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Conocimientos básicos de cable de fibra óptica.

2021-05-21
fibra óptica, cable óptico
1. Describa brevemente la composición de la fibra óptica.
Respuesta: Una fibra óptica consta de dos partes básicas: un núcleo y una capa de revestimiento hecha de materiales ópticos transparentes y una capa de revestimiento.

2. ¿Cuáles son los parámetros básicos que describen las características de transmisión de las líneas de fibra óptica?
Respuesta: Incluye pérdida, dispersión, ancho de banda, longitud de onda de corte, diámetro del campo modal, etc.

3. ¿Cuáles son las razones de la atenuación de la fibra?
Respuesta: La atenuación de una fibra óptica se refiere a la disminución de la potencia óptica entre dos secciones transversales de una fibra óptica, que está relacionada con la longitud de onda. Las principales causas de atenuación son la dispersión, la absorción y la pérdida óptica debida a conectores y uniones.

4. ¿Cómo se define el coeficiente de atenuación de la fibra?
Respuesta: Se define por la atenuación (dB/km) por unidad de longitud de una fibra uniforme en estado estacionario.

5. ¿Cuál es la pérdida de inserción?
Respuesta: Se refiere a la atenuación causada por la inserción de componentes ópticos (como conectores o acopladores) en la línea de transmisión óptica.

6. ¿Con qué está relacionado el ancho de banda de la fibra óptica?
Respuesta: El ancho de banda de una fibra óptica se refiere a la frecuencia de modulación cuando la amplitud de la potencia óptica se reduce en un 50% o 3dB desde la amplitud de la frecuencia cero en la función de transferencia de la fibra óptica. El ancho de banda de una fibra óptica es aproximadamente inversamente proporcional a su longitud, y el producto de la longitud del ancho de banda es una constante.

7. ¿Cuántos tipos de dispersión de fibra óptica? ¿Con qué está relacionado?
Respuesta: La dispersión de una fibra óptica se refiere a la ampliación del retardo de grupo dentro de una fibra óptica, incluida la dispersión modal, la dispersión material y la dispersión estructural. Depende de las características tanto de la fuente de luz como de la fibra óptica.

8. ¿Cómo describir las características de dispersión de la señal que se propaga en la fibra óptica?
Respuesta: Se puede describir mediante tres cantidades físicas: ampliación de pulso, ancho de banda de fibra y coeficiente de dispersión de fibra.

9. ¿Cuál es la longitud de onda de corte?
Respuesta: Se refiere a la longitud de onda más corta que solo puede transmitir el modo fundamental en la fibra óptica. Para una fibra monomodo, su longitud de onda de corte debe ser más corta que la longitud de onda de la luz transmitida.

10. ¿Qué efecto tendrá la dispersión de la fibra óptica en el rendimiento del sistema de comunicación de fibra óptica?
Respuesta: La dispersión de la fibra óptica hará que el pulso de luz se expanda durante el proceso de transmisión en la fibra óptica. Afecta el tamaño de la tasa de error de bits, la longitud de la distancia de transmisión y el tamaño de la tasa del sistema.

11. ¿Qué es el método de retrodispersión?
Respuesta: El método de retrodispersión es un método para medir la atenuación a lo largo de una fibra óptica. La mayor parte de la potencia óptica en la fibra óptica se propaga hacia adelante, pero una pequeña parte se dispersa hacia el iluminador. Utilice un espectroscopio para observar la curva de tiempo de la retrodispersión en el iluminador. Desde un extremo, no solo se puede medir la longitud y la atenuación de la fibra óptica uniforme conectada, sino también las irregularidades locales, los puntos de ruptura y las uniones y conectores causados ​​por ella. Pérdida de potencia óptica.

12. ¿Cuál es el principio de prueba del reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR)? ¿Cuál es la función?
Respuesta: El OTDR se basa en el principio de retrodispersión de luz y reflexión de Fresnel. Utiliza la luz retrodispersada generada cuando la luz se propaga en la fibra óptica para obtener información de atenuación. Se puede utilizar para medir la atenuación de la fibra óptica, la pérdida del conector, la ubicación de la falla de la fibra y la comprensión de la distribución de pérdida de las fibras ópticas a lo largo de la longitud es una herramienta indispensable en la construcción, el mantenimiento y el control de los cables ópticos. Sus principales parámetros de índice incluyen: rango dinámico, sensibilidad, resolución, tiempo de medición y zona ciega, etc.

13. ¿Qué es la zona muerta de OTDR? ¿Qué impacto tendrá en las pruebas? ¿Cómo lidiar con el área ciega en la prueba real?
Respuesta: Una serie de "puntos ciegos" causados ​​por la saturación del extremo receptor del OTDR causado por el reflejo de puntos característicos como conectores móviles y uniones mecánicas generalmente se denominan puntos ciegos.
Hay dos tipos de ceguera en fibra óptica: zona ciega de evento y zona ciega de atenuación: el pico de reflexión causado por la intervención del conector móvil, la longitud de la distancia desde el punto de inicio del pico de reflexión hasta el pico de saturación del receptor se denomina zona ciega del evento; El conector móvil intermedio provoca el pico de reflexión, y la distancia desde el punto de inicio del pico de reflexión hasta el punto donde se pueden identificar otros eventos se denomina zona muerta de atenuación.
Para OTDR, cuanto más pequeña sea la zona ciega, mejor. El área ciega aumentará con el aumento del ancho del pulso. Aunque aumentar el ancho del pulso aumenta la longitud de la medición, también aumenta el área ciega de la medición. Por lo tanto, cuando pruebe la fibra óptica, la medición de la fibra óptica del accesorio OTDR y el punto de evento adyacente Use un pulso estrecho y use un pulso ancho cuando mida el otro extremo de la fibra.

14. ¿Puede OTDR medir diferentes tipos de fibras ópticas?
Respuesta: Si utiliza un módulo OTDR monomodo para medir una fibra multimodo o utiliza un módulo OTDR multimodo para medir una fibra monomodo con un diámetro de núcleo de 62,5 mm, el resultado de la medición de la longitud de la fibra no se verá afectado. pero la pérdida de fibra no se verá afectada. Los resultados de pérdida del conector óptico y pérdida de retorno son incorrectos. Por lo tanto, al medir fibras ópticas, se debe seleccionar para la medición un OTDR que coincida con la fibra óptica que se está probando, de modo que todos los indicadores de rendimiento sean correctos.

15. ¿A qué se refiere "1310nm" o "1550nm" en los instrumentos de prueba ópticos comunes?
Respuesta: Se refiere a la longitud de onda de la señal óptica. El rango de longitud de onda utilizado para la comunicación por fibra óptica está en la región del infrarrojo cercano y la longitud de onda está entre 800 nm y 1700 nm. A menudo se divide en banda de longitud de onda corta y banda de longitud de onda larga, la primera se refiere a la longitud de onda de 850 nm y la última se refiere a 1310 nm y 1550 nm.

16. En la fibra óptica comercial actual, ¿qué longitud de onda de luz tiene la menor dispersión? ¿Qué longitud de onda de luz tiene la menor pérdida?
Respuesta: La luz con una longitud de onda de 1310 nm tiene la dispersión más pequeña y la luz con una longitud de onda de 1550 nm tiene la pérdida más pequeña.

17. Según el cambio del índice de refracción del núcleo de la fibra, ¿cómo clasificar la fibra?
Respuesta: Se puede dividir en fibra escalonada y fibra graduada. La fibra escalonada tiene un ancho de banda estrecho y es adecuada para comunicaciones de corta distancia de pequeña capacidad; La fibra graduada tiene un ancho de banda amplio y es apta para comunicaciones de mediana y gran capacidad.

18. Según los diferentes modos de ondas de luz que se transmiten en la fibra óptica, ¿cómo clasificar la fibra óptica?
Respuesta: Se puede dividir en fibra monomodo y fibra multimodo. El diámetro del núcleo de una fibra monomodo es de aproximadamente 1-10μm. En una longitud de onda de trabajo dada, solo se transmite un único modo fundamental, que es adecuado para sistemas de comunicación de larga distancia de gran capacidad. La fibra multimodo puede transmitir ondas de luz en múltiples modos, y su diámetro central es de aproximadamente 50-60μm, y su rendimiento de transmisión es peor que el de la fibra monomodo.
Al transmitir la protección diferencial de corriente de protección multiplexada, se utiliza fibra óptica multimodo entre el dispositivo de conversión fotoeléctrica instalado en la sala de comunicaciones de la subestación y el dispositivo de protección instalado en la sala de control principal.

19. ¿Cuál es el significado de la apertura numérica (NA) de la fibra de índice escalonado?
Respuesta: La apertura numérica (NA) indica la capacidad de recepción de luz de la fibra óptica. Cuanto mayor sea la NA, mayor será la capacidad de la fibra óptica para recoger la luz.

20. ¿Qué es la birrefringencia de una fibra monomodo?
Respuesta: Hay dos modos de polarización ortogonal en una fibra monomodo. Cuando la fibra no es completamente cilíndricamente simétrica, los dos modos de polarización ortogonales no degeneran. El valor absoluto de la diferencia del índice de refracción entre los dos modos de polarización ortogonal es Para birrefringencia.

21. ¿Cuáles son las estructuras de cable de fibra óptica más comunes?
Respuesta: Hay dos tipos: tipo de torsión de capa y tipo de esqueleto.

22. ¿Cuáles son los componentes principales de los cables ópticos?
Respuesta: Se compone principalmente de: núcleo de fibra, ungüento de fibra óptica, material de cubierta, PBT (tereftalato de polibutileno) y otros materiales.

23. ¿Cuál es la armadura del cable óptico?
Respuesta: Se refiere al elemento de protección (generalmente alambre de acero o correa de acero) utilizado en cables ópticos para fines especiales (como cables ópticos submarinos, etc.). La armadura está unida a la funda interior del cable óptico.

24. ¿Qué material se utiliza para la cubierta del cable?
Respuesta: La cubierta o capa del cable óptico generalmente está compuesta por materiales de polietileno (PE) y cloruro de polivinilo (PVC), y su función es proteger el núcleo del cable de influencias externas.

25. Enumere los cables ópticos especiales que se utilizan en los sistemas de potencia.
Respuesta: Existen principalmente tres tipos de cables ópticos especiales:
Cable óptico compuesto de alambre de tierra (OPGW), la fibra óptica se coloca en la línea de alimentación de la estructura de hilo de aluminio revestido de acero. La aplicación del cable óptico OPGW cumple la doble función de conexión a tierra y comunicación, mejorando efectivamente la tasa de utilización de los postes de energía.
Cable óptico de tipo envolvente (GWWOP), donde existen líneas de transmisión de energía, este tipo de cable óptico está enrollado o suspendido en el cable de tierra.
El cable óptico autosoportado (ADSS) tiene una gran resistencia a la tracción y se puede colgar directamente entre dos postes de energía, con un alcance máximo de hasta 1000 m.

26. ¿Cuáles son las estructuras de aplicación de los cables ópticos OPGW?
Respuesta: Incluye principalmente: 1) La estructura de tubos de plástico + tubo de aluminio; 2) La estructura del tubo de plástico central + tubo de aluminio; 3) estructura de esqueleto de aluminio; 4) Estructura de tubería de aluminio en espiral; 5) Estructura de tubería de acero inoxidable de una sola capa (estructura de tubo de acero inoxidable central, estructura de capas de tubo de acero inoxidable); 6) Estructura de tubo de acero inoxidable compuesto (estructura de tubo de acero inoxidable central, estructura de capas de tubo de acero inoxidable).

27. ¿Cuáles son los componentes principales del cable trenzado fuera del núcleo del cable óptico OPGW?
Respuesta: Está compuesto por alambre AA (alambre de aleación de aluminio) y alambre AS (alambre de acero revestido de aluminio).

28. Para elegir el modelo de cable OPGW, ¿cuáles son las condiciones técnicas que se deben cumplir?
Respuesta: 1) Resistencia a la tracción nominal (RTS) (kN) del cable OPGW; 2) Número de núcleos de fibra (SM) del cable OPGW; 3) Corriente de cortocircuito (kA); 4) tiempo de cortocircuito (s); 5) Rango de temperatura (℃).

29. ¿Cómo se restringe el grado de flexión del cable óptico?
Respuesta: El radio de curvatura del cable de fibra óptica no debe ser inferior a 20 veces el diámetro exterior del cable de fibra óptica y no debe ser inferior a 30 veces el diámetro exterior del cable de fibra óptica durante la construcción (estado no estacionario ).

30. ¿A qué se debe prestar atención en el proyecto de cable óptico ADSS?
Respuesta: Hay tres tecnologías clave: diseño mecánico del cable óptico, determinación de los puntos de suspensión y selección e instalación del hardware de soporte.

31. ¿Cuáles son los principales racores de cables ópticos?
Respuesta: Los accesorios del cable óptico se refieren al hardware utilizado para instalar el cable óptico, que incluye principalmente: abrazaderas de tensión, abrazaderas de suspensión, amortiguadores de vibraciones, etc.

32. ¿Cuáles son los dos parámetros de rendimiento más básicos de los conectores de fibra óptica?
Respuesta: Los conectores de fibra óptica se conocen comúnmente como conectores vivos. Para los conectores de fibra única, los requisitos de rendimiento óptico se centran en los dos parámetros de rendimiento más básicos de pérdida de inserción y pérdida de retorno.

33. ¿Cuántos tipos de conectores de fibra óptica se utilizan habitualmente?
Respuesta: Según los diferentes métodos de clasificación, los conectores de fibra óptica se pueden dividir en diferentes tipos. Según los diferentes medios de transmisión, se pueden dividir en conectores de fibra monomodo y conectores de fibra multimodo; según diferentes estructuras, se pueden dividir en FC, SC, ST, D4, DIN, Biconic, MU, LC, MT y otros tipos; de acuerdo con la cara del extremo del pin del conector, se puede dividir en FC, PC (UPC) y APC. Conectores de fibra óptica de uso común: conectores de fibra óptica FC/PC, conectores de fibra óptica SC, conectores de fibra óptica LC.

34. En el sistema de comunicación de fibra óptica, los siguientes elementos son comunes, indique sus nombres.
Adaptador tipo AFC, FC Adaptador tipo ST Adaptador tipo SC
Conector tipo FC/APC, FC/PC Conector tipo SC Conector tipo ST
Puente LC Puente MU Puente monomodo o multimodo

35. ¿Cuál es la pérdida de inserción (o pérdida de inserción) de un conector de fibra óptica?
Respuesta: Se refiere a la cantidad de reducción en la potencia efectiva de la línea de transmisión causada por la intervención del conector. Para los usuarios, cuanto menor sea el valor, mejor. ITU-T estipula que su valor no debe ser mayor a 0.5dB.

36. ¿Cuál es la pérdida de retorno de un conector de fibra óptica (o llamada atenuación de reflexión, pérdida de retorno, pérdida de retorno)?
Respuesta: Es una medida del componente de potencia de entrada reflejado desde el conector y devuelto a lo largo del canal de entrada. El valor típico no debe ser inferior a 25dB.

37. ¿Cuál es la diferencia más destacada entre la luz emitida por los diodos emisores de luz y los láseres semiconductores?
Respuesta: La luz producida por el diodo emisor de luz es luz incoherente con un amplio espectro de frecuencia; la luz producida por el láser es luz coherente con un espectro de frecuencia estrecho.

38. ¿Cuál es la diferencia más obvia entre las características de funcionamiento de los diodos emisores de luz (LED) y los láseres semiconductores (LD)?
Respuesta: LED no tiene un umbral, mientras que LD tiene un umbral. El láser solo se generará cuando la corriente inyectada supere el umbral.

39. ¿Cuáles son los dos láseres semiconductores de modo longitudinal simple comúnmente utilizados?
Respuesta: Tanto los láseres DFB como los láseres DBR son láseres de retroalimentación distribuida, y su retroalimentación óptica es proporcionada por la rejilla de Bragg de retroalimentación distribuida en la cavidad óptica.

40. ¿Cuáles son los dos tipos principales de dispositivos receptores ópticos?
Respuesta: Existen principalmente fotodiodos (tubos PIN) y fotodiodos de avalancha (APD).

41. ¿Cuáles son los factores que provocan ruido en los sistemas de comunicación por fibra óptica?
Respuesta: Hay ruido causado por una relación de extinción no calificada, ruido causado por cambios aleatorios en la intensidad de la luz, ruido causado por fluctuación de tiempo, ruido puntual y ruido térmico del receptor, ruido de modo de fibra óptica, ruido causado por ensanchamiento de pulso causado por dispersión, y el ruido de distribución del modo LD, el ruido generado por el chirrido de frecuencia del LD y el ruido generado por la reflexión.

42. ¿Cuáles son las principales fibras ópticas utilizadas actualmente para la construcción de redes de transmisión? ¿Cuáles son sus principales características?
Respuesta: Hay tres tipos principales, a saber, la fibra monomodo convencional G.652, la fibra monomodo con dispersión desplazada G.653 y la fibra con dispersión desplazada distinta de cero G.655.
La fibra monomodo G.652 tiene una gran dispersión en la banda C 1530~1565nm y la banda L 1565~1625nm, generalmente 17~22psnm•km, cuando la velocidad del sistema alcanza los 2,5 Gbit/s o más, la compensación de dispersión es requerido, a 10 Gbit/s El costo de compensación de dispersión del sistema es relativamente alto y es el tipo de fibra más común instalado en la red de transmisión en la actualidad.
La dispersión de la fibra con dispersión desplazada G.653 en la banda C y la banda L es generalmente -1~3,5psnm•km, con dispersión cero a 1550nm, y la velocidad del sistema puede alcanzar los 20Gbit/s y 40Gbit/s. Es una transmisión de ultra larga distancia de longitud de onda única. La mejor fibra. Sin embargo, debido a su característica de dispersión cero, cuando se usa DWDM para expandir la capacidad, se producirán efectos no lineales, lo que provocará una diafonía de la señal, lo que resultará en una mezcla de cuatro ondas FWM, por lo que DWDM no es adecuado.
Fibra con dispersión desplazada distinta de cero G.655: La fibra con dispersión desplazada distinta de cero G.655 tiene una dispersión de 1~6psnm•km en la banda C y, en general, de 6 a 10psnm•km en la banda L . La dispersión es pequeña y evita el cero. La zona de dispersión no solo suprime el FWM de mezcla de cuatro ondas, se puede usar para la expansión DWDM, sino que también puede abrir sistemas de alta velocidad. La nueva fibra G.655 puede expandir el área efectiva de 1,5 a 2 veces la de la fibra ordinaria, y el área efectiva grande puede reducir la densidad de potencia y reducir el efecto no lineal de la fibra.

43. ¿Qué es la no linealidad de la fibra óptica?
Respuesta: Cuando la potencia óptica de entrada supera un cierto valor, el índice de refracción de la fibra óptica estará relacionado de forma no lineal con la potencia óptica, y se producirá la dispersión Raman y la dispersión Brillouin, que cambiarán la frecuencia de la luz incidente.

44. ¿Cuál es el efecto de la no linealidad de la fibra en la transmisión?
Respuesta: Los efectos no lineales causarán algunas pérdidas e interferencias adicionales, lo que deteriorará el rendimiento del sistema. El sistema WDM tiene una alta potencia óptica y transmite a larga distancia a lo largo de la fibra óptica, por lo que se genera una distorsión no lineal. Hay dos tipos de distorsión no lineal: dispersión estimulada y refracción no lineal. Entre ellos, la dispersión estimulada incluye la dispersión Raman y la dispersión Brillouin. Los dos tipos de dispersión anteriores reducen la energía de la luz incidente y provocan pérdidas. Se puede ignorar cuando la potencia de fibra entrante es pequeña.

45. ¿Qué es PON (Red Óptica Pasiva)?
Respuesta: PON es una red óptica de bucle de fibra óptica en la red de acceso de usuario local, basada en componentes ópticos pasivos, como acopladores y divisores.