина волны отсечки в кабеле лсс	нм	? 1260
Коэффициент затухания на опорной длине волны: 1310 нм 1460 нм 1550 нм 1625 нм	дБ/км	?0,33…0,34 ?0,19…0,21 ?0,20…0,23
Коэффициент затухания на длине волны гидроксильного пика 1383 ± 3нм	дБ/км	? 0,31…1,0
Коэффициент хроматической дисперсии в интервале длин волн: 1285…1330 нм 1460…1625 нм 1530…1565 нм 1565…1625 нм	пс/нмЧкм
Длина волны нулевой дисперсии л0	нм	1310 ± 10
Наклон дисперсионной кривой S0	пс/Чкм
Коэффициент поляризационной модовой дисперсии: -протяженная линия	пс/	? 0,08
Прирост коэффициента затухания из-за макроизгибов (100 витков диаметром 75мм) на длине волны 1310 нм 1550 нм 1625 нм	дБ	? 0,05 ?0,01…0,05 ? 0,01

4. Какие стандарты ОВ наиболее широко используются в ВОЛС в настоящее время? Дайте численные значения их основных передаточных характеристик. Область их применения

Стандарты:

Для ООВ - ITU-T Rec. G.652…G.655

Для МОВ - ITU-T Rec. G.651

Область применения:

- волоконно-оптическая связь;

-волоконно-оптических датчиках;

- медицина;

5. От чего зависят собственные потери в ОВ и потери в ОК

Собственные потери. Потери, обусловленные рассеянием света Свет, попадая на неоднородности в ОВ, рассеивается в разных направлениях. В результате часть его теряется в оболочке. Формула для расчета затухания в ОВ, вызванного Рэлеевским рассеянием:

Потери за счет поглощения в ультрафиолетовой области частотного диапазона [дБ/км] определяются по формуле:

Потери в инфракрасной области спектра:

Полное затухание в волокне, измеряемое в дБ/км, определяется в виде суммы собственных и кабельных потерь: = расс +ик + уф + каб. Величина кабельных потерь каб составляет 0,15-0,2 от собственных потерь. Они обусловлены скруткой, деформациями и изгибами волокон, возникающих при наложении покрытий и защитных оболочек при производстве кабеля, а также в процессе его прокладки. Потери, обусловленные рэлеевским рассеянием и инфракрасным поглощением, определяют нижний предел собственных потерь в ОВ: б = бр + бм = 0,124 + 0,028 = 0,152 дБ/км.

6. Вследствие чего возникает поляризационная межмодовая дисперсия? В каких ОВ она появляется, к чему она приводит и как она рассчитывается

Поляризационная модовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды. Главной причиной поляризационной модовой дисперсии является эллиптичность профиля сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления и эксплуатации волокна.

где T -удельный коэффициент поляризационной дисперсии( типичное значение для кварцевого волокна Т = 0.5 - 2пс) (.)

7. Назовите «области прозрачности» кварцевых ОВ и приведите типичные численные значения потерь в каждом

830-870 нм б = 2-3 дБ/км

1270-1325 нм б = 0,4-0,3 дБ/км

1528-1565 нм б = 0,22-0,19 дБ/км

1565-1620 нм б = 0,31 дБ/км

1625-1675 нм

ОП-там, где кварц имеет минимальное затухание

8. Перечислите на какие параметры ОВ влияет относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки. Каково его среднее значение для различных типов ОВ

1 >n2 , n1 - сердцевина, n2-оболочка

Относительная разность ПП характеррезует относительную высоту ППП.

Д=(n²₁-n²₂)/2n²₁= (n₁-n₂)/n₁

?(мов) = 0,01 - 0,02

?(оов) = 0,002 - 0,004

9. Из каких составляющих состоит хроматическая дисперсия? Коэффициент удельной дисперсии. Какой составляющей можно менять знак и что из этого следует

Хромотическая дисперсия:*материальная,*волноводная. Коэффициент удельной материальной дисперсии

коэф.волн диспер.

Результирующее Коэффициент удельной хром.дисперсии

В зависимости от длины волны значение M меняет знак. Значение B всегда положительно.

10. Дайте определение дисперсии. Какие виды дисперсии вы знаете? В каких типах ОВ превалируют те или иные виды? В чем измеряется дисперсия

Дисперсия- рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала, приводящее к увеличению длительности импульса. Дисперсия:*многомодовая (межмодовая ):*одномодовая (хромотическая (материальная,волноводная);поляризационная ) (пс/нм*км)

11. Как связан коэффициент широкополосности с различным ППП? Каково его численное значение для разных ППП

Коэффициент широкополосности:

Для ступенчатого ППП:

Для градиентного ППП::

Для оптимального ППП:::

Пусть L=1 km, n1=1.47,

Чем больше значение, тем меньше коэффициент широкополосности, и наоборот.

12. От какого параметра ОВ зависит величина эффективности ввода излучения? Каково ее значение для ООВ и МОВ

Эффективность ввода:, т.е. эффективность ввода света в ОВ зависит от квадрата значения числовой апкртуры, а значение числовой апертуры зависит только от показателя преломления сердцевины и оболочки.

Для МОВ: .

Для ООВ:.

13. Дайте определение межмодовой дисперсии. От каких параметров зависит величина межмодовой дисперсии в ОВ со ступенчатым и градиентным ППП

Межмодовая дисперсия обычно происходит в многомодовом оптоволокне. Когда короткий световой импульс вводится в волокно в пределах числовой апертуры, вся энергия не достигает конца оптоволокна одновременно. Разные моды переносят энергию по разным длинам. Например, многомодовое волокно с сердечником в 50 мкм имеет несколько сотен мод. Это импульс, распространяясь по разным длинам светового пути вызывает межмодовую дисперсию, или более просто, многомодовую дисперсия. Межмодовая дисперсия градиентных ОВ, обычно, на порядок и поболее ниже, чем у ступенчатых волокон.

Это обосновано тем, что за счет уменьшения показателя преломления от оси ОВ к оболочке скорость распространения лучей вдоль их траекторий меняется - так, на траекториях, близких к оси, она меньше, а на удаленных, естественно, больше. Следовательно, лучи, распространяющиеся кратчайшими траекториями (поближе к оси), владеют наименьшей скоростью, а лучи, распространяющиеся по наиболее протяженным траекториям, имеют огромную скорость. В итоге время распространения лучей выравнивается и повышение продолжительности импульса становится меньше.

14. Дайте определение нормированной частоты. Каково ее значение в случае ООВ и МОВ

Важнейшим обобщенным параметром ОВ, используемым для оценки его свойств, является нормированная частота V. Она определяется суммированием ранее приведенных аргументов цилиндрических функций для сердцевины (г1а) и оболочки (г2а):

V корень(--y--1a^2------y2a^2)----a корень(--k1^2----k2^2)----2--Пa/лямбда * корень(--n1^2----n2^2)

где а - радиус сердцевины ОВ; n1 - показатель преломления сердцевины; n2 - показатель преломления оболочки.Если V>2,405 то это МОВЕсли V<2,405 то это ООВ

15. От чего зависит числовая апертура? На какие параметры ВОЛС влияет числовая апертура ОВ и каковы ее численные значения для ООВ и МОВ

Числовая апертура (NA) связанна с максимальным углом ввода излучения в ОВ при котором свет испытывает полное внутреннее отражение и распространяется в виде направленных лучей

0,11 - 0,14 для ООВ

16. Перечислите геометрические и механические характеристики МОВ. Дайте их численное значение

Диаметр сердцевины 50/62,5+-3 мкм

Диаметр оболочки 125+-0,2 мкм

некруглость сердцевины (Н_с), определяемая только для многомодовых ОВ. Она определяется в % как

где d_max, d_min - наибольший и наименьший диаметры сердцевины соответственно, мкм.

Геометрические параметры стандартизованы МСЭ-Т:

Так, например, для МОВ d_н=50 мкм; 62,5 мкм. Дd=2,5 мкм

Кроме этих параметров нормируются:

диаметр оболочки 1251 мкм

диаметр защитного покрытия (D_зп = 24510 мкм)

некруглость оболочки 2 % (определяется аналогично [1])

неконцентричность сердцевины и оболочки < 3 % для МОВ и < 0,8 % мкм для одномодовых ОВ

неконцентричность покрытия < 12 мкм

Диаметр сердцевины одномодовых ОВ изменяется в пределах от 8 до 10 мкм.

17. Дайте определение дисперсии. Какими методами и способами получают ОВ со смещенной или сглаженной дисперсией? Каким рекомендациям они соответствуют? В каких случаях используется

Дисперсия-рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала, приводящее к увеличению длительности импульса. ( Уширение). При большом уширении импульсы начинают перекрываться, и их выделение при приеме невозможно. Дисперсия влечет за собой увеличение коэффициента ошибок BER. Дисперсия определяет пропускную способность( чем меньше дисперсия, тем больший поток информации можно передать по волокну). ОВ[D(л)=пс/нм*км]. Механизмы возникновения: -различие скоростей распространения направляемых мод в многомодовом волокне(межмодовая дисперсия)2. Зависимость групповой скорости каждой направляемой моды от длины волны источника излучения(хроматическая дисперсия) 3. Разность в задержке распространения двух ортогонально поляризованных волн( ПМД).

ООВ со смещенной дисперсией( DSF) - (G.653) длина волны ненулевой дисперсии смещена за счет профиля показателя преломления. л =1550 нм - абсолютный минимум потерь в кварцевых волокнах.

ООВ с ненулевой смещенной дисперсией (NZDSF) -G.655-применяются в DWDM системах обладают дисперсией достаточной для подавления нелинейных эффектов.

18. Перечислите окна прозрачности кварцевых ОВ, величину затухания в них и интервалы длин волн соответствующие им

	G.652	G.653	G.654	G.655	G.651
Первое окно прозрачности	780…860нм					<2.4…4
О диапазон	1280…1360нм	<0.33…0.34	<0.4…0.50		<0.35…0.5	<0.6…1.5
E( расширенный) диапазон	1360…1460нм
S(коротковолновый) диапазон	1460…1530нм
С(стандартный) диапазон	1530…1565нм	<0.19…0.21	<0.35	<0.22	<0.2…0.25
L ( длинноволновый )диапазон	1565…1625нм	<0.2…0.23	<0.3		<0.21…0.28
U ( сверхдлинный) диапазон	1625…1675нм

19. Какими физическими процессами обусловлены потери световой мощности в ОВ

Затухание и дисперсия

20. От чего зависит межмодовая дисперсия в МОВ? Где она больше: в ОВ со ступенчатым ППП или параболическим ППП? Область применения МОВ

Межмодовая дисперсия больше в ОВ со ступенчатым ППП.

Область применения: локальные и внутри объектовые сети.

21. Каковы основные преимущества использования оптических волокон в системах связи

Широкая полоса пропускания - обусловлена чрезвычайно высокой частотой оптической несущей, которая обеспечивает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит.

Малое затухание светового сигнала в волокне - малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяжённостью более 100 км.

Низкий уровень шумов - позволяет увеличить полосу пропускания за счёт использования различных способов модуляции сигналов при малой избыточности их кодирования.

Высокая помехозащищённость. ОВ изготовлено из диэлектрического материала => невосприимчиво к электромагнитным помехам

Высокая защищённость от несанкционированного доступа - ОК не излучает э-м волны в радиодиапазоне => передаваемую информацию трудно подслушать, не нарушая приёма-передачи.

Малый вес и объём

Гальваническая развязка

Взрыво-пожаробезопасность

Экономичность

Длительный срок эксплуатации

Возможность подачи по ОК электропитания

22. Чем определяется число направляемых мод в ступенчатом и градиентном МОВ? От чего оно зависит

МОВ определяется в первую очередь по диаметру серцевины D=50/62.5 мкм. Если V>2.405, то ОВ многомодовое.

Число мод:

23. Опишите основные типы конструкции оптических кабелей

Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые (упрочняющие) и демпфирующие элементы.

Существующие ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые и монтажные ОК.

Магистральные ОК предназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной пособностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.

Зоновые ОК служат для организации многоканальной связи между областным центром и районами с дальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.

Городские ОК применяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до |10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов.

Подводные ОК предназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.

Объектовые ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.).

Монтажные ОК используются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент

оптический волокно дисперсия частота



24. Какие марки кабелей предназначены для подземной прокладки

25. От чего зависят суммарные потери элементарного кабельного участка

Потери на ЭКУ ВОЛП нормируются таким образом, чтобы

разность между энергетическим потенциалом ВОСП и суммар-

ными потерями оптической мощности на ЭКУ совместно со

станционными кабелями, которые включают и дополнительные потери, обусловленные влиянием отражений, дисперсии(хроматической и поляризационно-модовой), модовых шумов и чирп-эффекта, была не менее допустимого эксплуатационного запаса.

26. Опишите принципы маркировки

Маркировка представляетс собой аббревиатурную запись таких основных параметров ОК, как:

- назначение и область применения;

- конструкция сердечника;

- материал оболочек;

- наличие брони;

- число ОМ и количество ОВ в нем;

- тип ОВ;

- рабочая длина волны и коэффициент затухания на ней;

- дисперсия

27. Какие марки кабелей предназначены для подвесных ОК

Подвесные ОК применяют для прокладки на грозотросе и фазовом проводе ЛЭП, контактной сети электрифицированных железных дорог, для прокладки на опорах воздушных линий связи, трамвайной и троллейбусных линий. Марки кабеля: , ОКН, ОКП-Т, ОКПМ, ОПД, ДТ, ОПК, ОСВ, ОПЦ, ОКПМ, ОКПЦ, ОКТ, ОКЛ8

28. Перечислите основные компоненты ОК

Пассивные компоненты: Оптические коннекторы; Соединительные розетки; Соединительные и переходные шнуры; фиксируемые и регулируемые аттенюаторы; управляемые переключатели-коммутаторы; Фильтры; Оптические изоляторы; Распределители оптического излучения(делители, сумматоры, разветвители) Активные компоненты: Передатчик, Приемник, Усилитель, Регенератор.

29. Технические требования к оптическим кабелям связи

Магистральная кабели должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью.

Механические характеристики кабеля характеризуются допустимыми растягивающими и раздавливающими усилиями, которые определяются маркой ОК, зависят от вида прокладки

Строительная длина кабеля оптического должна быть не менее 2, 4, или 6 км, (в зависимости от конкретного типа прокладываемой линии)

Коэффициент затухания ОВ на длине волны 1,55 мкм должен быть не более 0,22 дБ/км.

Хроматическая дисперсия ОВ на длине волны 1,55 мкм должна быть не более 18пс/нм.км

30. Кабели для наружной прокладки. Какие марки кабелей предназначены для прокладки в грунт

ОКА - кабель для наружной прокладки.

ОКмарки ОКБ предназначены для прокладки в грунтах всех категорий, кроме грунтов, подверженных мерзлотным деформациям, при пересечении рек и водных преград, в кабельной канализации, на мостах и эстакадах. ОКС-в лёгких грунтах.

31. Перечислите достоинства и недостатки ОК по сравнению с электрическими линиями связи

Достоинствами ОК по сравнению с электрическими являются:*возможность передачи большого потока информации;*малое ослабление и независимость его от частоты в широком диапазоне;*высокая защищенность от внешних электромагнитных помех;*малые габаритные размеры и масса;*надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания).К недостаткам можно отнести:*сложная технология изготовление оптического волокна;*дорогое оборудование монтажа

32. От каких параметров зависит длина регенерационного участка? Назовите методы увеличения длины регенерационного участка

Длина регенерационного участка зависит от длины волны излучения. Длина рег. Уч. определяется затуханием и дисперсией Длина регенерационного участка должна быть наибольшей с тем, чтобы минимизировать количество регенераторов на линии. С другой стороны, увеличение длины регенерационного участка при прочих равных условиях приводит к увеличению коэффициента ошибок в регенераторе.

33. Кабели для воздушной подвески. Какие марки кабелей предназначены для подвески

Подвесные ОК применяют для прокладки на грозотросе и фазовом проводе ЛЭП(линии электропередачи), контактной сети электрофицированных железных дорог, для прокладки на опорах воздушных линий связи, трамвайной и троллейбусных линий.

ОКСМ(оптический кабель подвесной, самонесущий диэлектрический)-предназначен для подвески на опорах линий связи, контактной сети железных дорог и столбах городского освещения.

ОКПМ(оптический кабель подвесной плоский), ОКПЦ- предназначены для подвески на опорах линий связи, столбах городского освещения, между зданиями и сооружениями. ОКПМ(оптический кабель подвесной с выносным силовым элементом)

34. Перечислите основные конструктивные элементы ОК. Что относится к специальным кабелям

ОВ с защитным покрытием. - оптический модуль. - сердечник. -силовые элементы. -гидрофобный материал. -оболочка. -броня.

Специальные кабели: полевые, подводные герметизированные, огнестойкие и пожаростойкие, для стационарных объектов, для дистанционного управления.

35. Дайте классификацию оптических кабелей по конструкции

36. Перечислите типы распределителей оптического излучения (РОИ) и приведите их основные параметры

В зависимости от выполняемых функций распределители оптического излучения (РОИ) подразделяются на: неселективные делители-сумматоры мощности - оптические разветвители (ответвители); спектрально селективные делители-сумматоры сигналов - волновые мультиплексоры/демультиплексоры; управляемые внешним воздействием распределители оптических сигналов - переключатели (коммутаторы).

Основные параметры РОИ:-коэффициент передачи между полюсами -потери бвнутр -потери на распределение с n выходными полюсами б -разброс в распределении мощности по выходным полюсам dРj -оптическое переходное затухание между каналами А)на ближнем конце Di =P4/P1 Б)на дальнем конце Dj=P2/P23 -стабильность характеристик при изменении внешних условий

37. Дайте определение энергетического потенциала ВОЛС. От чего он зависит и каково его значение для магистральных, зоновых линий связи

Энергетический потенциал - это разность между уровнем оптического сигнала на выходе передающего и чувствительностью приемного оптических модулей. Чувствительность приемного оптического (ПрОМ) - минимальный уровень оптического сигнала на входе ПрОМ, при котором обеспечивается требуемый коэффициент ошибок (БЕР).

38. Каковы методы изготовления ОВ

Оптические волокна, используемые в ВОЛС, изготавливают главным образом из плавленого кварца (SiO2). Достоинство его перед другими оптически прозрачными диэлектриками - минимальное затухание оптических сигналов.

Технологический процесс производства крайне сложен, разрабатывался на протяжении многих лет и происходит в два этапа: изготовление заготовки и вытягивание волокна.

Существует четыре основных метода производства оптических волокон:

Внутреннее осаждение в химических парах

Внешнее осаждение в химических парах

Осевое осаждение паров

Протягивание с двойным тиглем

39. Дайте классификацию оптических кабелей по назначению

ОК-линейные (для внешней прокладки) и внутриобъектовые ( для внутренней прокладки)

Магистральные - предназначены для передачи информации на большие расстояния и на большое число каналов. Обладают малым затуханием и дисперсией, большой информационно-пропускной способностью.

Зоновые кабели - предназначены для связи областного центра с районами и городскими областями. Дальность порядка 100км.

Городские ОК- в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояние(5-10км) и большое число каналов.

40. Виды прокладки ОК при строительстве ВОЛС

Подземные - прокладываются в грунте: вдоль полотна железных и автомобильных дорог, в канализации.

Подводные - для осуществления связи через большие водные преграды.

Подвесные - для прокладки на грозотросе и фазовом проводе ЛЭП, контактной электрификации железных дорог, для прокладки на опорах воздушных линий связи, трамвайных и троллейбусных линий.

41. Перечислите основные компоненты ОК. Какие марки кабелей предназначены для прокладки в кабельной канализации

Основные компоненты: Оптическое волокно, гидрофобный заполнитель, центральные силовой элемент, водоблокирующая лента, полимерная трубка, скрепляющая лента, полимерная оболочка, стальная гофрированная лента, маркировка. Марка ОКЛСт-Н - для прокладки в кабельной канализации.

42. Для чего на оптическое волокно наносят полимерное покрытие

Защита от влияния внешней среды

43. Назовите методы увеличения длины регенерационного участка

При определении длины регенерационного участка необходимо на первом этапе найти максимально допустимое расстояние (ограниченное затуханием светового тракта), на которое можно передать сигнал, а затем его восстановить. Вторым этапом определяют пропускную способность оптического кабеля и находят длину трассы, на которую еще можно передавать оптические сигналы с заданной скоростью.

44. Чем ограничена длина регенерационного участка и каковы методы увеличения пропускной способности регенерационного участка

Длина РУ ограничена затуханием и дисперсией. В МОВ длина регенерационного участка обычно ограничивается дисперсией, а в ООВ - затуханием.

45. Назовите типы оптических коммутаторов. Опишите принцип работы оптического коммутатора

Волоконно-оптический переключатель, кроме входных полюсов и распределительного функционального элемента (РФЭ), содержит также устройство управления, которое формирует команды, на изменения состояний РФЭ таким образом, чтобы обеспечить связь между заданными парами полюсов.

Если множество состояний РФЭ обеспечивает реализацию любого списка соединений полюсов, то переключатель считается полнодоступным. Переключатель считается неблокируемым, если для установления новой связи не требуется перестройки коммутационных элементов, обеспечивающих осуществление ранее установленных связей.

В зависимости от механизма коммутации различают механические, оптоэлектронные и оптические переключатели В механических переключателях коммутация осуществляется за счёт механического перемещения тех или иных элементов переключателя, в оптоэлектронных и оптических переключателях механическое перемещение элементов отсутствует, изменение направления оптического сигнала в них происходит в результате изменения оптико-физических параметров неподвижной среды распространения излучения. Оптический достоинства исключается необходимость оптоэлектронного преобразования, высокая пропускная способность, малое время переключения - недостатки затухание сигнала винтегрально-оптических устройствах, трудность при совмещении с ОВ

46. Принцип работы оптического изолятора. Каково его назначение

Оптические изоляторы или вентили обеспечивают пропускание света в одном направлении почти без потерь, а в другом (обратном) направлении с большим затуханием. основе работы оптического изолятора лежит эффект Фарадея - вращение плоскости поляризации света оптически неактивными веществами под действием продольного магнитного поля.

Оптический изолятор состоит из трех элементов: поляризатора 1 (входного поляризатора),ячейки Фарадея 2 и анализатора 3 (выходного поляризатора). Параметры ячейки Фарадея выбираются так, чтобы ось поляризации света, проходящего через нее, разворачивалась на 45о. Под таким же углом устанавливаются оси поляризаторов. Входной полезный сигнал, проходя через поляризатор 1, оставляет свою вертикальную составляющую без изменения, устраняя горизонтальную

составляющую.. Далее вертикально поляризованный свет проходит через ячейку Фарадея 2,разворачивает плоскость поляризации на 45о и беспрепятственно проходит через анализатор 3. При распространении света в обратном направлении он также поляризуется в плоскости анализатора 3, затем, проходя через ячейку Фарадея 2, становится горизонтально поляризованным. Таким образом, оси поляризации света и поляризатора 1 составляют угол 90о, поэтому поляризатор 1 не пропускает обратное излучение.

Основными требованиями, предъявляемыми к оптическому изолятору, являются малые вносимые потери в прямом направлении (~ 1-2 дБ) и высокая изоляция(потери при распространении обратного сигнала) в обратном направлении (> 30 дБ)

47. Назовите виды и характеристики ответвителей, приведите типовые значения их параметров

Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство.

Ответвитель - это обобщение разветвителя, когда выходная мощность распределяется необязательно в равной пропорции между выходными полюсами.

Различают направленные и двунаправленные разветвители, а также разветвители, чувствительные к длине волны (спектрально-селективные) и нечувствительные (неселективные). Конфигурации ответвителей бывают 1 х 2, 1 х 3, 1 х 4, 1 х 5, 1 х 6, 1 х 8, 1 х 16, 1 х 32. Некоторая доля (меньше 50 %) выходной мощности идёт на канал (каналы) ответвителя, в то время как большая часть остаётся в магистральном канале. Выходные полюса нумеруются в порядке убывания мощности.

48 Назовите типы торцевых разветвителей с оптическими элементами и нарисуйте схемы их построения

Из разветвителей торцевого типа наиболее распространены такие, в которых торцы выходных световодов непосредственно состыковываются с торцом входного световода и закрепляются каким-либо механическим способом или склеиваются. Вносимые потери составляют 0,3-1,2дБ. Для их уменьшения торцы стравливают или сошлифовывают.

49. Назначение и классификация соединительных муфт

Муфты предназначены для защиты сварных соединений волокон при прокладке кабелей в кабельной канализации, коллекторах и тоннелях. Муфты ОК различают:

по материалу корпуса: нержавеющая сталь, полиэтилен или раз- личные конструкционные пластмассы, например полипропилен;

по виду герметизации корпуса и вводов оптического кабеля;

по типу соединения строительных длин;

по емкости (количеству соединяемых волокон), и возможности ее модульного наращивания (увеличения количества сплайс-кассет);

по условиям прокладки кабеля: в канализации, в грунте, на дне рек, океанов, для подвески на опоры вдоль линии электропередач;

по сращиваемому кабелю и месту эксплуатации; по способу защиты места соединения оптических волокон: механический; термический (КЗДС).

50. Перечислите все известные вам виды пассивных компонентов ВОЛС и их основные характеристики

Пассивные оптические компоненты включают 1.оптические соединители и разветвители; 2. оптические конвертеры; 3.оптические изоляторы; 4.оптические коммутаторы.

Характеристики соединителей:

малые вносимые потери;

малое обратное отражение;

устойчивость к внешним механическим, климатическим и другим воздействиям;

высокая надёжность;

простота конструкции.

Конвертер преобразуют одну длину волны в другую, что называется конвертированием длины волны.

В высокоскоростных волоконно-оптических системах передачи информации для защиты лазерных диодов от паразитных искажений со стороны кабеля применяют оптические изоляторы.(малые вносимые потери и высокая изоляция.)

51. Каково назначение WDМ устройств, каковы их основные параметры и перечислите физические явления, используемые в них

Назначение: Одновременная передача нескольких оптических каналов на разных длинах волн по одному оптическому волокну.

Основные параметры: расстоянием между соседними каналами 200 ГГц (л?1,6 нм), 100 ГГц (л?0,8 нм) и 50 ГГц

(л?0,4 нм)

Физические явления: основано на комбинированных или расположенных последовательно друг за другом узкополосных фильтрах.для фильтрации применяют тонкопленочные фильтры, волоконные или объемные Брэгговское дифракционные решетки.

Диф. решеткирасполагаются на пути света таким образом, чтобы сигнал нужной длины волны мог быть выделен изсоставного сигнала или добавлен в него.

52. Дайте сравнительный анализ различных типов оптических переключателей (коммутаторов) и приведите их параметры

В механических переключателях коммутация осуществляется за счет механического перемещения тех или иных элементов переключателя, в оптических переключателях механическое перемещение элементов отсутствует, изменение направления оптического сигнала в них происходит в результате изменения оптико-физических параметров неподвижной среды распространенияизлучения. Параметры: Тип волокна, вносимые потери, обратное отражение, время срабатывания.

53. Перечислите методы соединения ОВ, проанализируйте их достоинства и недостатки с указанием среднего значения потерь

Существуют два типа соединений:

1. Механическое соединение.

2. Сварное соединение.

Современные сварочные аппараты позволяют добиваться очень точного, контролируемого компьютером расположения волокон, что, в свою очередь, определяет их чрезвычайно низкие потери при сварке (0,02 дБ) и пренебрежимо малые обратные потери (< 70 дБ). Качество сварного соединения характеризуется прочностью сварного соединения.. Механическое соединение - сплайс-- небольшой участок механически соединенного оптоволокна длиной 6 см и диаметром 250 мкм-1мм.. Механические сплайсы необходимы для организации временного соединения. Вносимые потери за счет механического соединения обычно выше, чем сварного соединения, и имеют порядок 0,1 -- 0,8 дБ. Характеристики: легко устанавливаются в полевых условиях, с использованием только простого инструмента.

54. Как влияет диаметр модового поля на параметры WDМ устройств и как зависит от длины волны

WDM (спектральное уплотнение) технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Распространяется несколько длин волн и у каждого есть диаметр модового поля и они друг с другом взаимодействуют

55. Каковы требования к оптическим разъемным соединителям (коннекторам)? Причины возникновения в них потерь

Основные требования: - малые вносимые потери. -малое обратное отражение. -устойчивость к внешним механическим, климатическим, и другим воздействиям. -высокая надежность. -простота конструкции.

На внутренние потери влияет технология производства ОВ и соответствующие критерии контроля качества (парная вариация диаметров сердцевин, показателей преломления, числовых апертур и тд.)

Внешние потери зависят от факторов: механическая нестыковка, шероховатости на торце сердцевины, загрязнение торцов, стыкуемых волокон.

53. Какие типы неразъемных оптических соединителей вы знаете? Где применяются разъемные и неразъемные соединения

Сварные неразъемные соединители (. - механические неразъемные соединители - сплайсы (

Разъемные и неразъемные соединители применяются для соединения ОВ во время эксплуатации, прокладки ОВ и т.д

54. Перечислите достоинства и недостатки WDМ устройств на дифракционных решетках и сравните их с WDМ других видов. WDM(Bi-Directional)

Стандартными длинами волн, которые стали использоваться для мультиплексирования, были 1310 нм и 1550 нм. Большие длины - до 240 нм дают возможность работать без использования фильтров. В этой связи принцип технологии достаточно простой: применяется два волокна, к одному подключен излучатель, к другому - приемник. С другой стороны канала - все наоборот. Технология WDM (Bi-Directional) работает с одним волокном.Уплотнение потока в 2 раза слишком мало для использования на магистральных линиях, но его применение для локальных корпоративных и операторских сетей имеет явные преимущества. В итоге сейчас относительно дешевый WDM почти полностью сместил двухволоконные решения (по крайней мере, в ISP).В одном модуле находится и преемник и передатчик. Однако приемник расположен сбоку, а передатчик строго по центру.
Из-за того, что за последние годы WDM значительно подешевел, его стали чаще применять при строительстве локальных сетей. Но в учебной литературе упоминания о нем почти не встречаются. Однако при создании современных локальных сетей уже недопустимо использование старых двухволоконных решений.

55. Какие существуют способы соединения ОВ? Основные передаточные характеристики соединителей. Дайте их численное значение

Способы соединения:

1) Соединение при помощи сплавления

2) Механическое соединение волокон коннектором

3) Механическое соединение волокон механическим сплайсом

4) Бесконтактные оптические соединения через воздушный зазор

56. Конструкции соединительных муфт

Волоконно оптическая муфта - пассивное устройство, служащее для защиты мест сварных соединений оптического волокна при монтаже волоконно-оптических линий связи. Муфта для оптического кабеля представляет собой герметичный корпус из высокопрочного ультрафиолетостойкого пластика с герметичными кабельными вводами. Внутри корпуса располагаются крепления для кабеля, слайс-пластины, заземляющие элементы. Монтаж оптической муфты осуществляется путём завода волоконно-оптического кабеля в кабельные вводы, укладке и разварке оптических волокон, герметичном закрытие корпуса и подвеса или укладки муфты на своё стационарное место.

57. Назовите и дайте определения основных параметров оптических разветвителей

Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство, в котором излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов (портов), распределяется между его остальными оптическими полюсами.

Различают направленные и двунаправленные разветвители, а также разветвители, чувствительные к длине волны (спектрально-селективные) и нечувствительные (неселективные). В двунаправленном разветвителе каждый полюс может работать как на приём сигнала, так и на его передачу. Поэтому в этом случае группы приёмных и передающих полюсов могут меняться местами в функциональном смысле. В направленном разветвителе коэффициенты передачи между оптическими полюсами зависят от направления оптического излучения, а в спектрально-селективном разветвителе - от длины волны.

По своей конструкции разветвители разделяют на две основные группы - биконические, в которых излучение передается через боковую поверхность, и торцевые, в которых излучение передается через торец. По технологии изготовления разветвители делятся на сплавные и планарные.

Коэффициенты деления и вносимые потери

58. Для чего предназначен аттенюатор? Какие типы аттенюаторов вы знаете

Используются с целью уменьшения мощности входного оптического сигнала. По принципу действия аттенюаторы бывают переменные и фиксированные. Переменные аттенюаторы допускают регулировку величины затухания в пределах 0-20дБ с точностью установки величины затухания до 0,5 дБ. Регулировка достигается путем изменения величины воздушного зазора. Фиксированные аттенюаторы имеют установленное изготовителем значение затухания, величина которого может составлять 0,5,10,15 или 20дБ. Затухание может вноситься посредством специального поглощающего фильтра, встроенного в аттенюатор.

59. Типы контакта в соединителях (коннекторах)

Разъемные(коннекторы)- используются в местах постоянного монтажа кабельных систем. Физический контакт.

Неразъемные соединители - допускают многократные соединения/разъединения.

Сварные неразъемные соединители.( чрезвычайно низкие потери при сварке 0,02дБ)

Механические неразъемные соединители - сплайсы- временные. Небольшой участок механически соединенного оптоволокна длиной 6см и диаметром 250 мкм-1мм. Потери: 0,1-0,8дБ.

60. Виды оптических коннекторов, их основные характеристики и область применения

ST (), SC (применяются в дуплексном варианте, коннекторы с одномодовым волокном обычно имеют голубой цвет, а с многомодовым серый), LC (Встречаются как многомодовые, так и одномодовые варианты коннекторов.

Ниша этих изделий - много портовые оптические системы.), FC (Они характеризуются отличными геометрическими характеристиками и высокой защитой наконечника.), MU (обеспечивает высокую плотность размещения оптических портов на кроссах и аппаратуре), MTRJ (изготавливается как для одномодов, так и для многомодов), FDDI (применяется в оптических устройствах сетей FDDI), E-2000(наиболее часто используются одномодовые разъёмы со скошенным торцом)

61. В чем заключается технология PON. Архитектура PON

Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах. Представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

62. Назовите основные виды разветвителей. Опишите принцип работы разветвителя

Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство, в котором излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов (портов), распределяется между его остальными оптическими полюсами.

Различают направленные и двунаправленные разветвители, а также разветвители, чувствительные к длине волны (спектрально-селективные) и нечувствительные (неселективные). В двунаправленном разветвителе каждый полюс может работать как на приём сигнала, так и на его передачу. Поэтому в этом случае группы приёмных и передающих полюсов могут меняться местами в функциональном смысле. В направленном разветвителе коэффициенты передачи между оптическими полюсами зависят от направления оптического излучения, а в спектрально-селективном разветвителе- от длины волны.

По своей конструкции разветвители разделяют на две основные группы - биконические, в которых излучение передается через боковую поверхность, и торцевые, в которых излучение передается через торец. По технологии изготовления разветвители делятся на сплавные и планарные.

...