I henhold til anbefalingene fra ITU-T er kommunikasjonsfiber delt inn i: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657.I denne bloggen vil vi presentere hovedegenskapene og bruksprinsippene av hver fiber, samt vitenskapen bak optisk kommunikasjonsoverføring.
G.651 optisk fiber
G.651 er multimode fiber, mens G.652 til G.657 er single-mode fiber. Optisk fiber består hovedsakelig av tre deler: kjerne, kledning og belegglag. Fiberkjernen er kjernedelen som overfører optiske signaler. Kledningen omgir fiberkjernen for å begrense lystap og gi en reflekterende overflate, mens belegget beskytter fiberen mot vanndamp og mekanisk skade.
Diameteren på kledningslaget er vanligvis 125μm, og diameteren på belegglaget (etter farging) er vanligvis 250μm. Imidlertid er diameteren på fiberkjernen ikke en fast verdi, fordi den forskjellige diameteren til fiberkjernen direkte fører til en enorm endring i overføringsytelsen til fiberen.
Figur 1. Strukturdiagram av fiber
Kjernediameteren til multimodusfiberen er generelt 50μm ~ 100μm, og når kjernediameteren blir liten, forbedres overføringsytelsen til fiberen betydelig. Forskjellig fra enkeltmodusfiber som bare kan overføre lys i én modus, multimodusfiber kan støtte overføring av flere tverrstyrte bølgemoduser. Når diameteren til fiberkjernen blir mindre, vil overføringsmodusene til optiske signaler også bli mindre, og interferensen mellom hver overføringsmodus vil bli mindre.
Figur 2. Multimode og single-mode fiberoverføringsmoduser
G.652 optisk fiber
G.652 fiber er den mest brukte fiberen. For tiden, i tillegg til fiber til hjemmet (FTTH)-kabelen, bruker langdistanse- og storbyområdet nesten all G.652-fiber. I henhold til lysenergifordelingen overføres det optiske signalet i enkeltmodusfiberen ikke bare i kjernen, men også i kledningen. For å beskrive konsentrasjonsgraden av lysenergi i en enkeltmodusfiber, er den maksimale avstanden mellom to punkter i fiberen definert som modusfeltdiameteren, som er punktet hvor lysintensiteten reduseres til 1/(e^ 2) av maksimal lysintensitet ved aksen.
En av de viktigste faktorene som påvirker overføringsavstanden til fiberen er fiberdempningen, og fiberdempningskoeffisienten er bølgelengdeavhengig. Fadingskoeffisienten til den konvensjonelle enkeltmodusfiberen er vist i fig. 5. Det kan sees av figuren at fiberdempingen er liten ved 1310nm og 1550nm, og 1310nm og 1550nm har blitt de to mest brukte bølgelengdevinduene for enkeltmodusfiber.
Figur 3. Overføringstap
G.653 Optisk fiber
Etter at hastigheten til det optiske kommunikasjonssystemet er ytterligere økt, begynner overføringen av signalet å bli påvirket av spredningen av fiberen. Dispersjon refererer til fenomenet signalforvrengning (pulsutvidelse) når forskjellige frekvenskomponenter eller forskjellige moduskomponenter av et signal (puls) forplanter seg med forskjellige hastigheter og når en viss avstand
Figur 4.Dispersjonsdiagram
Dispersjonen av fiberen varierer med bølgelengden, og dempningskoeffisienten til enkeltmodusfiberen er den minste ved 155 0nm, men spredningskoeffisienten er større ved denne bølgelengden. Så folk har utviklet en enkeltmodusfiber med en spredningskoeffisient på 0 ved 1550nm, og denne tilsynelatende perfekte fiberen er G.653.
G.654 optisk fiber
G.654 optisk fiber brukes hovedsakelig i ubåtkabelkommunikasjonssystem. For å møte behovene til langdistanse og stor kapasitet for undersjøisk kabelkommunikasjon, er G.654 optisk fiber forbedret i to aspekter. (1) Reduser tapet av optisk fiber; Fra 0.22dB/km av G.652 til 0.19dB/km (standardverdi). (2) å øke modusfeltdiameteren til fiberen; Jo større diameteren på modusfeltet til fiberen er, desto mindre er energitettheten gjennom tverrsnittet av fiberen, for å forbedre den ikke-lineære effekten av fiberen og forbedre signal-til-støy-forholdet til fiberkommunikasjonssystemet.
G.655 optisk fiber
G.653-fiber har null dispersjon ved 1550nm bølgelengde og bruker ikke WDM-system. Derfor er det utviklet en fiber med liten, men ikke-null dispersjon ved 1550nm bølgelengde, som er G.655 fiber. G.655-fiber har den minste dempningen og mindre spredning rundt 1550nm, som kan brukes i WDM-systemer. Derfor har G.655 fiber vært førstevalget for langdistanse stamlinjer i lang tid. Med modenheten til spredningskompensasjonsteknologi blir G.655 fiber imidlertid gradvis erstattet av G.652 fiber, hovedårsaken er den store forskjell i fiberpris.
G.657 optisk fiber
G.657 fiber er den mest brukte fiberen bortsett fra G.652. Det er en slags bøyningsufølsom fiber, som hovedsakelig brukes til innendørs fiberkabling. G.657-fiber brukes i FTTH-kabler som er tynnere enn telefonlinjer.
Figur 5.Diagram av dispersjon