Enligt rekommendationerna från ITU-T är kommunikationsfiber uppdelad i: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657.I den här bloggen kommer vi att presentera de viktigaste egenskaperna och tillämpningsprinciperna av varje fiber, samt vetenskapen bakom optisk kommunikationsöverföring.
G.651 optisk fiber
G.651 är multimode-fiber, medan G.652 till G.657 är single-mode-fibrer. Optisk fiber består huvudsakligen av tre delar: kärna, beklädnad och beläggningsskikt. Fiberkärnan är kärndelen som sänder optiska signaler. Beklädnaden omger fiberkärnan för att begränsa ljusförlusten och ge en reflekterande yta, samtidigt som beläggningen skyddar fibern från vattenånga och mekaniska skador.
Diametern på beklädnadslagret är vanligtvis 125 μm, och diametern på beläggningsskiktet (efter färgning) är vanligtvis 250 μm. Diametern på fiberkärnan är dock inte ett fast värde, eftersom fiberkärnans olika diameter leder direkt till en enorm förändring i fiberns transmissionsprestanda.
Figur 1. Strukturdiagram av fiber
Kärndiametern för multimodfibern är i allmänhet 50μm ~ 100μm, och när kärndiametern blir liten förbättras fiberns transmissionsprestanda avsevärt. Till skillnad från singelmodsfiber som bara kan sända ljus i ett läge, multimodfiber kan stödja överföringen av flera tvärgående styrda våglägen. När diametern på fiberkärnan blir mindre kommer överföringslägena för optiska signaler också att bli mindre, och störningarna mellan varje överföringsläge blir mindre.
Figur 2. Multimode och single-mode fiberöverföringslägen
G.652 optisk fiber
G.652 fiber är den mest använda fibern. För närvarande använder långdistans- och storstadsområdet, förutom fiber till hem-kabeln (FTTH), nästan all G.652-fiber. Enligt ljusenergifördelningen överförs den optiska signalen i singelmodsfibern inte bara i kärnan, men även i beklädnaden. För att beskriva koncentrationsgraden av ljusenergi i en enkelmodsfiber definieras det maximala avståndet mellan två punkter i fibern som modfältets diameter, vilket är den punkt där ljusintensiteten reduceras till 1/(e^ 2) av den maximala ljusintensiteten vid axeln.
En av de viktigaste faktorerna som påverkar fiberns överföringsavstånd är fiberdämpningen, och fiberdämpningskoefficienten är våglängdsberoende. Fädningskoefficienten för den konventionella enkelmodsfibern visas i FIG. 5. Det kan ses av figuren att fiberdämpningen är liten vid 1310nm och 1550nm, och 1310nm och 1550nm har blivit de två mest använda våglängdsfönsterna för enkelmodsfiber.
Figur 3. Transmissionsförlust
G.653 optisk fiber
Efter att hastigheten för det optiska kommunikationssystemet har ökats ytterligare, börjar överföringen av signalen att påverkas av fiberns spridning. Dispersion hänvisar till fenomenet signaldistorsion (pulsbreddning) när olika frekvenskomponenter eller olika modkomponenter av en signal (puls) fortplantar sig med olika hastigheter och når ett visst avstånd
Figur 4. Diagram över dispersion
Fiberns spridning varierar med våglängden, och dämpningskoefficienten för enkelmodsfibern är den minsta vid 155 0nm, men spridningskoefficienten är större vid denna våglängd. Så människor har utvecklat en singelmodsfiber med en spridningskoefficient på 0 vid 1550nm, och denna till synes perfekta fiber är G.653.
G.654 optisk fiber
G.654 optisk fiber används huvudsakligen i undervattenskabelkommunikationssystem. För att möta behoven för långdistanskommunikation och stor kapacitet för undervattenskabelkommunikation har G.654 optisk fiber förbättrats i två aspekter. (1) Minska förlusten av optisk fiber; Från 0.22dB/km av G.652 till 0.19dB/km (standardvärde). (2) ökning av fiberns modfältsdiameter; Ju större diametern på fiberns modfält är, desto mindre blir energitätheten genom fiberns tvärsnitt, för att förbättra fiberns olinjära effekt och förbättra signal-brusförhållandet i fiberkommunikationssystemet.
G.655 optisk fiber
G.653 fiber har noll spridning vid 1550nm våglängd och använder inte WDM-system. Därför har en fiber med liten men icke-noll dispersion vid 1550 nm våglängd utvecklats, vilket är G.655 fiber. G.655-fiber har den minsta dämpningen och mindre spridning runt 1550nm, vilket kan användas i WDM-system. Därför har G.655-fiber varit förstahandsvalet för långväga stamlinjer under lång tid. Men med mognadsteknologin för spridningskompensation ersätts G.655-fiber gradvis med G.652-fiber, den främsta anledningen är den stora skillnad i fiberpris.
G.657 optisk fiber
G.657 fiber är den mest använda fibern förutom G.652. Det är en sorts böjningsokänslig fiber, som främst används för fiberledningar inomhus. G.657-fiber används i FTTH-kablar som är tunnare än telefonlinjer.
Figur 5. Diagram över dispersion