Что относится к пассивным компонентам для ВОЛС
Под термином «волоконно-оптическая линия связи», сокращенно ВОЛС, понимается связи структура, которая составлена из нескольких компонентов. Они дают возможность передавать световой поток. Возможно это через оптический кабель – оптоволокно из стеклянных или пластиковых нитей, способных переносить световой поток.
Такие компоненты, подробное описание которых можно найти на просторах Интернета, бывают пассивными, а также активными.
ВОЛС, в настоящее время — самый совершенный вид передачи информации. Используется данная связь для создания отдельных сетей и объединения нескольких в одну.
Объединяться такие сети могут двумя вариантами:
Первый вариант гораздо предпочтительнее.
Пассивные элементы
У таким компонентам относятся следующие:
Описанные компоненты – далеко не все элементы ВОЛС, изготавливаются они на высокоточном оборудовании по новейшим технологиям.
Оптические шкафы
Это — необходимый компонент, о котором стоит сказать отдельно. Используется таковой в нескольких случаях: для соединения разного оборудования и оптических кабелей, а также для защиты разных соединений.
Такой шкаф состоит из металлической коробки – корпуса, оснащенной коммутационно-разъемной панелью. На последнюю и устанавливают соединители.
Оптические шкафы различают по месту расположения: бывают стоечные, то есть обустраиваемые на специальной стойке, а также настенные.
Советы в статье «На каком оборудовании производят полистирол в гранулах» здесь.
Волоконно-оптические линии связи смотрим в видео:
Какой компонент волс относится к пассивным
ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи (в 2011 году официально переименована в ВОЛП –волоконно-оптическая система передачи) – предназначена для передачи информации в оптическом, как правило, в ближнем инфракрасном, диапазоне, состоящая как из активных, так и пассивных элементов.
К активным компонентам относятся мультплексор или демультиплексор, регенераторы, усилители, лазеры, фотодиоды и модуляторы.
Мультиплексор – объединяет несколько сигналов в один, таким образом для одновременной передачи нескольких сигналов реального времени можно использовать один оптоволоконный кабель. Эти устройства незаменимы в системах с недостаточным или ограниченным числом кабелей.
Существует несколько типов мультиплексоров, они различаются по своим техническим характеристикам, функциям и области применения:
На практике часто применяются комбинации этих методов.
Регенератор — устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.
Усилитель — усиливает мощность сигнала до требуемого уровня напряжения тока, может быть оптическим и электрическим, осуществляет оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.
Светодиоды и Лазеры — источник монохромного когерентного оптического излучения (света для кабеля). Для систем с прямой модуляцией, одновременно выполняет функции модулятора, преобразующего электрический сигнал в оптический.
Фотоприёмник (Фотодиод) — устройство, принимающее сигнал на другом конце оптоволоконного кабеля и осуществляющее оптоэлектронное преобразование сигнала.
Модулятор — устройство, модулирующее оптическую волну, несущую информацию по закону электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.
К пассивным компонентам ВОЛС относятся:
Главные преимущества ВОЛС:
Оптоволоконный кабель применяется для обеспечения связи и передачи информации уже более 40 лет, но из-за высокой стоимости широко использоваться стал сравнительно недавно. Развитие технологий позволило сделать производство экономичней и стоимость кабеля доступней, а его технические характеристики и преимущества перед другими материалами быстро окупают все понесенные расходы.
В настоящее время, основной сферой применения ВОЛС являются мети передачи информационных сигналов, например, вычислительные сети, видеонаблюдение, телекоммуникационные системы контроля доступа и пр.
Монтаж систем ВОЛС требует от исполнителя соответствующего уровня квалификации, так как концевая заделка кабеля производится специальными инструментами, с особой точностью и мастерством в отличии от других средств передачи. Настройки маршрутизации и переключения сигналов требуют специальной квалификации и мастерства, поэтому в этой области не стоит экономить и бояться переплатить профессионалам, устранение нарушений в работе системы и последствий не правильного монтажа кабеля обойдется дороже.
Специалисты компании Диплайн осуществляют проектирование, монтаж и сервисную поддержку коммуникаций, а также модернизацию сетевой инфраструктуры заказчика, построенных на основе ВОЛС.
Пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи подразделяются на следующие виды:
Разветвители
Наиболее важными пассивными компонентами ВОЛC являются оптические соединители и разветвители, которые служат для объединения или разъединения оптических сигналов.
Функциональная схема разветвлителя
Характеристики разветвителей
Делители оптической мощности
Неселективные разветвители подразделяют на два основных типа:
Потери при распределении мощности излучения в системе с Т образными соединителями возрастают пропорционально числу абонентов, а в системе со звездообразными разветвителями — пропорционально логарифму числа оконечных устройств N. Так в системе с 20-ю оконечными устройствами общие потери составляют в первом случае 130 дБ, а во втором — 28 дБ. Поэтому в системах с большим количеством абонентов целесообразно применение звездообразных соединительных устройств.
По своей конструкции разветвители разделяют на две основные группы:
Биконический разветвитель
Торцевой разветвитель:
1 — входной волоконный световод;
2 и 3 — выходные волоконные световоды
Разветвитель с ветвящейся структурой:
1 — вход ной волоконный световод,
2 и 3 — выходные волоконные световоды
В разветвителях со вспомогательными элементами широко используют диэлектрические цилиндрические линзы, представляющие собой отрезок градиентного волоконного световода с параболическим профилем показателя преломления.
Разветвители со вспомогательными элементами:
а — с частично отражающим покрытием;
б — без отражающего покрытия;
Световоды:
1 — входной волоконный световод;
2 и 3 — выходные волоконные световоды.
Звездообразный разветвитель состоит из цилиндрического корпуса со стеклянным смесительным стержнем. Один из концов смесительного стержня представляет собой сферическое зеркало, а на другой конец нанесено просветляющее покрытие.
Звездообразный разветвитель:
1 — пучок волоконных световодов;
2 — смесительный стержень;
3 — сферическое зеркало;
4 — просветляющее покрытие.
Направленный ответвитель
Направленный ответвитель
Направленный ответвитель позволяет передавать мощность в одном направлении (от 1 до 3), тогда как мощность на той же длине волны принимается с другого направления и передается от 3 до 2.
Также направленные ответвители используются как фильтры в рефлектометрах для измерения параметров оптических волокон.
Применение направленного ответвителя в оптическом рефлектометре
Оптические мультиплексоры и демультиплексоры
Мультиплексирование позволяет увеличить информационную емкость ВОЛС. Применяемые в линиях устройства для объединения сигналов с различными несущими длинами волн (мультиплексоры) и разъединения (демультиплексоры) должны иметь малые вносимые потери в области узкой полосы пропускания и обеспечивать высокую степень изоляции между каналами.
Далее представлены способы формирования мультиплексоров и их компоненты.
Основные способы формирования мультиплексоров:
а — с дифракционной решеткой;
б — с интерференционным фильтром;
в — с призмой;
г — с поглощающим фильтром;
Компоненты мультиплексоров:
1 — градиентная цилиндрическая линза;
2 — дифракционная решетка;
3 — хроматический фильтр;
4 — призма;
5 — отражающее покрытие;
6 — селективный фотодетектор.
Демультиплексоры раскладывают световой пучок на составляющие его длины волн посредством дифракционной решетки.
Пятиканальный демультиплексор на дифракционной решетке:
1 — входной волоконный световод;
2 — выходные волоконные световоды;
3 – объектив;
4 – дифракционная решетка.
Волоконно-оптические фильтры с фиксированной характеристикой
Такие фильтры могут осуществлять ограничение либо с одной стороны, либо с двух сторон диапазона длин волн. В последнем случае полоса пропускания составляет от 1 нм (узкая полоса пропускания) до 60 нм (широкая полоса пропускания).
Волоконно-оптические фильтры с фиксированной характеристикой
Настраиваемые волоконно-оптические фильтры
Выбор длины волны в таких фильтрах может осуществляться изменением угла наклона плоскости фильтра, его линейным перемещением или вращением.
Настраиваемые волоконно-оптические фильтры
Волоконно-оптические интерференционные фильтры WDM
интерференционные фильтры WDM
Двухсторонний волоконно-оптический интерференционный фильтр WDM
Мультиплексоры плотного волнового мультиплексирования (DWDM)
Мультиплексоры плотного волнового мультиплексирования обладают значительно меньшим шагом между длинами волн, чем обычные WDM мультиплексоры. Пучок света в данных мультиплексорах проходит через дифракционную структуру демультиплескора и раскладывается на составляющие длины волн и также в обратном порядке несколько длин волн мультиплексируются в один пучок.
Мультиплексоры DWDM:
а — на одной волновод пластине;
б — на двух волновод пластинах.
Волновые конвертеры
В этом случае длина волны преобразованного излучения определяется из выражения:
Другой способ реализации оптического конвертера основан на эффектах нелинейного взаимодействия двух оптических сигналов различной длины волны, в результате которого образуется сигнал новой длины волны. Данный принцип может быть осуществлен на использовании сегнетодиэлектриков, например, кристалле ниобата лития, с созданной в нем периодической поляризацией, обеспечивающей усиление взаимодействия оптических волн.
Оптический конвертер на кристалле ниобата лития
Оптические изоляторы
В высокоскоростных волоконно-оптических системах передачи информации для защиты лазерных диодов от паразитных искажений со стороны кабеля применяют оптические изоляторы.
Оптический изолятор:
1 — поляризатор;
2 — ячейка Фарадея;
3 — анализатор.
Рекомендуем хостинг TIMEWEB
Рекомендуемые статьи по этой тематике
Электронный учебно-методический комплекс по ТМ и О ЦВОСП
1.5 Пассивные компоненты ВОСП
1. Оптические адаптеры предназначены для соединения оптических волокон, оконцованных коннекторами различных типов. Оптические адаптеры позволяют с высокой точностью соединять и центрировать относительно друг друга коннекторы SС, LC, FC, ST, а так же различные их сочетания.
Для обеспечения точности соединения в оптических адаптерах используются специальные втулки — центраторы, которые, в большинстве случаев, изготавливаются из диоксида циркония. Для соединения коннекторов с различающимися диаметрами феррул (SC-LC, LC-FC) используются два центратора и корпус с точной геометрией
FC/FC, female-female LC /LC, female-female
Оптические адаптеры имеют металлический или пластиковый корпус.
Для надежного закрепления коннекторов используют штыревые фиксаторы, а пазы под «ключ» предохраняют соединяемые в адаптерах коннекторы от осевого сдвига. Оптические адаптеры могут применяться как для соединения двух коннекторов, так и для подключения коннектора к розетке отличающегося типа.
SC/SC, female-female SC/LS, female-female
2. Оптический аттенюатор предназначен для внесения в волоконно-оптическую линию затухания заданной величины. Намеренное внесение затухания в линию используется в случаях, когда требуется снизить мощность сигнала перед оптическим приемником.
Использование аттенюаторов позволяет применять приемо-передающее оборудование с одинаковыми характеристиками на волоконно-оптических линиях с различным затуханием. Широкое применение получили два вида аттенюаторов — фиксированные и переменные.
Фиксированные аттенюаторы имеют установленное изготовителем значение затухания, величина которого может составлять 0, 5, 10, 15 или 20 (дБ). Затухание может вноситься посредством воздушного зазора фиксированной величины, или посредством специального поглощающего фильтра, встроенного в аттенюатор.
Такие аттенюаторы позволяют соединить два оптических патч-корда (тип «мама»-«мама») или патчкорд и оптическую розетку (тип «мама»-«папа»).
Переменные аттенюаторы допускают регулировку величины затухания в пределах от 0 до 25 (дБ) для многомодовых и одномодовых волокон с точностью установки величины затухания 0,5 дБ. Регулировка достигается путем изменения величины воздушного зазора между торцами феррул, соединяемых коннекторов.
Оптические аттенюаторы поставляются в индивидуальной упаковке и сопровождаются кратким отчетом о тестировании. Для оптических аттенюаторов с фиксированным значением вносимого затухания указывается результат тестирования на двух длинах волн — 1310 нм и 1550 нм. аттенюаторы используются
LC, male-female FC, female-female
FC, male-female LC, female-female
2. Патч-корды — это оптические шнуры, оконцованные коннекторами ST, FC, SC, LC с различными типами полировки. Устройства предназначенны для коммутации активного или пассивного телекоммуникационного оборудования.
Патч-корд с коннекторамиLC/FC Патч-корд с коннекторами SC/SC
Патч-корд с коннекторами LC/LC
Одномодовые и многомодовые оптические шнуры изготавливаются из:
— оптических волокон с буферным покрытием диаметром 0,9 мм
— одноволоконного кабеля толщиной 2 мм или 3 мм
— двухволоконных кабелей 2 х 4 (мм) и 3 х 6 (мм)
При изготовлении патч-кордов соблюдаются международные нормы и стандарты качества (IEC и TELCORDIA). К наиболее важным характеристикам патч-кордов относятся прямые и обратные потери, максимальный радиус кривизны, смещение вершины феррула, положение торца волокна в ферруле, устойчивость к механическим
Современные оптические шнуры допускают изгиб с радиусом, равным 40 радиусам изгибаемого оптического волокна. В проектах FTTH используются патч-корды с повышенной гибкостью и прочностью.
3. Пигтейл или монтажный оптический шнур — это кусок волоконно-оптического кабеля, оконцованный с одной стороны. Пигтейлы используются для быстрой оконцовки волоконно-оптического кабеля при монтаже сетей связи путем присоединения пигтейла к кабелю с помощью сварки или механических соединителей.
По сути, пигтейл — это патч-корд без второго коннектора, поэтому к пигтейлам предъявляются требования, сходные с требованиями к патч-кордам. К важным характеристикам пигтейлов относятся прямые и обратные потери, положение волокна в ферруле коннектора, механическая прочность.
Пигтейл или монтажный оптический шнур
4. Термоусадочные трубки или комплект для защиты сварных соединений (КДЗС) служит для защиты от повреждений точек сварки оптических волокон.
Термоусадочная трубка КДЗС состоит из внешней термоусаживаемой трубки, внутренней трубки из клея-расплава и металлического стержня. Металлический стержень помещается во внешнюю трубку и служит для предотвращения изгибов и сохранения формы трубки в целом.
При нагреве КДЗС до температуры 110-120°C, внутренняя трубка полностью расплавляется, а внешняя равномерно сжимается. Таким образом обеспечивается надежная защита сварного соединения.
В телекоммуникациях и сетях CАTV используются трубки КЗДС размеров 40 мм или 60 мм. Для размещения нескольких сварных соединений, защищенных КДЗС, используются сплайс-кассеты со специальными посадочными местами под КДЗС.
5. Оптические коннекторы применяются при оконцовке оптических шнуров различных типов, а также выводов оптических устройств, таких как циркуляторы, сплиттеры, мультиплексоры и другие. В телекоммуникациях и сетях кабельного телевидения наибольшее распространение получили коннекторы типов LC, SC, FC, ST.
Оптический коннектор состоит из корпуса, внутри которого расположен керамический наконечник (феррула) с прецизионным продольным концентрическим каналом. В коннекторах типов SC, FC и ST используются феррулы с внешним диаметром 2,5 мм.
В коннекторах типа LC — 1,25 мм. Феррулы коннекторов изготавливаются из диоксида циркония и обладают повышенной стойкостью к истиранию и царапинам. Для обеспечения наиболее плотного соединения коннекторов и снижения затухания и обратного отражения в точке их соединения, торец феррулы полируется. Наиболее распространенные типы полировки — UPC (Ultra Physically Contact) и APC (Angled Physically Contact). При полировке UPC плоскость торца феррулы перпендикулярна оптическому волноводу волокна. При полировке APC плоскость торца феррулы наклонена под углом 8°.
В телекоммуникациях стандартно используются оптические коннекторы с полировкой UPC, обозначаемые синим цветом, реже APC, обозначаемые зеленым цветом.
Оптический коннектор FC/UPC Оптический коннектор SC/APC
Оптический коннектор SC/UPC Оптический коннектор LC/UPC
6. Оптические сплиттеры/разветвлители являются пассивными компонентами оптических сетей связи и предназначены для деления мощности оптического сигнала на части в заданных пропорциях. В общем виде сплиттер можно представить как узел с определенным количеством входных и выходных оптических каналов, между которыми и происходит деление мощности.
Наиболее широкое применение сплиттеры нашли в сетях операторов кабельного телевидения и в современных пассивных оптических сетях (PON). Существенное отличие в использовании делителей в сетях кабельного телевидения и в сетях PON заключается в том, что в сетях КТВ сигнал передается в одном направлении, а в сетях PON требуется дуплексная передача сигналов. Это отличие предъявляет более жесткие требования к качеству оптических компонентов.
Сварной сплиттер 3х1
Оптические планарные сплиттеры (разветвители) PLC (Planar Lightwave Circuit) предназначены для объединения и разделения мощности оптических сигналов равномерно между всеми выходами.
Устройства полностью пассивны. Отсутствие потребности в электропитании позволили сплиттерам получить широкое распространение в сетях, построенных на основе технологии PON и FTTx. PLC торговой марки UpNet выпускаются в конфигурациях 1xM (M = 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 32, 64) и 2xN (N = 2, 4, 8, 16, 32, 64).
Оптические сплиттеры PLC отличаются высокой стабильностью характеристик в диапазоне длин волн от 1260 до 1650 нм.
Оптические планарные сплиттеры PLC созданы на основе планарных волноводов.
Технология производства достаточно проста и имеет несколько основных этапов. Первый из них заключается в нанесении на подложку отражающего слоя-оболочки. На данный слой наносится материал волновода, на котором в последствии формируется маска для травления. Результатом процесса травления является система волноводов, являющаяся, по сути, оптическим делителем. Система планарных волноводов покрывается вторым отражающим слоем-оболочкой. Необходимое количество разветвлений PLC достигается сочетанием делителей 1×2. Полученный кристалл соединяется с оптическими волокнами и фиксируется в корпусе.
Планарный сплиттер 1х16
· Низкое значение допустимой неравномерности деления оптической мощности между выходными портами
· Возможность интегрирования в оптические модули и м уфты
· Установка в различные типы корпусов, в т.ч. в стоечный 19″ 1U/2U
· Низкие потери уровня сигнала
Оптические сварные сплиттеры предназначены для деления мощности оптических сигналов на части в заданных пропорциях.
Устройства могут быть двух видов: торцевые и биконические. В биконических излучение передается через боковую поверхность. В торцевых излучение передается через торцы соединенных волноводов. Наибольшее распространение на рынке получили биконические разветвители, в которых оптические волноводы совмещаются так, чтобы необходимая доля оптического сигнала передавалась через боковые поверхности.
Особенностью оптических сплиттеров сварного типа является возможность неравномерного деления оптического сигнала. Например, возможно производство сплиттеров 1×3 с отношением деления уровня оптической мощности 20%/30%/50%. Эта особенность используется в сетях кабельного телевидения и системах PON, где разные ответвления сети имеют различный оптический бюджет линии.
Сплиттеры сварного типа не позволяют передавать сигналы с широким спектром длин волн.
Сварные сплиттеры делятся на однооконные, двухоконные и трехоконные. В зависимости от «оконности» делители могут с минимальными потерями пропускать сигналы на длинах волн, которые используются в сетях PON: 1310, 1490, 1550 нм.
7. Оптические кроссы или оптические распределительные устройства (Optical Distribution Frame) используются для распределения волоконо-оптических кабелей, подведенных на узел связи, обеспечивая удобство подключения активного и пассивного телекоммуникационного оборудования. Для упорядочивания и ровной укладки оптических волокон внутри кросса используются сплайс-кассеты. Оптические адаптеры монтируются либо на сменных планках емкостью 4/8 портов каждая, либо непосредственно на лицевую панель кросса.
Настенный кросс представляет из себя металлический короб, в котором размещаются элементы крепления и распределения оптических кабелей и волокон. Для защиты точек распределения оптических волокон вне узлов связи используются антивандальные оптические кроссы настенного типа, которые имеют более прочную конструкцию и оснащены замком.
Кроссы стоечного типа 19″ (Optical Distribution Frame, ODF, оптическое распределительное устройство) используются для распределения волоконо-оптического кабеля, подведенного к телекоммуникационной стойке для обеспечения удобного подключения активного телекоммуникационного оборудования и пассивных систем.
Типичный кросс представляет собой металлический ящик типоразмера 19″ для крепления в стандартной стойке, сзади в него вводится оконечиваемый кабель, спереди расположены планки с портами.
Кроссы стоечного типа используются, как правило, при распределении кабелей с большим числом волокон и применяются на узлах связи.
Сваренный кросс на 64 порта типа LC, 2-хюнитовый
8. Оптические циркуляторы — это 3-портовое устройство с изолированными однонаправленными портами,
которое разделяет встречные световые потоки за счет эффекта поляризации и распределяет их по соответствующим портам.
Циркуляторы используются для организации дуплексного канала связи по одному волокну независимо от источника излучения. Наиболее часто циркуляторы применяются при уплотнении каналов в сетях 10 Gigabit Ethernet.
Устройства передают сигнал с порта 1 на порт 2 и с порта 2 на порт 3.
9. При необходимости быстро соединить оптические волокна на любом оптическом кабеле (воздушной подвески, проложенном в открытом грунте, либо проложенном в канализации) используют соединители Fibrlok II. Они идеально подходят для проведения ремонтных работ и в некоторых случаях при строительстве новых линий.
Сборка соединителя с подготовленными волокнами и его закрытие осуществляются с использованием специального приспособления Fibrlok 2501.
После того, как в соединитель вставлены подготовленные волокна, его крышка защелкивается инструментом для монтажа Fibrlok 2501. Для сращивания волокон в соединителях Fibrlok II достаточно одного движения крышки, что приводит к сжатию лепестков центрирующего элемента, точно и надежно фиксируя волокна.
Соединитель оптический универсальный 3M 2529 Fibrlok™ II
