Визначення втрати волокно

Збиток втрати в волоконно-оптичній оптики відноситься до загартування світла в результаті волокна, що фізично згинаються. Коли волокна зігнуті, умови для загального внутрішнього відбиття порушується. Світло, який зазвичай буде направлятися по ядрі починає витікати в облицювання і в кінцевому підсумку втечу волокна. Цей витік безпосередньо перекладається на сигнал втрата, вимірюється в децибелах (dB). Стійкість втрати залежить від радіусу вигину, довжини хвилі світла, і конструкція волокна. Навіть невеликий згин нижче рекомендованого радіусу може ввести загартоване загартування.

Macrobending vs. Мікрозгинання

Збиток згину широко класифікуються на дві категорії:

  • Macrobending: Це відбувається, коли волокна піддається великій радіусній вигину, такі як щільна петля або кут у кабельному лотку. Збиток Macrobending зазвичай передбачуваний і може бути розрахований на основі радіусу вигину і довжини хвилі. Ефект більш виражений при більш тривалих довжини хвилі хвилі (наприклад, 1550 нм проти 1310 нм) тому що діаметр поля режима більший, що робить світло більш схильним до витоку.
  • Microbending:] Це невеликі спотворення вздовж осі волокна, часто викликані нерівним кабельним строном, тиск від кабельних зв'язків, або бічних стресів від установки. Мікрознищення втрат є більш складними для прогнозування і може з'явитися як поступове збільшення загартування з часом. Вони є загальним питанням в щільні кабельні середовища, такі як патч-панелі і застібки.

Як Bending Losses Affect Network Performance

Вплив втрат вигину поширюється за непросте деградацію сигналів. У живій мережі ці втрати запускають каскад проблем виконання:

  • Margin Reduction: Кожен вигин споживає частину оптичного енергетичного бюджету системи. Мережа, розроблена з 3 р.р. в результаті може не вдається при лікуванні втрат, що з'являються в цьому поході, особливо при коливання температури або старіння компонентів.
  • Increased Bit Помилка (BER): Як оптичний сигнал-до-неприйнятний співвідношення (OSNR) краплі, ресивери борються розрізняти між собою і нулями. Це призводить до більш високого БЕР, який в свою чергу змушує корекцію похибки вперед (FEC) працювати важче, зменшуючи ефективний пропускний стан.
  • Link Дистанційні обмеження: Згинання втрат може ефективно скорочувати максимальний досягання волоконного посилання. Система, яка повинна досягати 40 км при 10 Гбіт/с, може досягати лише 30 км, якщо присутні кілька згинів. Це особливо критично в довгогаулях і підводних мережах, де реверситори є дорогими.
  • Інтермітентне звільнення: У зовнішній або аеродинамічних установках, вітру та теплове розширення може тимчасово змінювати радіус вигину на точках змивання або закривання, викликаючи міжмітентні проблеми з підключенням, які неординарно важко діагностувати.
  • Оновлення шляху: мережі, які спочатку розгортаються з стандартним одномодовим волокнам (SSMF) може стати неадекватним при модернізації до вищих показників даних (наприклад, 100 Гбіт/с або 400 Гбіт/с), оскільки ці системи більш чутливі до втрати. Важко-чутливе значення волокна може стати герметичним.

Стандарти та в'язані волокна

Для пом'якшення втрати, галузь телекомунікацій розробила спеціалізовані вигини (BIF). Ці волокна розроблені з модифікованим рефракційним індексним профільом -частотно-розширений ядро-вмістить підсилює світло більш щільно, навіть під тісними вигинами. Основний стандарт тут ITU-T G.657, який визначає дві категорії:

  • G.657.A: Сумісний з G.652 (стандарт одномодового) волокна, але з поліпшеною продуктивністю вигину. Мінімальний радіус вигину зазвичай 10 мм для одного повороту.
  • G.657.B: Дозволяє навіть затягувати вигини, як низько як 5–7.5 мм, що робить його ідеальним для внутрішніх і корпоративних установок, де простір обмежений.

Важливо відзначити, що згинання волокон зменшує величину втрати вигину, але не усуне його. Corning's SMF-28 Ultra і OFS AllWave] є приклади згинання волокон, що використовуються широко сьогодні.

Вплив на різні мережеві сегменти

Волокно-до-будинк (FTTH)

У розгортанні FTTH волокна працює з центрального офісу в окремі будинки, часто через кондуї з багатьма поворотами. Бенд-інчутивні краплі кабелі (G.657.B) є стандартом. Однак неправильне припинення в оптичному мережевому терміналі (ONT) або всередині будинку може ще створити гострі вигини, які викликають втрату. Один 5 мм вигинається в G.657.B волокна може ввести 0,1–0.5 дБ, але кілька вигинів накопичуються.

Центри обробки даних

Центри обробки даних мають високоточні кабельні панелі з патч-панельами в жорсткій стійці. Мікрозгинання від кабельних зв'язків і поганих маршрутів може деградувати 40G / 100G / 400G паралельно оптика. Багато сучасні волокна центру даних є багатомодними ОМ5 або одномодними, але всі підлягають підвищенню чутливості. FS.com рекомендує використовувати вигинно-інтенсивні патчові шнури і підтримувати мінімальний радіус 10 разів діаметр кабелю.

Мережа метро "Дон-Хаул"

У довгогауляторах підсилювачі (EDFAs) розташовані 80–100 км. Згинання втрати всього 1–2 дБ в будь-якій точці може збільшити необхідний підсилювач, підвищуючи шум і потенційно викликати системний відбій. Метромережі з багатьма вузлами додання / викопування особливо вразливі, оскільки у них є багато патч-панелі і точки зрощування.

Вимірювання та тестування втрат

Інженери мережі спираються на тестове обладнання для кількісного визначення втрат згину:

  • Optical Time-Domain Reflectometer (OTDR): OTDR відправляє імпульс і заходи назад розкидані світло, щоб знайти події. З'являється гострий згин як крок падіння в сліді, але втрата може бути повністю відображена, якщо вигин знаходиться в кінці волокна. OTDR також може виявити приховані втрати після модифікації рослин.
  • Optical Power Meter and Light Source (LSPM): Це найбільш точний метод для вимірювання кінцевого втрат. Порівняйте отриману потужність проти запуску потужності, щоб комп'ютерно повністю втрати посилань, включаючи вигину внесків.
  • Visual Fault Locator (VFL): Червоний лазер (650 нм) вводять в волокна. Світло викид згину видно як червоний світлий. Це швидкий діагностик поля для пошуку важких вигинів, але це не кількісно.

Для відповідності багато операторів зв'язку дотримуються TIA-568.3-D або ISO/IEC 11801 стандарти, які вказують на максимальну допустиму втрату для кожного каналу. Тестування після установки і після будь-яких кабельних переїздів є важливим для того, щоб зловити проблеми згинання рано.

Профілактика та кращі практики

Мінімізація втрат згину вимагає поєднання належного планування, якісних компонентів та дисциплінованої установки:

  • Виберіть правильний Fiber Grade: Виберіть G.657.A або G.657.B волокна для будь-якого застосування, де очікувані жорсткі згини. Уникайте змішування G.652 і G.657 в патч-корди, якщо сумісність перевірена.
  • Maintain Bend Radius Під час установки: Типовий мінімальний радіус вигину для кабелю під натяжністю 20 разів діаметр кабелю; коли не під натяжністю, 10 разів. Завжди слідувати специфікаціям виробника. Використовуйте гігієни радіуса і кабельні менеджери.
  • Використовувати локони для зовнішнього вигляду:Проекти труб дозволяють волокна переміщатися в буфер, зменшуючи мікрозгинання від кабельної компресії. Гель-заповнені труби також захищають від вологи.
  • Avoid Over-Tightening Кабельні плитки: Використовуйте гак-і-петля (Velcro) ремені замість пластикових zip стяжок, які можуть вичавити волокна і ввести мікрозгин. Якщо zip стяжки необхідні, не щипуйте їх щільно.
  • Пропер Splice Закриття та панелі для пачки: Забезпечити, що волокнисті лотки та касети призначені для типу волокна. Зберігати зайве волокно в петлі, що перевищують рекомендований радіус. У патч-панелі використовують кутові адаптери або стружки управління басками.
  • Регулятивні перевірки з OTDR: Виконувати базову лінію OTDR слідів на кожному новому посилання. Повторити тести щорічно або після будь-яких фізичних змін до рослин волокна. Порівняйте сліди для виявлення новостворених згинів.
  • Повчання та навчання: Поїзд монтаж екіпажів на важливість радіуса вигину. Один гострий кермо під час роботи кисті може деградувати продуктивність протягом років.

Приклади реального світу

Загальний сценарій збій в мережах FTTH є вигином біля оптичного мережевого терміналу (ONT) створеного при переходіванні меблів замовника. Збиток може бути 2–4 дБ при 1550 нм, викликаючи посилання на втрату синхронізації. У дата-центрах, панелі з високою щільності з кабелями, що перенесли за двері шафи, можуть бути стиснені, коли двері закриває, створюючи мікробенди, які важко знайти. Fluke Networks] повідомляє, що такий обліковий запис згину для значного відсотка "не знайдено неприємностей" вантажівок.

Висновок

Вогнетривкі втрати залишаються центральним занепокоєнням в будь-якій оптичній мережі волокон, чи в централізованому дата-центрі або розведення FTTx. Під час вигину-інсенситивних волокон і строгих стандартів різко зменшили проблему, вони не усунені. Мережеві продуктивність—від сигналу до пропускної здатності до даних до довгострокової надійності— безпосередньо пов'язані з тим, як добре згинаються під час монтажу, технічного обслуговування і експлуатації. Розуміння фізики за допомогою макро- і мікрозгину, вибір відповідних засобів масової інформації, а також залучення дисциплінованих методів установки, мережеві фахівці можуть зберігати оптичні бюджети живлення, продовжити відстані посилання і зменшити економічному несправності. Як продовжить жорсткі мережі, що глиблення.