Curs Fibre Optice Romtelecom

1

Cabluri cu fibre optice

Material de instruire pentru

salariatii

2006

2

Obiective

La sfârşitul acestui curs : – Veţi cunoaşte şi aplica principiile transmisiei informaţiilor

prin fibra optică– Veţi determina tipul unei fibre optice– Veţi determina tipul unui cablu optic– Veţi executa joncţiuni ale cablurilor optice– Veţi măsura atenuarea dată de joncţiunea introdusă– Veţi realiza măsurători ale parametrilor transmisiei optice– Veţi localiza şi ridica deranjamente în reţeaua de cabluri

optice– Veţi lua masuri de protecţie a muncii

3

Cuprins1. PROPAGAREA LUMINII ÎN FIBRA OPTICĂ2. CARACTERISTICI CONSTRUCTIVE ALE

CABLURILOR CU FIBRA OPTICĂ ŞI ALE FIBRELOR OPTICE DIN CABLU

3. INSTALAREA CABLURILOR CU FIBRE OPTICE4. JONCTIONAREA FIBRELOR OPTICE5. METODE DE JONTIONARE A FIBRELOR OPTICE6. CAUZELE DEFECTELOR DE SUDURA7. ECHIPAMENTE DE CABLU – MANŞOANE,

CONECTORI, RAME CAP-CABLU8. MĂSURĂTORI ALE PARAMETRILOR

TRANSMISIEI OPTICE

4

INTRODUCEREREŢEAUA DE CABLURI CU FIBRE OPTICE

ROMTELECOM

5

Obiective

La sfârşitul acestui capitol:iVeţi cunoaşte:

– Informatii generale despre reţeaua de cabluri cu fibre optice a ROMTELECOM

– Informaţii generale despre semnalele electrice si optice

6

Reţeaua de cabluri cu FO ROMTELECOM>30000kmCabluri FO

7

Furnizori

iAlcateliEricssoniFujitsuiLucentiRXSiRaycapiSiemens iSirtiiTomen

8

Transmisiuni optice: de ce?

i Nevoia crescândă pentru comunicaţii diversificate, sigure, de mare viteză

i Diversificarea serviciilor oferitei Cererea de trafic pe Internet se triplează în fiecare ani Permit transmiterea unei lărgimi de bandă deosebit de marii Creşte considerabil lungimea transmisiei fără repetori Performanţele transmisiei sunt foarte marii Nu sunt afectate de perturbaţii electromagneticei Lungimi de cablu de instalare de ordinul kilometrilor

9

Reţeaua de transport pe f.o.

Reţeaua globalăinternaţională

Reţele la scară naţională

Reţele la scarăMetropolitană/Regională

Corporate/Enterprise Clients

Cable modemNetworks

Reţele Client/Access

FTTHMobile

SDH/SONET

ATM

PSTN/IP

ISPGigabit Ethernet

Cable

FTTB

ATM

> 10000 km> 10 Tbit/s

> 100 km> 1 Tbit/s

< 20 km10M - 10 Gbit/s

10

Medii de transmisie

i Mediul fizic de transmisie reprezintă suportul fizic pe care-l parcurgsemnalele de la transmiţător spre receptor.

i Cablurile de cupru reprezită cel mai vechi şi mai răspândit mediu de transmisie.i Pentru transmisia pe cabluri de Cu informaţia este convertită în semnal electric

analogic sau digital.i Fibra optică se utilizează pe scară largă pentru comunicaţii de mare viteză, la

distanţe mari.i Pentru transmisia pe cabluri de fibră optică informaţia este convertită mai întâi

în semnal electric digital şi apoi acesta - în semnal optic.

CE TIP DE SEMNAL SE TRANSMITE PRIN FIBRA OPTICĂ ?

Transmisiune = procesul fizic de propagare a informaţiei (voce, text, imagine etc.) traduse în semnal electric printr-un mediu fizic de transmisieîntre două locaţii distante.

11

Filtru trece jos Comutator electronic fA=8000Hz fM=4kHz v v v TA=1/fA=125µs t t t Semnal telefonic Semnal telefonic Semnal PAM analogic cu band\ limitat\

Generarea unui semnal electric digital a) esantionarea

12

Generarea unui semnal electric digital

i Între impulsurile (e[antioanele) semnalului PAM exist\pauze. ~n aceste pauze pot fi transmise, “`ntre]esut” `n timp, e[antioanele mai multor semnale telefonice distincte, ob]inându-se astfel un “semnal multiplex PAM” ca celreprezentat `n figura urmatoare

a V b c

t

13

Pentru a atribui fiec\ruiinterval de cuantizare câte un cuvânt de cod, estenecesar ca acesta (cuvântulde cod, adic\) s\ aib\ `n sistemul de numera]ie binar8 bi]i, deoarece 28=256.

Generarea unui semnal electric digitalb) cuantizarea

14

Generarea unui semnal electric digital c) codarea

Cuvântul de cod `n cod ADICuvântul de cod `n cod binar simetric (dup\ decodarea ADI)

1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 222120 23222120 semnul segmentul intervalul + 6 4

Intervalul de cuantizare Cuvântul de cod+1 10000001 +0 10000000

15

Semnalul digital – codarea în linia optică

16

MultiplexareaiMultiplexarea este un proces reversibil de asamblare a

semnalelor ce provin de la câteva surse separate într-un singur semnal compus pentru a fi transmise pe un canal de transmisiune comun.

iSemnalul compus este numit semnal multiplex sau semnal agregat optic.În PDH şi SDH semnalele multiplexate în semnalul agregat se numesc tributari.

i Principiul multiplexarii este prezentat la pagina 15 din suportul de curs

17

Cadrul PCM 30

18

Viteze de transmisie

Factori de multiplexare

Europa Japonia 4 139264 97728 3

America de Nord 4 5

34368 44736 7 32064 4 4 8448 6312 4 6312 2048 1544 1544

Ierarhia de multiplexare digitală plesiocronă - PDH

19

Multiplexare Multiplexare la nivel de octet la nivel de octet STM-1 155,52Mbit/s STM-4 622,08 Mbit/s STM-1 STM-1 STM-4 STM-1 STM-4 STM-16 2,488Gbit/s STM-4 Observaţie: 1 STM-1 = 63 X 30 = 1890 canale de 64 kb/s

Ierarhia de multiplexare digitală sincronă - SDH

20

Configuraţie de reţea SDH

21

Principiul transmisiei semnalului optic

22

Sisteme DWDM

Grila defrecvenţe pentrusistemele DWDM este definită înrecomandarea ITU-TG.694.1,

În sistemele WDM, fiecare canal optic rămâne independent de celelaltecanale optice, de parcă ar utiliza propria sa pereche de fibre. Sistemele WDM digitale permit rate de bit şi protocoale de acces independentepe aceeaşi fibră optică.

23

Sisteme DWDM

iTehnologiile DWDM necesită filtre pentru multiplexarea / demultiplexarea optică precisă, care să furnizeze o distanţare de 200 GHz, 100 GHz, 50 GHz sau mai mică (adică 1,6 nm distanţăpentru sistemele cu 200 GHz şi aproximativ 0,4 nm pentrusistemele distanţate la 50 GHz).

iDatorită distanţei mici între canale şi ferestrelor optice utilizate, sistemele DWDM cer un control precis pentru stabilizarealaserilor pentru a evita alunecarea (drift) în afara unui canal optic DWDM dat.

24

Recapitulare

iPâna acum am aflat despre:– Generalităţi despre organizarea reţelei de cabluri cu fibră optică;– Principalii furnizori de cabluri cu fibre optice şi echipamente de cablu;– Notiunile specifice : transmisiune, mediul fizic de transmisie, semnalul

analogic, semnalul digital, semnalul optic, ierarhiile digitale de multiplexare, principiul transmisiei semnalului optic în sistemele clasiceşi în sistemele DWDM

i În continuare vom vedea care sunt fenomenele care stau la bazapropagării luminii prin fibra optică.

1

Capitolul 1 Noţiuni de bază despre

Fibre Optice

2006


2

Obiective

La sfârşitul acestui capitol participanţii :ivor cunoaşte:

– Fenomenele optice prezente în fibra optică;– Parametrii fibrelor optice şi semnificaţia acestora;

ivor putea– Deosebi tipurile constructive de fibră– Clasifica şi descrie fibrele optice

3

Cuprins

iComportamentul ondulatoriu al luminiiiComportamentul corpuscular al luminiiiUnde electromagneticeiReflexia, Refracţia şi Reflexia internă totalăiProprietăţile razei în fibrăiTipuri de fibreiCaracteristicile fibrei

– Atenuare– Dispersie– Produsul distanţă (km)– lărgime de bandă (Mb/s)

iRecapitulare

4

Ce este lumina?iLumina este o undă electromagnetică.iComunicaţiile prin fibre optice utilizează unde electromagnetice din partea superioară a spectrului electromagnetic, respectiv din gama undelor infraroşii.iPentru generarea razelor luminoase care vor parcurge fibra şi care vor purta informaţiile de la sursă se utilizează surse de lumină coerentă, care emit într-o lăţime spectrală de ordinul nanometrilor.

Lungimea de undă λ[nm]A

Faza(ω)

z

Se spune despre două unde că sunt coerente dacă sunt caracterizate de aceeaşi lungime de undă şi de un defazaj constant între ele. În funcţie de valoarea defazajului între cele două unde, prin interferenţă, amplitudinile acestora se adună, se scad sau se anulează.Interferenţa este suprapunerea a două sau mai multe unde şi combinarea lor în una singură.

5

Spectrul electromagnetic

6

Caracteristicile optice ale F.O.

Comportamentul ondulatoriu al luminii :•explică de ce intensitatea luminii poate fi mărită în unele locuri şi diminuată în alte locuri din spatele unui ecran cu una sau mai multe fante; Teoria ondulatorie explică de asemenea şi de ce marginile unei umbre nu sunt tocmai continui.• Această teorie descrie: propagarea, reflexia, refracţia şi atenuarea luminii• Această teorie nu explică: absorbţia luminii de către materialele fotosensibile

7

Caracteristicile fizice ale F.O. - cont.

Comportamentul corpuscular al luminii1900-1920 => Max Planck, Neils Bohr şi Albert Einsteinlansează ideea că lumina este emisă sub forma unor particule energetice foarte mici, numite FOTONI saucorpusculi, ce poartă o cantitate de energie bine-definită:

Wp = h*f Joules (J)

Unde: h = constanta lui Plank = 6.626 x 10-34 (J.s)f = Frequency (Hz)

Unitatea convenţională de măsură a energiei este: electron volt (eV), reprezentând energia cinetică a unui electron accelerat la tensiunea de un Volt: 1 eV = 1.6 x 10-19 J.

8

Unda Electromagnetică EM• Transportă energie prin spaţiu (ex. lumina vizibilă, razele X folosite la radiografiile dentare, undele radio, radiaţiile de căldură de la un foc)• Unda electromagnetică este o combinaţie de câmpuri magnetice şi electrice mutuale ale căror planuri de propagare sunt perpendiculareîntre ele pe direcţia de propagare.

Undele EM se deplasează prin spaţiul VID cu o viteză de 3.0 x 108 m/s.Această valoare este denumită viteza luminii.

Viteza luminii în vid λ×= fc

9

Unda electromagnetică unidimensională

• Pentru cele mai multe cazuri unda de lumină poate fi presupusă a fi o undă unidimensională, scalară, având o singură direcţie de propagare.• o astfel de undă este descrisă în mod obişnuit de ecuaţiile câmpului electric E.

)sin(),( ztEtzE o β−ω=

Unda plană care se propagă în direcţia z este descrisă de ecuaţia:

Constanta de propagare sau numărul de undă

Lungimea de undă λ

Eo

Faza(ω)

z

pvω

=λπ

=β2

Viteza luminii ncvp /= n = indicele de refracţie al mediului de propagare

10

Reflexia şi Refracţia luminii

Aplicând legea lui Snell pentru raza refractată, la suprafaţa de separaţie dintre medii avem:

n1 sin φ1 = n2 sin φ2n1 sin φ1 = n2 sin φ2 sau n1 cos θ1 = n2 cos θ2n1 cos θ1 = n2 cos θ2

φ1 = unghiul de incidenţă

Dacă o rază de lumină întâlneşte o suprafaţă plană în punctul O ea îşi schimbă direcţia întorcându-se în mediul din care a venit sub formă de undă reflectată. O parte din unda incidentă trece în mediul de incidenţă sub formă de undă refractată

Mediul 1

Mediul 2n1 > n2

φ2

n2

n1θ1

Unda Reflectata

Undarefractata

undaincidentă

θ1φ1 φ1

θ2O

11

Reflexia internă totală• Dacă φ1 creşte (sau θ1 descreşte) intensitatea undei refractate scade până când se poate spune că nu mai există refracţie

• Unghiul incident la care are loc acest fenomen: φ1 = φ c = Unghiul critic

• Dincolo de unghiul critic, raza de lumină va fi reflectată total în interiorul fibrei

θ1<θc

φ1>φc

n2

n1

n1 > n2

θ1

Când φ2 = 90o (sau θc = 0o), conform legii lui Snell şi cum sin 900 =1

n1 sin φc = n2

Atunci unghiul critic ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

1

2arcsinnn

cφ

φc

n2

n1

n1 > n2

θ1

12

ÎntrebareiSub ce unghi αmax trebuie sa se refracte lumina injectată în fibră

în punctul M astfel ca în punctul N sa existe reflexie totală ?

Aplicăm legea lui Snell în cele două puncte, M şi N

1

Învelişul primar al fibrei având n2

Miezul fibrei având n1

Aer (no =1)

αmax

φc

Con de acceptanţă

a

M

N n1 > n2

90-φc

φ > φc, α > αmax

13

Propagarea razei în fibrăRefracţia la suprafaţa de contact; Apertura numerică

n0 sin α = n1 sin ( 90 - φ)

Unghiul α = αmax când φ = φc

sau n0 sin αmax = n1 cos φ n0 sin αmax = n1 cφ2sin - 1

90-φc

1

Învelişul primar al fibrei având n2

Miezul fibrei având n1

Aer (no =1)

αmax

φc

Con de acceptanţă

a

M

N n1 > n2

90-φc

φ > φc, α > αmax

În punctul M:

n1 sin φc = n2În punctul N:

14

Apertura numerică

22

21

2

1

21max 1sin nn

nnn −=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=αrezultă

)( 22

21 NANumericaAperturann =−

Deoarece şi n0=11

2sinnn

c =φ

Sinusul unghiului de acceptanţă α max reprezintă apertura numerică, mărime care este specifică fiecărei fibre optice. Apertura numerică determină cantitatea de lumină cu care poate fi “alimentată” o fibră optică.Unele dispozitive de măsură (OTDR) utilizează această valoare ca parametru de intrare.

15

deci n0 sin αmax = NA

Unghiul de acceptanţă al fibrei ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

0max arcsin

nNAα

Notăm ∆=−

1

21

nnn diferenţa relativă de indice de refracţie

Astfel că: ∆= 21nNA 0.14< NA < 1

Propagarea razei prin fibră - continuare.

16

Viteza de grup• O undă electromagnetică singulară (având o aceeaşi lungime de undă) se vapropaga printr-un ghid de undă la o viteză de: ncvp /=

• În realitate undele electromagnetice nu se propagă independent• Pentru a caracteriza mai multe unde electromagnetice care se propagă împreună printr-un ghid de undă (mediu de transmisie) se foloseşte termenul de viteză propagare de grup: gncvg /=

λλ−=

ddnnng

Indicele de refracţie de grup va fi:

1.44

1.46

1.49

500 1700 1900

n

ng

λ (nm)

Indi

cele

de

Ref

racţ

ie

Viteza de propagare de grup este determinată de indicele de refracţie de grup

17

Moduri de propagarei Printr-o fibră se pot propaga:

– Mai multe moduri de propagare (fibre multi-mod). – Un singur mod de propagare (fibre mono-mod).

i Numărul de moduri de propagare care pot parcurge o fibră este determinat de indicii de refracţie ai miezului şi învelişului, lungimile de undă la care operează şi de diametrul miezului.

2cl

2c

2 nnaV −= λπ

i V<2.405 corespunde unei fibre mono-mod.i Prin reducerea razei fibrei, V scade, şi devine posibilă atingerea punctului în

care se poate propaga numai un singur mod de propagare

NAaVλπ

=2

sau

18

Proprietăţile de bază ale fibreii Fibra optică are o structura cilindricăi Este construită din SiO2

i Este un ghid de undăi Are un coeficient de atenuare pe km foarte mici Fabricată din sticla printr-un proces de turnare la caldi Indicele de refracţie al miezului este întotdeauna mai mare decât indicele de refracţie

al invelişului primar (cladding)i Fenomenul de propagare a luminii este bazat pe reflexia internă totală în miezul

fibrei

Înveliş de protecţieÎnveliş primarCladding

miez

19

Tipuri de fibre

Există două tipuri principale de fibre(1) Cu indice în treaptă (cu salt de indice) (SI –salt de indice)

• Multi-mod ST MMF• Mono- mod STSMF

(2) Cu indice gradat (GI – indice gradat)

• multi-mod GIMMF

Numărul total de moduri ghidate M pentru fibre multi-mod:

Multi-mod SI Multi-mod GI250 VM .= 2250 VM .≈

Unde V este frecvenţa normată de tăiere. V =2π*a*NA / λ a=raza miezului

20

Fibre multi-mod cu indice de refracţie în treaptă

Avantaje:• Permite utilizarea unei surse de lumină necoerente, de ex.LED-uri• Facilitează conectarea mai multor tronsoane identice de fibră• Marja de toleranţă impusă conectorilor de fibră este relativ mare.• Relativ ieftine

Dezavantaje:• Sunt afectate de dispersie (adică lăţimea de bandă transmisă este mică - MHz) • Atenuare mare

Impulsul optic de ieşireImpulsul

optic deintrare

50-200 µm

120-400µm

n1 =1.48-1.5

dn=0.04 la 100 ns/km

n2=1.46-1,44 n1

n2

21

Fibre multi-mod cu indice gradat

Impulsuloptic de

ieşire

Impulsul optic deintrare n2 n1

50-100 µm

120-140µm

dn = 0.04 la 1ns/km

Cum este afectat un mod de propagare în timpul parcurgerii fibrei cu indice gradat?

Vedere in secţiune transversală şi longitudinală

22

Fibre multi-mod cu indice gradat

Avantaje:• permit utilizarea unei surse optice necoerente, de ex.LED-uri• facilitează conectarea mai multor tronsoane de fibră similare• marja de toleranţă impusă conectorilor de fibră este relativ mare.• dispersia este mai mică decât la STMMF

Dezavantaje:• Lăţime de bandă mai mică în comparaţie cu STSMF • Atenuare mult mai mare în comparaţie cu STSMF,

23

Fibre mono-mod cu indice de refracţie în treaptă - STSMF

Impulsuloptic de ieşire

Impulsul optic deintrare

Avantaje:• este permis numai un singur mod de propagare datorită efectelor de interferenţă

/difracţie.• permite utilizarea unei surse LASER de mare putere• Facilitează joncţionarea prin sudură a fibrelor similare• Dispersie mică, şi deci laţime de bandă mare (câţiva GHz).• coeficient de atenuare mic (0.1 dB/km)

Dezavantaje:• Cost relativ mare

8-12 µm

100-125µm n2 = 1.46n1 =1.48-1.5

dn = 0.005 la 5ps/km

24

Fibre mono-mod – Distribuţia puterii optice

Ghidatăîn miez

Pierdută

Puterea Optică

Intensitatea optică a modului fundamental

25

Caracteristicile fibrei

Parametrii cei mai importanţi care definesc proprietăţile de transmisie ale unei fibre optice sunt:

• Atenuarea (pierderea de putere optică)• Dispersia (“lăţirea” impulsului optic la recepţie)• Banda de trecere

26

Atenuarea fibrelor optice

2. Absorbtia radiatiei electromagnetice se produce ca urmare ainteractiunii dintre fotonii componenti ai fasciculului de radiatiecu electronii din mediul de propagare.

Atenuarea undei electromagnetice în fibrele optice este determinataîn principal de două fenomene:1. Difuzia (împrastierea) radiatiei în fibra optica optice este

determinata în mod special de diferite neregularitati în mediu, cudimensiuni mai mici decât lungimea de unda (difuzia Rayleigh);Atenuarea intensitatii undei în acest caz este proportionala cu λ-4,ceea ce reprezinta unul din motivele pentru care se lucreaza lalungimi de undă mari (IR).

27

Atenuarea fibrelor optice

În fibra optica se întâlnesc trei tipuri de absorbtie:- absorbtii fotonice urmate de tranzitii electronice între benzile de energiesituate în domeniul ultraviolet (ca urmare a acestora, fibrele optice sunt opaceîn acest domeniu spectral);- absorbtii fotonice excitând vibratii moleculare în siliciu, care prezinta un spectru complex în IR (numeroase picuri de absorbtie între 2 si 25 nm); ca urmare a acestor procese, atenuarea în fibra optica din sticla creste rapid pentrulungimi de unda mai mari decât 1,7 nm, aceasta valoare limita fiind însa mairidicata pentru fibrele din materiale cum sunt halogenurile;- absorbtii pe impuritati: ioni ai metalelor de tranzitie si ioni OH, proveninddin urme de apa; picul de absorbtie cel mai important, datorat ionilor OH, estesituat la 1,39 nm, ceea ce impune o concentratie reziduala maxima în apa de ordinul a 10-7 .

28

Atenuarea – Fibre Standard

600 800 1000 1200 1400 1600 1800

0.2

0.5

1.0

2.0

5

10

0.1

Lungimea de undă (nm)

Coe

ficie

ntul

de

Ate

nuar

e(d

B/k

m)

Fere

astr

a

1-a

1975 Fe

reas

tra

a

2-a

1980

Fere

astr

a a

3-

a 1

9 85

1300nm

Lăţimea de bandă λ∆λ

=∆ 2cf = 1.142 x 1014 Hz |λ1300 nm + 2.2475 x1014 Hz |λ1550 nm

MM-fibre, GaAs-laser or LED

InGaAsP FP-laser sau LED

80nm 180 nm

SM-fiber, InGaAsP DFB-laser, ~ 1990 amplificatori optici

A patra generaţie 1996, 1.55 µmSisteme WDM

1550nm

50nm

29

Atenuarea (coeficientul de atenuareα) - continuare

Po (L)= Pi (0).e- αpLPuterea de ieşire

Coeficientul de atenuare al fibrei(αp = α difuzie + α absorbţie + α microcurburi)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=α

i

op P

PL

ln1

Sau în dB/km, atenuarea fibrei )(km343.4log1 1−α=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=α p

i

o

PP

L

αFibra

Pi Po

L

30

Atenuarea - continuare

• Într-un sistem tipic, pierderea totală poate ajunge la 20-30 dB, înainte de a fi nevoie de amplificare• Astfel la 0.2 dB/km, aceasta corespunde unei distanţe 100-150 km.• În sistemele moderne se utilizează amplificatoare construite din tronsoane de fibră dopate cu Erbiu care oferă un câştig de 17 dB

Atenuarea totală pe o fibră poate fi măsurată utilizând un reflectometru optic în domeniul timp - Optical Time Domain Reflectometer

31

Dispersia luminii în fibra optică• Pentru a fi transportate printr-o fibră optică datele sunt transformate în impulsuri optice, adică într-un număr de unde electromagnetice

cu lungimi de undă diferite ce parcurg fibra cu o viteză medie dată.• Există o limită superioară a vitezei (frecvenţei) care poate fi transmisă prin fibră şi recepţionată intact la ieşirea din fibră. • Această limitare se datorează fenomenului cunoscut sub numele de

Dispersion (lăţirea impusului luminos), fenomen care limitează"Bandwidth” “laţimea de bandă a fibrei”.

L

si(t)

T

so(t)Impulsuloptic de ieşire

τ

Cauza Dispersiei:• dispersia cromatică (Intramodală)• dispersia modală (Intermodală)

Multiple moduriImpulsuloptic de intrare

32

Tipuri de dispersie

iDispersia cromatică (intramodală)

– Dispersia de material

– Dispesia ghidului de undă

iDispersia modală (intermodală)

33

Dispersia cromatică

• Este rezultatul faptului că viteza de grup este funcţie de lungimea de undă.Fiecare mod de propagare conţine componente spectrale diferite, componente care au viteze de propagare diferite.

• depinde de caracteristicile spectrale ale sursei de lumină.

Laser

LED(mai multe moduri)

Lungime de undă

δλ = 40 nm

δλ = 1-2 nmδλ = R.M.S Laţimea

spectrală•Poate apare în toate tipurile de fibre, dar este dominantă în fibra monomod

• Cauze principale:• Dispersia de Material – lungimi de undă diferite => viteze diferite• Dispersia ghidului de undă: lungimi de undă diferite => unghiuri de reflexie diferite

34

Dispersia de material

Indicele de refracţie al miezului determina viteza de propagare. De aici rezultă că diferitele componente spectrale, de frecvenţe (lungimi de undă) diferite parcurg fibra cu viteze diferite.

2

2

λλ

−=d

ndc

Dmat

Coeficientul de dispersie de material

kmnmps x/

Notă: Semnul minus indică faptul că dintre toate componentele spectrale cele cu lungimi de undă mai mici ajung înaintea componentelor cu lungime de undă mai mare.

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7

0

-100

100

175

Dmat

λ

Fereastra a II-a

35

Dispersia ghidului de undă• Aceasta rezultă din variaţia vitezei de propagare de grup în funcţie de lungimea de undă pentru un anumit mod de propagare. • Depinde de dimensiunea (diametrul) fibrei.

• În cazul fibrelor multimod poate fi ignorată, deoarece este foarte mică în comparaţie cu dispersia de material.

• Este semnificativă ca valoare în fibrele monomod

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7

0

-100

100

175

Dmat

λ

Dispersia ghidului de undă

Dispersia totală

Dispesia de material

36

Dispersia modală (intermodală)• Modurile de propagare cu lungimi de undă mai mici parcurg fibra aproape paralel cu axa logitudinală a fibrei, deci pe distanţa cea mai scurtă, astfel că ajung la recepţie mai repede. • Modurile de propagare cu lungimi de undă mai mari (razele zig-zag) parcurg fibra pe o traiectorie a cărei lungime este practic mai mare decât lungimea fibrei, astfel încât ajung la recepţie mai târziu.• Este importantă în fibrele multimod

1

2Înveliş primar n2

Miez n1φc

αθ

37

Dispersia modală - SIMMFTimpul necesar razei 1 să parcurgă o lungime de fibră L reprezintă timpul de întârziere minim: c

Lnt 1min =

Timpul necesar razei 2 să parcurgă o lungime de fibră L reprezintă timpul de întârziere maxim : 1

maxcos

ncLt θ

=

∆≈δ2

21

cnLnTsAstfel că

1

21 )(n

nn −=∆Deoarece diferenţa relativă de

indice de refracţie

Deoarece

Diferenţa dintre cele două valori minmax ttTs −=δθ==φ cossin

1

2

nn

c

38

Dispersia totală

Dispersia totală = dispersia cromatică + dispersia modală

][ 22modalchromT τττ +=

39

Dispersia – Consecienţe

1 0 1 0 0 1

L = L1

• Limitarea frecvenţei maxime a semnalului optic în lungul fibrei

• creşterea Interferenţa Intersimbol (ISI), inacceptabilă în sistemele digitale ce necesită o secvenţă precisă a impulsurilor.

1 0 1 0 0 1

L = L2 > L1

Interferenţa Intersimbol

I- Limitarea frecvenţei (lăţimea benzii)

L

1 0 1 0 0 1

T

B

II- Limitarea distanţei: O lungime de fibră dată poate accepta doar o lăţime de bandă maximă. Pentru a creşte banda transmisă pe acelaşi tip de fibră este necesară scurtarea fibrei pentru a păstra aceeaşi valoare a dispersiei.

40

Banda de Trecere

i Dacă se ridică o caracteristică de frecvenţă a unui linii de transmisiune pe fibră optică se observă că aceasta se comportă ca un filtru trece jos gaussian

i Se poate vorbi deci de bandă de trecere sau bandă de lucru aceasta fiind egală cu frecvenţa pentru care modulul funcţiei de transfer (a acestui “filtru”) a scăzut la ½ faţă de modulul obţinut la o frecvenţă nulă

i Cu alte cuvinte, banda de trecere a unei fibre de lungime constantă este egală cu intervalul de frecvenţă în care amplitudinea semnalului optic, comparată cu valoarea sa la frecvenţa zero a scăzut cu ½ , adică o scadere a nivelului puterii optice cu 3 dB.

i În practică, variabilă este lungimea fibrei şi nu frecvenţa (fibra lucrează la o aceeaşi lungime de undă), astfel că s-a ales pentru caracterizarea benzii maxime ce poate fi transmisă pe o fibră optică parametrul denumit Produsul lăţime de bandă – Distanţă (BDP)

41

Produsul lăţime de bandă – Distanţă (BDP) sau Banda de Trecere

BDP caracterizează banda care poate fi transmisă pe un kilometru de fibră. Este constant pentru fiecare tip de fibră şi este invers proporţional cu lungimea fibrei.De exemplu, dacă o fibră multimod are BDP = 20 MHz atunci:-- 1 km de fibră va avea banda de 20 MHz- 2 km de fibră vor avea banda de 10 MHz

(MHz /km)

Valori tipice ale B.D.P. pentru diferite tipuri de fibre:• Multimod 6 - 25 MHz• Monomod Mode 500 - 1500 MHz• Cu indice gradat 100 - 1000 MHZ

42

Produsul lăţime de bandă – Distanţă (BDP) -continuare

Rat

a de

Bit

B(G

bps)

0.1

1

10

100

1 10 100 1000 10,000

Lăţimea spectrală a sursei = 1 nm

Lăţimea spectrală a sursei < 1 nm

Distance L (km)

Dmat = 17 ps/km.nm

43

Fibre cu salt de dispersiePentru fibrele monomod:• lungimea de undă 1300:

- Dispersia este foarte mică- pierderile de putere optică sunt mari comparativ cu pierderile lalungimea de undă de 1550 nm

• lungimea de undă 1550:- Dispersia este mare comparativ cu dispersia la 1300 nm- Pierderile sunt mici

Limitarea datorată dispersiei de material poate fi eliminată prin mutarea punctului de dispersie zero de la 1300 nm la 1550 nm. Cum?

Prin controlarea dispersiei fibrei (modificarea dopării).

Fibrele cu această proprietate sunt denumite fibre cu salt de dispersie

44

Fibre cu salt de dispersie

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7-20

0

20

Standard

Dispersionshifted

Dispersion flattened

Wavelength (µm)

-10

10

45

Rezumat

In acest capitol am aflat:• despre comportamentul ondulatoriu şi corpuscular al luminii• că lumina este parte a spectrului electromagnetic EM • ce este viteza de grup• noţiunile de reflexie, refracţie si reflexie internă totală• ce tipuri de fibre sunt utilizate în reţelele de transport• ce este atenuarea• ce este dispersia

În continuare vom vedea cum se obţine fibra optică şi care sunt tipurile de cabluri cu fibre optice utilizate în reţeaua ROMTELECOM

1

Capitolul 2 Caracteristici constructive ale cablurilor cu fibra optică şi ale fibrelor din cablu

2006


2

Obiective

La sfârşitul acestei prezentări participanţii :i vor cunoaşte:

– Modul de fabricare al fibrelor optice– Tipurile de fibre utilizate în cablurile instalate în reţeaua

ROMTELECOM– Parametrii fibrelor optice şi semnificaţia acestora;– Tipurile de cabluri instalate în reţeaua ROMTELECOM– Modul de identificare a fibrelor în cabluri– Modul de căutare a cablurilor instalate în săpătură

i vor putea– Deosebi tipurile constructive de fibră– Clasifica şi descrie cablurile cu fibre optice

3

Cuprins

1. Fabricarea fibrelor optice2. Generalităţi

– Elementele constructive ale fibrei– Tipuri de fibre optice

3. Specificaţii tehnice ale fibrelor optice4. Tipuri de cabluri i Elementele constructive ale cablurilori Specificaţii tehnice ale cablurilor optice

4

Fabricarea fibrelor optice

iFibrele optice cele mai des utilizate sunt realizate dintr-un material refractar acid (silica) care conţine cel puţin 93% SiO 2 , fabricat din cuarţite, cu liant de var sau cu argilå, în general şi cu adaosuri mineralizate, arse la 1460 o C÷ 1530 o C timp de 24 h, pentru a transforma o fracţiune cât mai mare din cuarţ în trimidit (varietate a SiO 2 ). iDiametrul miezului este mult mai mare decât lungimeade undå a radiaţiei, fiind cuprins între 5 µ m÷200 µ m. O valoare standard este de 50 µ m cu cåmaşå de 125 µ m.

5

Tehnologiile utilizate pentru obţinerea materialelor caracterizate printr-otransparenţå ridicatå din care sunt confecţionate fibrele optice se împart în douåmari grupe: metoda creuzetului din fazå lichidå şi respectiv metoda de depuneredin stare de vapori.

Metoda creuzetului. Metoda creuzetului este utilizatå în general pentru obţinerea fibrelor din sticlecare au punct de topire coborât. Materialele componente pure aflate în stare depulbere sunt încålzite împreunå într-un creuzet de siliciu sau de platinå. Pentruîncålzire se poate folosi radiaţia emiså de pereţii unui cuptor electric în care suntintroduşi componenţii, aceştia nefiind în contact cu pereţii cuptorului.


6

Cu ajutorul unui creuzet dublu se pot obţine fibre care au un diametru mare şi de asemenea o aperturå numericå mare.


7

Fabricarea fibrelor opticeiCreuzetul poate fi încårcat cu componenţi fie în stare de pulbere fie sub forma unor bare.

iCreuzetul dublu este instalat în interiorul unui cuptor liniar dispus vertical careîncålzeşte topitura pânå la temperatura de 1000 o C÷ 1200 o C.

iÎn interiorul cuptorului este introdus un gaz inert. Dacå pentru a crea diferenţade indici de refracţie dintre miez şi înveliş se foloseşte ca dopant Taliu, care estecaracterizat printr-o vitezå de difuzie mare, în procesul de tragere apare un gradient al indicilor la interfaţå.

iAcelaşi efect poate fi produs cu borosilicat de sodiu şi calciu. Diferenţa indicilor se obţine prin variaţia concentraţiei componenţilor (SiO 2 , B 2O3 , Na 2O, CaO), iar difuzia de-a lungul interfeţei miez-înveliş în interiorul topituriideterminå un gradient suficient de mare pentru a reduce dispersia datoratåtrecerilor multiple la valori cuprinse între 1 şi 5 ns/km.

iPrin aceastå metodå se pot obţine fibre care au un coeficient de atenuarefuncţie de lungimea de undå cuprins între 3 şi 20 dB/km.

8

Fabricarea fibrelor opticeMetoda de depunere din stare de vapori. Întrucât temperatura de topire a sticlelor cu conţinut mare de siliciu este prea ridicatå încazul metodei creuzetului, pentru producerea fibrelor se utilizeazåmetoda de depunere din stare de vapori. Existå mai multeconfiguraţii experimentale, şi anume: idepunere internå de vapori, (Inside Vapour Deposition (IVD)) în care gazele reactante genereazå straturi succesive în interiorulunui tub de cuarţ, idepunere externå de vapori, (Outside Vapour Deposition (OVD)) în care straturile sunt depuse pe suprefaţa unei bare care apoi este îndepårtatå, idepunere axialå de vapori, (Vapour Axial Deposition (VAD)) încare se genereazå mai întâi o formå cilindricå axialå etc. Fibreleobţinute prin aceste metode se caracterizeazå la lungimea de undå1550 nm prin atenuåri cuprinse între 0,20 şi 0,22 dB/km.

9


10

Fabricarea fibrelor optice•În cazul metodei de depunere axialå de vapori sticlele care formeazå miezul şi respectiv invelişul sunt depuse simultanla capetele unui germene sub formå de barå care mai întâieste rotit pentru a se asigura omogenitatea azimutalå, iarapoi este tras în sus într-un cuptor electric cu viteza de 2,5 mm/min.

•Încålzirea se face la o temperaturå cuprinså între 1100 oC ÷ 1200 o C în atmosferå de oxigen şi clor pentru a îndepårta orice urme de apåprecum şi ionii de hidroxil. Bara poroaså, care are un diametru de 60 mm este apoi încålzitå la temperatura de 1500 o C într-un alt cuptor de carbon, în care se obţine preforma de sticlå, transparentå, cu un diametru de 20 mm.

11

Modul de fabricare a fibrelor optice

12

Generalităţi

Elementele constructive ale fibrei

13

Tipuri de fibre în funcţie de variaţia indicelui de refracţie - n

Există mai multe tipuri constructive de fibre optice dar două sunt cele mai folosite:

(1) Cu indice în treaptă (cu salt de indice SI) • Multi-mod• Mono- mod

(2) Cu indice gradat (GI)• multi-mod

14

Tipuri de fibre în funcţie de variaţia lui n în secţiunea transversală

15

i La fiecaretrecere în alt strat raza de lumină îşi schimbă traiectoria;

i Apar diferenţe între timpii de propagare

Fibre multimod cu indice gradat

16

Exemple de valori ale lui n

iMiez n=1,48iÎnveliş primar n=1,46iÎnveliş de protecţie n=1,52

17

Tipuri de fibre- exemple de dimensiuni

18

Tipuri de fibre- exemple de dimensiuni

iStandardul international pentru diametrul exterior al invelisuluipentru cele mai multe fibre optice monomod este 125 micrometri (µm) pentru fibră si 250 µm pentru învelişul exterior. Acest standard este important deoarece asigura compatibilitatepentru conectori, suduri si instrumente utilizate in industrie.

iFibrele monomod standard sunt fabricate cu un diametru mic al miezului de aproximativ 8-10µm.

i Fibrele multimod au miezul cu diametrul cuprins intre 50 si62.5 µm.

19

Probleme constructive ale fibrelor

20

Învelişul de protecţie al fibrei (Coating)iFibra optică se “îmbracă” în timpul procesului de fabricaţie cu

un înveliş de protecţie care nu are rol în propagarea luminii prin fibră

i Invelişul de protecţie (coating) este alcătuit din două sau mai multe straturi.

i În general este alcătuit dintr-un strat de gel, apoi unul din plastic moale (fără nylon) şi un strat dintr-un plastic special care protejează fibra de influenţe externe (ultraviolete) şi elimină o mare parte din influenţa microcurburilor.

iTrebuie să fie uniform ca grosime pe toată lungimea fibrei şi să poată fi îndepărtat uşor.

iCuloarea acestui înveliş respectă un cod al culorilor utilizat pentru identificarea fibrelor în cablurile cu fibră optică

iTrebuie să aibă un indice de refracţie mai mare decât al miezului fibrei.

21

Tuburi de protecţie a fibrelor în cablu (buffere)

În funcţie de aplicaţie fibrele din cablu pot fi protejate prin:

Tight Buffer (tub strâns)

Loose Buffer (tub lejer)

Tub lejer cu mai multe fibre (multifibreloose buffer)

22

Torsadarea tuburilor de protecţie a fibrelor (bufferelor)

Torsadarea se poate face:

23

Generalitati

iROMTELECOM operează o retea formata din cabluricu fibre optice monomod ce lucreaza cu lungimi de unda de 1310 nm,1550nm,1650nm.

24

Caracteristicile fibrelor optice

Caracteristicile fibrelor optice monomod conform recomandarilorITU-T G.652.Atenuarea maxima pentru lungimi de unda cuprinse intre 1285 -1330nm

0,38dB/km pentru o fibra optica 0,36dB/km pentru un cablu cu fibre optice

Atenuarea maxima pentru lungimea de unda de1550nm- 0,25dB/km pentru o fibra optica - 0,23dB/km pentru un cablu cu fibre optice

Lungimea de undă de tăiere λ ≤1260nm

Dispersia - 3,5 ps/nm*km pentru lungimi de unda cuprinse intre 1285 -1330 nm- 18.0 ps/nm*km pentru lungimea de unda de1550 nm

25

Caracteristici mecanice ale fibrelor optice

Diametrul miezului 9 -10 µm ±10%Diametrul invelisului 125 µm ± 2 µmEroarea de concentricitate maxima este1µm pentru λ = 1330nmEroarea de circularitate maxima 2%Diametrul exterior al stratului de protectie 250 µm ± 15 µmProba de stres:8N timp de o secunda cu 1% tensionareRezistenta la125 µm ± 2 µm strivire incepe de la 150N

26

Identificarea cablurilor cu fibre optice

iCablurile cu fibre optice contin 6,8,12,20,24,48 sau 96 fibre opticeidentificare

iCablurile cu fibre optice sunt marcate longitudinal astfel:XXXX00 SM24KE ROMTELECOM ATENTIE LASER → YYYY ZZZZ

(1) (2) (3) (4)- Numele producatorului + anul fabricatiei (2000)– Tipul fibrei (monomod) + numarul de fibre + tipul cablului (KE)- Marcaj de operator - Cablurile cu fibre optice

27

Identificarea fibrelor în cablu

Codul culorilorCodul culorilor pentru tuburile de protectie (buffers)

AlbastruGalben Verde Rosu

Codul culorilor pentru fibre opticeAlbastruGalben Verde RosuMovAlb

Perioada minima de exploatare a cablurilor cu fibre optice este 30 ani

Temperatura in timpul instalarii cablurilor cu fibre optice este cuprinsa in intervalul -5 - 50C

28

Cerinte mecanice, conditii de test, criterii de acceptanta

Temperatura la care sunt realizate testele este + 20 ± 30CPerformante de intindere:incarcare statica min.2,000N timp de 1 minutincarcare dinamica min.2,700N descriere in IEC794-1-E 1.Nu apar variatii de atenuare la incercarea staticaAlungirea fibrei sa fie mai mica decat o treime din cea dela testul dinamic.

29


Presiune laterala2,500Ndescriere in IEC794-1-E 3.nu apar distrugeri ale cablului0,10dB la 1550 - atenuare maxima admisa nepermanenta

30


Test la impactforta 1 Nimpact 3raza de curbura 300mmdescriere in IEC794-1-E 4nu apar distrugeri ale cablului0,10dB la 1550 - atenuare maxima admisa nepermanentacresterile de atenuare sa fie total reversibile.

31


Test la torsiune 5 torsionari la ± 901 m lungime de cablusarcina - 400N nu apar distrugeri ale cablului0,10dB la 1550 - atenuare maxima admisa nepermanentadescriere in IEC794-1-E 7

32


Test la indoiri repetate1000 indoiri repetateraza de curbura va fi de 20 ori din diametrul cabluluisarcina 100Nnu sunt rupruri sau alungiri dupa testdescriere in IEC794-1-E 6

33


Teste de temperatura ( 0C) se realizeaza de 2 ori in gama de temperaturi :- 40 0C -70 0C0,10dB la 1550 - atenuare maxima admisa nepermanentadescriere in IEC794-1-F1

34


Penetrarea apeise aplica apa sub presiune la capetele cabluluidescriere in IEC794-1-F5

35

Termeni tehnici de livrare

Cablurile cu fibre optice sunt infasurate pe tamburi din lemn pentru a le asigura protectiein perioada cuprinsa fabricatie si instalare. Diametrul tamburului este corelat cu diametrul cablului instalat astfel incat sa nu depaseasca limitele de curbura a cablului.Tamburul cu cablu este insotit de o eticheta ce contine urmatoarele:simbolul cabluluilungimea cabluluinumele producatoruluinumele cumparatoruluianul si luna fabricatieiforta maxima de trageregreutate bruta

36

Termeni tehnici de livrare

Tamburul cu cablu are inscriptionat mesajul de protectie:„ NU RASTURNATI LATERAL”

Fiecare lungime de cablu instalata pe tambur este insotita de certificatul cu parametri tehnici:numele producatoruluianul fabricatieitipul cabluluilungimea cabluluilungimea fibreigreutateanumarul de identificare atenuarea fiecarei fibre la 1300nmatenuarea fiecarei fibre la 1550nmvaloarea medie si maxima a atenuarii la1300nm si 1550nmproducatorul fibrei optice

37

Tipuri de cabluri utilizate in ROMTELECOM

CABLURI PIRELLI - 20 FIBRECablu cu 20 de fibre optice monomod cu gel si manta ignifuga

- diametrul campului de mod la 1310nm - 9,3 ± 0,5 µm- manta exterioara din polietilena neagra - 1,8 mm- diametru exterior - 12,6 mm- greutatea - 130 kg/km- lungimi de fabricatie 1050,2100,3100,4200 ± 100m- 5 tuburi protectoare cu cate 4 fibre fiecare ( rosu, albastru …. )- fibre optice (rosu, verde, albastru, natural)- montate pe tambur ( tip cablu,fabricant,greutate,numar identificare)- se instaleaza in conducte sau ingropat

38

Tipuri de cabluri utilizate in ROMTELECOM

CABLURI SIEMENS – 20 FIBRECablu cu 20 de fibre optice monomod cu gel si manta ignifuga

- diametrul campului de mod la 1310nm 9,3 ± 0,5 µm - diametrul campului de mod la 1550nm 10,5 ± 1,0 µm - apertura numerica 0,13-7,46- manta exterioara din polietilena neagra 1,8 mm- diametru exterior 11,3 mm- greutatea 103 kg/km- lungimi de fabricatie 1050;2100;3100;4200 ± 100m- 5 tuburi protectoare cu cate 4 fibre fiecare- fibre optice (rosu,verde,albastru,natural)- infasurate pe tambur (tip cablu,fabricant,greutate,numar identificare)- se instaleaza in conducte sau ingropat

39

CARACTERISTICILE FIBRELOR DIN CABLU

Fibre optice monomod cu indice treaptaDiametrul invelisului de plastic al fibrei 265 ± 15µmDiametrul invelisului de sticla 125 ± 2µm Diametrul campului de mod 9,3 ± 0,5 µmAtenuare la 1310nm 0,38 dB/kmAtenuare la 1550nm 0,25 dB/kmDispersia cromatica in gama1285-1330nm 3,5 ps/nm/kmDispersia cromatica in gama1525-1575nm 20 ps/nm/kmLungimea de unda de taiere (λ) 1260nm

40

CABLURI FUJIKURA

Cablu cu fibre monomod cu indice treaptaDiametrul campului de mod 9,25 ± 0,75 µmDiametrul invelisului de sticla 125 ± 2 µmDiametrul invelisului de plastic 250 ± 15 µmAbatere de concentrivitate 2 %Atenuare la 1310nm 0,38dB/kmDispersia cromatica in gama1285-1330nm 3,5ps/nm/kmLungimea de unda de taiere (λ) 1180 - 1260nmTemperatura de functionare -20 + 60 C

41

CABLURI COMPOSITE LUCENT- 48 FIBRE OPTICE

Acest tip de cablu este folosit pentru infrastructura retelei Backbone a ROMTELECOM.Cablul de FO este fabricat in conformitate cu Recomandarile ITU-T Seriile G. 652 si G.655.Structura cablului poate fi urmatoarea:Cablu composit de 48 FO cu 12 FO G.655 si 36 FO G.652Cablu composit de 48 FO cu 16 FO G655 si 32 FO G.652

42

Standarde şi recomandări ITU-T si ETSI

Cablurile de FO trebuie sa indeplineasca urmatoarele standarde si recomandariITU-T si ETSI

Recomandarea ITU-T G.652 – Caracteristicele cablurilor de fibre optice single ModeRecomandarea ITU-T G.655 – Caracteristicile cablurilor de fibra optica Single Mode Non – zero Dispersion ShiftedRecomandarea ITU-T G.659, Definitii si metode de teste pentru parameteriicablurilor de fibra optica single-modeRecomandarea ITU-T G.653, Caracteristicile cablurilor de fibra optica Dispersion Shifted Single ModeRecomandarea ITU-T G.654, Caracteristicile cablurilor de fibra optica single-mode pentru minimizarea pierderilor la 1550 nmRecomandarea ITU-T G.663, Aplicatii referitoare la aspectele de dispozitive si sub-sisteme de amplificare a fibrelor opticePublicatia IEC 794-1 Cablurile de fibra optica

43

SPECIFICATII TEHNICE

Romtelecom a instalat cabluri de fibra optica monomod cu operare in lungimile de unda1310 nm si 1550 nm..Cablul folosit pentru infrastructure retelei este un cablu composit:12/16 FO vor fi in conformitate cu Recomandarea G.655, si vor fi folosite pentruechipamentele de transmisiuni de viteze inalte si sisteme DWDM36/32 FO vor fi in conformitate cu Recomandarea G.652Furnizorul trebuie sa tina cont de urmatoarele:Materialul conductei: PVC, PE, HDPE sau betonInstalarea cablului: prin tragereLimitarea cantitatilor de apa care poate exista in tuburiProtejat impotriva animalelor mici, incluzand rozatoarele

44

CARACTERISTICILE FIBREI OPTICE SINGLE-MODE STANDARD

Valoarea nominala a diametrului campului de mod la 1310 nm ar trebui sa fie intre: 9±9.5 µm. Deviatia diametrului campului de mod nu ar trebui sa depaseasca ±10% din valoarea nominala.Atenuarile individuale ale fibrelor in regiunea lungimii de unda 1310 nm: ≤0.40dB/kmAtenuarea principala a cablului in regiunea lungimii de unda 1310 nm ≤ 0.38 dB/kmAtenuarile individuale ale fibrelor in regiunea lungimii de unda 1550 nm: ≤0.25dB/kmAtenuarea principala a cablului in regiunea lungimii de unda 1550 nm ≤ 0.23 dB/kmAtenuarea la testul “ picatura de apa” (masurata la 1385 nm) ≤ 2 dB/kmLungimea de unda de taiere ≤ 1260 nm

45


Coeficientul de dispersie cromatica la 1310 nm ≤ .5 ps/nm*kmCoeficientul de dispersie cromatica la 1550 nm ≤ 18 ps/nm*kmDispersia de mod de polarizare ≤ 0.25 ps/√kmScala lungimilor de unda ptr. Dispersie zero: 1300÷1322 nmDispersia ptr. Dispersie zero: ≤ ‘-0.093 ps/(nm²*km)Eroarea concentritatii miezului/invelis ≤ 0.8 µmDiametrul invelisului: 125±1 µmNon-circularitatea invelisului: ≤ 1%Diametrul exterior al mantalei: 245±10µmPierderea masurata pentru 100 Rezistenta la presiune . 0.35 GpaRezistenta la rupere ≥ 150N/mm²

46


Structura fibrei trebuie sa fie din miez si invelis. Materialele trebuie sa fie specificate de furnizor.Invelisul trebuie sa fie furnizat cu protectie primara(coating). Protectia trebuie sa fie in contact direct cu suprafata invelisului pentru al proteja impotriva crapaturilor. Trebuiespecificate proprietatile fizice si chimice ale materialului folosit pentru invelisulprimar al fibrei si metodele cele mai bune de indepartare.Valoarea indicelui de refractie la 1310 nm si 1550 nm trebuie specificate de furnizor.

47

CARACTERISTICILE FIBREI OPTICE SINGLE-MODE NON ZERO DISPERSION SHIFTED

Valoarea nominala a diametrului campului de mod la 1550 nm ar trebui sa fie intre: 8 ±10 µm. Deviatia diametrului campului de mod nu ar trebui sa depaseasca ±8% din valoarea nominala.Atenuarile individuale ale fibrelor in regiunea lungimii de unda 1550 nm: ≤ 0. 30dB/kmAtenuarea principala a cablului in regiunea lungimii de unda 1550nm ≤ 0.25 dB/kmAtenuarile individuale ale fibrelor in regiunea lungimii de unda 1625 nm: ≤ 0.3 dB/kmAtenuarea principala a cablului in regiunea lungimii de unda 1550 nm ≤ 0.3 dB/kmLungimea de unda de taiere ≤ 1450 nm

48


Coeficientul de dispersie cromatica in scala 1565 ÷1625 nm: 4 - 14 ps/nm*kmCoeficientul de dispersie cromatica in scala 1530÷1565 nm: 2 - 10 ps/nm*kmDispersia de mod de polarizare la 1550 nm ≤ 0.25 ps/√kmLungimea de unda ptr. Dispersie zero: 1530 nm

49


Eroarea concentritatii miezului/invelis ≤ 0.6 µmDiametrul invelisului: 125±1 µmNon-circularitatea invelisului: ≤ 1%Diametrul exterior al mantalei: 245±10µmRezistenta la presiune . 0.35 GpaRezistenta la rupere ≥ 150N/mm²

50


Structura fibrei trebuie sa fie din miez si invelis. Materialele trebuie sa fie specificate de furnizor.Invelisul trebuie sa fie furnizat cu protectie primara(coating). Protectia trebuie sa fie in contact direct cu suprafata invelisului pentru al proteja impotriva crapaturilor. Trebuiespecificate proprietatile fizice si chimice ale materialului folosit pentru invelisulprimar al fibrei si metodele cele mai bune de indepartare.Valoarea indicelui de refractie la 1550 nm trebuie specificat de furnizor.

51

CONSTRUCTIA CABLULUI DE FIBRA OPTICA

Cablurile livrate ar trebui sa fie fara metal, cu manta de PE cu parte de rezistenta non metalica. Proiectarea cablului. Cablul trebuie sa aiba o parte centrala de rezistenta non-metalicacu 6 sau 8 buffere. Buferele trebuie umplute cu compozitie corespunzatoare si trebuiesa contina maximum 12 fibre. Daca este necesar bufferele pot fi inlocuite cu elementegoale. Mantaua este proiectata compacta, impermeabila din PE.Numarul de fibre este 48.

52

CONSTRUCTIA CABLULUI DE FIBRA OPTICA

Structura cablului poate fi urmatoarea:Cablu composit 48 FO cu 12 FO G.655 si 36 FO G.652Cablu composit 48 FO cu 16 FO G. 655 si 32FO G.652In interiorul bufferului este numai un singur tip de fibra.Materialul de PE al mantalei contine o cantitate corespunzatoare de antioxidanti in scopul de a asigura caracteristicile antiimbatrinire.Scala temperaturilorScala temperaturilor de operare: intre - 30ºC si +70ºCScala temperatirilor de manevrare: intre - 15ºC si +50ºCTimpul de operare este de 30 ani.

53

IDENTIFICAREA CABLULUI

Mantaua cablului va fi neagraPe mantaua cablului va fi marcata urmatoarea informatie:XXXX04 ROMTELECOM SSM36NZD 12 FIBRA OPTICA ATENTIE LASER→ZZZZ(1) (2) (3) (4)unde :(1) XXXX = numele producatorului si 04 anul producerii

(2) SSM36NZD12 = numele operatorului, tipul de fibre si numarul de fibre(3) Sensul(4) Lungimea

54

Codul culorilor pentru fibre

Fibrele individuale sunt colorate dupa cum urmeaza:ALBROSUNEGRUGALBENPURPURIUALBASTRU-BLEUPORTOCALIUVERDEMAROGRITURCOISEROZ

55

Codul culorilor pentru buffere

Bufferele sunt colorate dupa cum urmeaza:ALBROSUNEGRUGALBENPURPURIUALBASTRU-BLUEPORTOCALIUVERDEPrimul buffer cu fibre G.655 ar trebui sa fie alb si al doilea, daca exista, ar trebui sa fie rosu.

56

CERINTELE MECANICE SI CONDITIILE DE TESTARE

Temperatura in timpul testelor trebuie sa fie +20 ± 3ºCPerormantele la tensiuni, sunt in concordanta cu IEC 794-1-E 1Incarcarea statica: min 2,000 N – 1 minutIncarcarea dinamica: min 2,700 NNu trebuie sa apara variatii de atenuare la o tensiune de sarcina statica. De asemeneanu trebuie sa apara aceste variatii permanent.Elongatia fibrelor nu trebuie sa depaseasca o treime din nivelul testului de rezistenta la o tensiune de sarcina dinamica maxima. Fibrele nu trebuie sa prezinte elongatie la o sarcina statica maxima.Testul de presiune se face conform IEC 794-1-E3Nu trebuie sa apara nici un fel de deteriorare a cablului. Variatiile maxime ale atenuarii permise sunt de 0.10 db la 1550 nm la presiune maxima.

57


Testul de impact se face conform IEC 794-1-E4Impactul aplicat cablului trebuie sa aiba:Putere: 10 NmImpacturi: 3Raza nicovalei: 300 mmVariatiile maxime ale atenuarii permise sunt de 0.10 db la 1550 nm pentru fibre masurate separate.

58


Testul de torsionare se face conform IEC 794-1-E7. Cablul trebuie sa indeplineascaurmatoarele performante ale testului de torsionare:Nr. de torsionari: +/- 90º x 5 oriLungimea testate: 1mSarcina: 400 NVariatiile maxime ale atenuarii permise sunt de 0.10 db la 1550 nm.

59


Testul de indoire se face conform IEC 794-1-E6.Cablul trebuie sa indeplineasca urmatoarele performante:Nr. de indoiri: min 1000In timpul testului raza indoirii trebui sa fie de 20 de ori diamterul cablului si sarcinatrebuie sa fie de 100 N.Nu trebuie sa apara deteriorari ale cablului dupa test.

Scala temperaturilorCablul trebuie sa indeplineasca urmatoarele performante, conform IEC 794-1-F1TA1TA2TB1TB2Nr. teste-30-4060702Variatiile maxime ale atenuarii permise sunt de 0.10 dB/km la 1550 nm in scala temperaturilor de la TA1 la TB1.Testul de impermeabilitate se face conform IEC 794-1-F5Cablurile se livreaza in lungimi de 4000 +/-100 m.

60

CABLU AUTOPURTAT

Cablu cu miez canelat de capacitate 4 - 48 fibreInstalarele pe stapi cu deschidere maxima 75 mStreang de sustinere OL 7x1,6 mmManra din polietilena neagra 14,5 mmTrunchi canelat din polietilena 11 mmTuburi de protectie( rosu, albastru) numerotate in sens orarFibre optice (rosu,albastru,alb,verde,galben,gri,maro,negru)Greutate cablu 320kg/km

1

CARACTERISTICI CONSTRUCTIVE ALE CABLURILOR CU FIBRA OPTICĂ ŞI ALE

FIBRELOR OPTICE DIN CABLU (2)

2

Tipuri de cabluriCablu Pirelli cu 12 de fibre (D11)

3

Tipuri de cabluriCablu Pirelli cu 20 de fibre (D13)

4

Inscriptionari pentru cablurile cu fibra optica

Elementele cablurilorA - Cablu de exterior

…A… coefficient de atenuare si banda la o lungime mai mica de 850 nmAT - Evantai de cabluri exterioareB Unitati de fibre neumplute

…B… Coeficient de atenuare si latime de banda la o lungime de unda de 850 nm

D Unitati de fibre umpluteE Fibra monomodF Design constructiv platF Miez de cablu umplut (cu gel)

…F… Coeficient de atenuare si latime de banda sau dispersia la o lungime de unda de 1300nm

G Fibra cu indice gradatH Fibra cu tub larg…H… Coeficient de atenuare si latime de banda sau dispersia la o lungimede unda de 1550nm

5

Inscriptionari pentru cablurile cu fibra optica

Elementele cablurilorA - Cablu de interior

K Miez de cablu canelat(L)(ZN)2Y Manta laminata facuta cu benzi de Al si polietilena cu elemente de

infasurare nemetalice(LR)(ZN)2Y Manta laminate incretita facuta din benzi de Al si polietilena cu

elemente de infasurare nemetaliceP Fibra cu indice treapta, plastic/plasticS Miez de cablu cu elemente metaliceS Fibra cu indice treapta, sticla/sticla

(SR) Banda de metal suprapusaCablu subacvaticU Miez cu canelura in forma de UV Fibra cu tub stransW tuburi lungi umplute(ZN) Elemente de strangere nemetalice(ZS) Elemente metalice (numai TELECOM)

6

Tipuri de cabluri

7

Tipuri de cabluri

8

Tipuri de cabluri

9

Tipuri de cabluri

10

Tipuri de cabluri

11

Tipuri de cabluri

1


Capitolul 4

Instalareacablurilor cu FO

2006

2

Instalarea cablurilor cu fibra optică

Aerian,ÎngropatÎn canalizaţieSubacvatic

Fiecare proiect de reţea are caracteristici tehnice specifice dar indiferent de aplicatie, pentru instalarea unui tronson de cablu cu fibre optice se vor utiliza:

– Conectori– Mansoane,– Rame cap cablu

Aparate de sudurăAparate de masurăUnelte specifice

3

Realizarea conexiunilor la fibrele optice se face cu ajutorulconectorilor sau prin sudura cu aparate speciale de jonctionat.

CONEXIUNI NEDEMONTABILEJonctionarea fibrelor optice prin sudura este utilizata la

interconectarea tronsoanelor de cabluri realizand imbinarinedemontabile.

Sudarea fibrelor optice se realizeaza cu aparate dedicate acestei operatii in laboratoare de fibra optica ce indeplinesc conditiileprevazute .

CONEXIUNI DEMONTABILEConectarea fibrelor optice se realizeaza cu conectori

Conexiunea fibrelor optice

4

Tipuri de conectori:SC – contact directPC – contact fizicFC – face couplingLC – lense couplingST,MU, F2000APC - contact fizic cu unghi de polizare, SPC - contact fizic cu unghi de polizare superior UPC - contact fizic ultra polizat la conectori SC si FC.

Conectori

5

Conectori

iPentru realizarea interconectarii intre echipamentele de transmisiuni, cabluri cu fibre optice si aparateleutilizate se folosesc cordoane speciale cu conector la unul din capete (pigtail) sau cu conectori la ambelecapete (patchcorduri). iPatchcordurile SPC, UPC si APC sunt testate 100%

pentru pierderea de insertie (Insertion loss) si pierdereade intoarcere (return loss).iObtinerea unei clase de inalta conectivitate se

realizeaza printr-un control riguros in procesul de fabricare a conectorilor mai ales a punctului de contact.

6

ConectoriConectori SCiFoarte stabili si etansiiMecanism conjugat impinge-trage (push-pull)iManta Ceramica Zirconia 2,5 mmiAsigură repetabilitatea

7

Conectori

Conectori APC (Angled Physical Contact) SC si FC– Asigura pierderi de intoarcere scazute necesare pentru

telecomunicatii si cabloviziune– Disponibili in tipuri SC si FC– Fata terminala a conectorului polizata la un unghi de 8 grade

pentru contactul fizic

8

Conectori

Conectorii ST– Sunt folositi in retele LAN si aplicatii Telecom– Compatibilitate deplina cu toate accesoriile si productiile de

conectori ST– Mecanism de cuplare prin rasucire, stil baioneta– Manta Ceramica Zirconia 2,5 mm

9

Conectori

Conectori FCiFolositi pentru aplicatiile de telecomunicatiiiManta Ceramica Zirconia 2,5 mmiMufare prin insurubare asigura o conexiune etansa

10

Conectori

Conectori LCiJumatate din dimensiunea conectorilor standard in

scopul de a dubla densitatea fibreloriStilul de gazduire impinge – trage R45iPolarizati

11

Conectori

Conectori E2000

12

Conectori

UNGHIUL DE POLISAREPolisarea poate fi:idreapta (cu gol de aer) - FCicontact fizic (drept) - SCicontact fizic (inclinat) - APC

13

SPECIFICATII PENTRU CORDOANELE DE FIBRA OPTICA

- Pierderile de insertie si atenuare minimizate- LSZH (Low Smoke Zero Halogen) – PVC- Disponibile simplex si duplex

Fibra optica este de tip single-mode cu indice treapta sau indicegradat cu invelis acrilatic protectiv UV avand diametrul exterior de 245±10 µm

TUBUL DE PROTECTIEInvelisul fibrei si bufferul sunt indepartate prin mijloace mecanice

cu o forta de desfacere de 13.3 N in concordanta cu recomandarea Bellcore GR-409.

Culoarea bufferului: alba

14

SPECIFICATII PENTRU CORDOANELE DE FIBRA OPTICA

CABLUL Configuratia: Benzi de rezistenta de aramida sunt aplicate intre

buferele de fibra optica si mantaua cablului.Culoarea mantalei exterioare: Orange pentru multimode si galben

pentru singlemode.Toleranta: -0/ +5%Material: Mantaua exterioara LSZH/PVC900 µm la 3mm cablurile pentru pigtails si patchcorduriTemperatura de operare: -20 °C la +70° CTemperatura de depozitare: -40°C la +80°CIncarcarea maxima: - Instalare 220N

- termen lung 110 N

15

Manşoane pentru cabluri cu fibre optice

Prezentare generala

iMansoanele pentru protectia jonctiunilor la cablurile cu fibre optice sunt structuri etanse, demontabile, refolosibile ce permit accesul la casetele cu fibre opticeatunci cand este necesar. iMansoanele pentru cabluri cu fibre optice sunt de mai

multe tipuri in functie de aplicaţie şi de producator

16


Mansonul de fibra optica pentru reteaua de acces tip FIST-GCO

iMansonul este construit din material termoplastic cu intrarile la un singurcapat.iEtansarea dintre capac si baza se realizeaza cu ajutorul unei cleme de strangeresi o garniture din cauciuc.iBaza are o intrare ovala pentru cablul principal si cu 6 intrari rotunde pentruderivatii.iEtansarea intrarilor de cablu se realizeaza cu tuburi termoretractabile.iMansonul este prevazut cu doua placi de baza (FAS)montate spate in spate avand capacitate de 32 unitati standard pentru casete .iIntre cele doua placi se pot stoca buferele netaiate.iMansonul asigura inchidere etansa pentru sistemul de gestionare a fibrelor,permitand astfel sudareafibrelor si integrarea elementelor passive in retele exterioare.

17


18

Setul de montare cuprinde:– capac– baza cu doua placi de 32 unitati– borne de fixare pentru elementul de rezistenta al cablului – borne de fixare pentru ecranul cablului – 4 benzi de fixare a buferelor netaiate– clema de strangere– inel de cauciuc pentru etansare– etansare pentru intrarea ovala– etansare pentru intrarea rotunda– silicagel– 2 capace pentru casete– 2 conectori cu surub pentru fixarea elementul de rezistenta al cablului– pana pentru fixarea casetelor– servetele– instructiuni de montaj– set de montare pe zid


19


Pentru instalarea cablului in mansonsunt necesare tuburi de transport de la cablu la casete, pieptene 1 la 4 sau 1 la 6 si scule pentru taiereatuburilor si buferelor, termoretractareaetansarilor si sertizarea elementului de rezistenta a cablului.

20

Mansonul de fibra optica pentru reteaua de trunchiuri tip FOSC-400i Este un manson compact cu posibilitati de buclare prin intrare ovala .

Mansonul permite accesul prin deschiderea unui colier ce realizeaza si etansarea intre capac si baza.

i Capacitatea mansonului este de 16 fibre avand o caseta sau 32 fibre cu 2 casete.

i Mansonul poate fi instalat ingropat,in camere de vizitare sau aerian.i Dimensiunile mansonului sunt:

– Lungime - 420mm– diametrul exterior baza - 152mm– diametrul exterior baza si clema - 205mm– capacitate – 32 jonctiuni

- diametru intrare rotunda cuprins intre 5 – 19mm– diametru intrare ovala cuprins intre 10 – 25mm


21


22


Mansonul de fibra optica pentru reteaua de trunchiuri tip FOSC-400

i Mansonul contine:– capac– ansamblu de etansare capac - la - baza– baza cu borna de fixare pentru elementul de rezistenta– un ansamblu caseta– set etansare intrare ovala – silicagel– inel etansare– set accesorii pentru montare pe stalp sau zid– protectori termoretractabili pentru suduri– instructiuni de instalare– set accesorii de fixare a elementului de rezistenta

23


Mansonul de fibra optica pentru reteaua de trunchiuri tip FOSC-400

i Setul pentru etansare intrare rotunda contine:– tub termoretractabil– folie de aluminiu pentru protectia cablului– servetele– banda abraziva– surub si saiba pentru prinderea elementului de rezistenta– cordon de continuitate ecran

i Setul pentru etansare intrare ovala contine:– tub termoretractabil– clema de derivatie– folie de aluminiu pentru protectia cablului– servetele– banda abraziva– 2 suruburi si 2 saibe pentru prinderea elementului de rezistenta

i 2 cordoane de continuitate ecran

24


Caseta organizator FOSC- 400iPermite acces usor la fiecare caseta cu perturbatii de

semnal minime. iEste compatibila cu o mare varietate de cabluri

permitand fixarea simpla a elementelor de rezistenta. iOfera posibilitatea montarii secventiale a casetelor si

jonctionarea prin tehnici diferite a fibrelor optice.

25

Caseta organizator FOSC- 400

26


Mansoane tip NCD 504 EricssoniMansonul este realizat din material plastic si poate fi

instalat in interior sau la exterior. iInainte de instalare se pregateste orificiul de acces a

cablului in manson. iAcesta este inchis etans cu un manson termoretractabil

pentru a bloca patrunderea umezelii pe langa cablu.

27


Mansoane tip NCD 504 Ericsson

28


Mansoane tip NCD 504 EricssoniMansonul este inchis mecanic de un capac cu garnitura de

cauciuc ce se fixeaza in 10 suruburi din otel.i In interiorul mansonului sunt protejate fibrele optice care au

fost sudate. i In versiunea standard mansonul contine 8 casete pentru

fixarea fibrelor jonctionate dar se pot instala si 12 casete in functie de inaltimea capacului.

i Intr-o caseta pot fi instalate 12 fibre optice standard sau 8 fibretip panglica.

29


Trusa pentru instalarea unui manson de fibra optica contine:i cheie hexagonala LSB 905 00 30i cheie hexagonala LSB 905 00 40i cheie hexagonala LSB 905 00 50i cutit LDK 2052i ruleta LMA 1011i pila LFF 2013i surubelnita LSA 1002i surubelnita stea LSA 1105i cutie chei fixe LSB 1008i cheie reglbila LSB 3261i patent LSD 321 01i patent taietor LSD 333 05i cheie inelara (24/27mm) SXA 113 5351i cheie inelara (30/32mm) SXA 113 5352i pistol electric pentru aer cald LVS150 16


30


Trusa pentru instalarea unui manson de fibra optica mai contine:i cutit pentru buffere LDK 122 05/1i cutit pentru manta LDK 1245/1i patent pentru curatat LSD214 02i burghiu ( 6mm) LSD 120 0060i burghiu ( 12mm) LSD 120 0120i burghiu special SXA 113 5371i dispozitiv de fixare SXK 110 1202i fierastrau cu lama de otel LDS 1253i cutie pentru scule 768 559i lacat LTY 126 01i cutie de plastic LTV 188 05


31

Echipament aditional pentru mansonul NTM 504 :i banda izolatoare - negrui banda izolatoare - rosui banda izolatoare - verdei banda izolatoare – albastrui banda de aluminiui coliere de plastic (40 )i etichete de identificarei servetele pentru curatati instrunctiuni de utilizarei manson termoretractabili banda abrazivai banda adeziva pentru temperature inaltei cleme penru manson termoretractabili fire pentru punti



32

Rack-uri

i FIST-GR este un repartitor pentru fibra optica ( rack ) care permite montareatuturor tipurilor de subrack-uri (BMS, GPS,GSS) in rame montate in spatelerack-ului fiind compatibil cu ambele standarde metric (ETSI) si 19”.

i Constructia repartitorului este bazata pe doua componente modulare: rama simodulele laterale ce pot fi combinate pentru a obtine diverse configuratii.

i Rama poate contine un sistem fizic de gestionare orizontala a cordoanelor de fibra pentru stocarea lungimilor suplimentare. Rama poate fi prevazuta cu un raft pentru gestionarea terminatiilor de cablu si rularea de buffere sprediverse unitati. Baza ramei are un sistem de conducte pentru cordoanele cu conectori ce permite dirijarea acestora spre partile laterale rack-ului. Optional se poate monta in spatele rack-ului o intrare pentru cablurile conectorizate.

i Modulele laterale sunt prevazute cu intrari pentru cabluri prevăzute cu conectori si terminatii de cablu si cu elemente de stocare a lungimilorsuplimentare de cordoane.

33

Rack-uri

FIST–GR - 239 FIST–GR - 137

Dimensiuni rack(HxDxW) mm 2200 x 300 x 900 1700 x 300 x750

Numar standard de cabluri 6 6

Numar maxim de cabluri 12 6

Unitati de inaltime disponibile(HU)

ETSI (25mm pitch)19” (44,45 mm pitch)

8037 (+ 13 ETSI HU)

6025 (+ 13 ETSI HU)

Numarul maxim de sertare FISTETSI

19”

1612 12

8

34

Rack-uri

35

Rack-uri

36

Rack-uri

37

Rack-uri

38

Rack-uriAccesorii si consumabile :i tuburi flexibile folosite pentru a conduce si a proteja tuburile cu fibre optice (loose

tube) de le terminatiile de cablu din rack la intrarea in raft (controleaza raza de curbura )Tubul flexibil are diametrul interior de 17 mm cu o capacitate de pana la 8 tuburi cu fibre optice (loose tube)

i bride cu lungimea de188 mm folosite pentru fixarea cablului si a tubului flexibil de rack

i set de 6 perii pentru reducerea patrunderii prafului prin intrarea pentru cabluri sicordoane pigtail Fiecare set protejeaza 2 deschideri pentru intrarea cablurilor.

i Set de impamantare contine toate componentele pentru conectarea tuturor elementelorrack-ului in vederea impamantarii.Conexiunile sunt realizate cu conductori 2,5mm2 de culoare galben verzuie. Impamantarea rafturilor la rack este asigurata prin clemelede montare a raftului.

i clemele de montare a raftului de echipamente de 19” intr-un rack ETSI FIST -GR.i Set pentru terminatii de cabluri suplimentare.Aceasta placa poate fi adaugata unui

rack pentru ai extinde capacitatea cu 4 sau 6 terminatii de cablu suplimentarei Sina de atasare a cablului si cleme pentru cabluri ce se monteaza pe o placa pentru

terminatii de cablu

39

Rack-uri

Sertar FIST Generic Mixti Este utilizat echipamente principale, secundare sau instalatii pentru client

.Acesta permite jonctionarea circuitelor si elementelor unitare. Este prevazutcu un panou de patching pentru orice tip de conector.

Sasiu standard Metric(ETSI) 19”

Latime 531 mm 481 mm

Inaltime 125 mm 125 mm

Grosime 280 mm 280 mm

40

Rack-uri

Accesorii pentru sertare :i tub flexibil (17mm)

pentru protectiatuburilor cu fibre panala sertar

i tub transport FOPT-CT (200m)

i tub transport FOPT-SF (200m)

i set intrare cablusuplimentar (17mm)

Sertar FIST Generic Mixt

41

Organizatorul

iOrganizatorulreprezinta un element pentru gestionareaelementelor si circuitelorunitare a dispozitivelorpasive si a fibrelor active sau libere. iEste un punct de conexiune intreelementele de reteacentrale si elementele de retea exterioare si de client.

42

Caseta organizare elemente

43

Rame cap cablu - ODF

iUn ODF (optical distribution frame) reprezinta o interfata intre echipamentul de transmisiuni si reteauade fibra optica.iIntr-un punct in retea unde fibra de la echipamentul de

transmisiuni intalneste fibra optica de la reteaua de abonat /trunk, trebuie sa existe un echipament de cross-conect care faciliteaza rearanjarea cablurilor, masurareasi localizarea deranjamentelor pe liniile optice.iPrincipala functie a unui ODF / FDF este sa organizeze

si sa termine fibra optica intr-un punct.

44

Rame cap cablu - ODFDistribution Frame tip NCD slim rack

45


i ODF –ul permite terminarea, organizarea si cross-conectarea usoara sieficienta a fibrelor optice, fiind o constructie unica in sistemul de management al fibrei.

i Preasamblarea sertarelor si a cutiilor terminale determina o instalare rapida sisigura.

i Sistemul poate gazdui o densitate mare de fibre optice si cablurile pentru 384 patch-uri pot fi terminate in fiecare rack.

i Inaltimea este de 2200 mm si dimensiuni de 300x300 mm.Caracteristici:i Bun management al FOi Dimensiuni micii Densitatea fibrei optice marei Optiunea de preconectarei Usor de intretinuti Usor de extins

46


ODF tip NTM 513 rack systemEste o solutie flexibila pentruaplicatii ET-155. In functie de numarul de sisteme cerute, design-ul modular poate fiusor extins.Cadrul standard BYB 501 poate fi comandat de la 16 la 128 sisteme optice.In functie de cerinte, cadruleste livrat numai cu cutiiterminale, sau cu cutii de depozitare destinate pentrupatchcordurile excesiv de lungi.

47


iODF tip NCD 513 97xxx

48


49


50


51


52

Rame cap cablu - ODFTIPURI DE ODF IN RETEAUA ROMTELECOM

Furnizor Capacitate

Echipata

Tip conectica

ALCATEL 6 FC/PC

ALCATEL 8 SC/SC

ALCATEL 12 FC/PC

ALCATEL 20 FC/PC

ALCATEL 24 FC/PC

DIAMOND 12 SC/APC

DIAMOND 12 E2000

DIAMOND 20 SC/APC

DIAMOND 20 E2000

DIAMOND 24 FC/PC

DIAMOND 24 SC/APC

DIAMOND 24 E2000

DIAMOND 120 E2000

53

Rame cap cablu - ODFEMGS 8 FC/PC

EMGS 12 FP/PC

EMGS 20 FC/PC

EMGS 24 FC/PC

EMGS 28 FC/PC

EMGS 36 FC/PC

EMGS 40 FC/PC

ERICSSON 8 FC/PC

ERICSSON 12 FC/PC

ERICSSON 18 FC/PC

ERICSSON 20 FP/PC

ERICSSON 24 FC/PC

ERICSSON 72 FC/PC

INTRACOM 12 FC/PC

INTRACOM 16 FC/PC

INTRACOM 24 FC/PC

54

Rame cap cablu - ODFQUANTE 8 FC/PC

QUANTE 12 FC/PC

QUANTE 12 FC/PC

R&M 24 E2000

RAYCAP 8 FC/PC

RAYCAP 12 FC/PC

RAYCAP 12 E2000

RAYCAP 20 FC/PC

RAYCAP 20 E2000

RAYCAP 24 FC/PC

RAYCAP 24 E2000

RAYCHEM 12 E2000

RAYCHEM 12 FC/PC

RAYCHEM 16 FC/PC

RAYCHEM 24 E2000

RAYCHEM 24 FC/PC

RAYCHEM 36 E2000

55

Rame cap cablu - ODFRITTAL 12 FC/PC

RITTAL 24 FC/PC

RXS 6 FC/PC

RXS 8 FC/PC

RXS 10 FC/PC

RXS 12 FC/PC

RXS 20 FC/PC

RXS 24 FC/PC

RXS 30 FC/PC

RXS 60 FC/PC

SIEMENS 72 FC/PC

SIEMENS 60 FC/PC

SIEMENS 48 FC/PC

SIEMENS 40 FC/PC

SIEMENS 32 FC/PC

SIEMENS 28 FC/PC

SIEMENS 24 FC/PC

56

Rame cap cablu - ODFSIEMENS 20 FC/PC

SIEMENS 16 FP/PC

SIEMENS 12 FC/PC

SIEMENS 8 FC/PC

SIEMENS 6 FC/PC

SIRTI 8 FC/PC

SIRTI 12 FC/PC

SIRTI 24 FC/PC

SIRTI 40 FC/PC

TELRAD 4 FC/PC

TELRAD 8 FC/PC

TELRAD 12 FC/PC

TELRAD 16 FC/PC

TELRAD 24 FC/PC

TOMEN 10 FC/PC

TOMEN 12 FC/PC

TOMEN 16 FC/PC

TOMEN 24 FC/PC

1

Fibre Optice


salariatii

2006

2

Capitolul 5Joncţionarea Fibrelor Optice

3

Obiective

La sfârşitul acestei prezentări participanţii :ivor cunoaşte:

– Importanţa pregătirii corecte a fibrelor optice în scopul joncţionării

– Importanţa pregătirii corecte a aparatului de joncţionat fibre optice

ivor putea– alege metodele cele mai adecvate de lucru în scopul realizării

joncţionării fibrelor optice

4

Cuprins

iModul de pregătire a cablurilor şi fibrelor optice în scopul jonţionăriiiDescriere generală a modulelor aparatelor de

joncţionat fibre opticeiEvaluarea rezultatelor joncţionării şi

remedierea sudurilor nereuşiteiProtejarea punctului de sudură al fibrelor

optice

5

Modul de pregătire a cablurilor optice în scopul jonţionării

i Operaţiile necesare pregătirii capetelor de cablu sunt:– Îndepărtarea mantalei– Îndepărtarea cordelului– Des-torsoadarea elementelor cablului (buffere, elemente de rezistenţă şi

de umplere)– Curăţarea gelului– Uscarea bufferelor– Marcarea bufferelor– Indepărtarea tuburilor de protecţie de pe fibre– Identificarea şi marcarea fibrelor optice– Fixarea capătului de cablu (în funcţie de manşon)– Fixarea bufferelor în casetă (suportul pentru fibrele joncţionate)

6

Modul de pregătire a fibrelor optice în scopul jonţionării

iOperaţiile necesare pregătirii fibrelor pentru sudare sunt:– Indepărtarea învelişului de protecţie (denudarea coating-ului)– Curăţarea capătului de fibră– Tăierea fibrei– Aşezarea fibrei în canalele de ghidare ale aparatului de joncţionat

7

Cuţitul special pentru fibra optică

mânerPiesa de fixare a fibrei

8

Aparatul de joncţionat fibre opticeFSM 50 s de la FUJIKURA

9

Părţi componente ale aparatului

10

11

12

Ecranul aparatului de joncţionat

13


14

Imaginea de pe ecran în timpul descărcării arcului electric de sudură

Imaginea de pe ecran la sfârşitul operaţiei de sudare a fibrelor


15

Cauze ale sudurilor necorespunzătoare şi remedierea lor

16


17


18

Protejarea punctului de sudură

19

1

Fibre Optice


salariatii

2006

2

Capitolul 9 Măsurători realizate pe tronsoanele de

fibre optice

3

Cuprins

IntroducerePrincipiiAtenuare, împrăştiere şi retro-împrăştierePierderi în suduri şi conectoriPierderi cauzate de reflexie şi reflectanţă

4

Introducere

iOTDR este tehnica standard de măsurare a link-urilor FO de lungime medie şi mare

iUtilizarea principiilor de retro- difuzie şi retro-reflexie

iFurnizează informaţii asupra reflexiilor, atenuărilor şi pierderilor pe fibră

5

Introducere

iPierderile şi atenuarea sunt influenţate de condiţiile de mediu (umiditate, temperatură, tensiune/stres)

iPierderile şi atenuarea influenţează puternic:– Bugetul de atenuare al legăturii– Calitatea transmisiei

6

Introducere

iMăsurarea atenuării:– Metoda cut-back

Coeficient de atenuare [dB/m] = {P2 [dBm] – P1 [dBm]} / Distanţă (m)

Sursă Power-metru

Primul pas, măsurarea puterii iniţiale

Pasul al doilea - măsuratoarea

După măsurarea puterii la capătul tronsonului de fibrăoptică, se taie o bucată de mărime cunoscută cu precizie şise măsoară din nou. Diferenţadintre valorile de putere se calculează ca funcţie a distanţei.

Sursă Power-metru

7

Introducere

iAtenuarea apare din cauza următorilor 3 factori:

– Absorbţia în material dată de rezonanţa ionilor OH– Dispersia datorată variaţiilor în densitatea materialului– Curburi necorespunzătoare cauzate de stres intern sau extern

8

Introducere

i1976 – OTDR- ul Barnsen and Jensen:– Bazat pe metoda retro-împrăştierii şi retro-reflexiei– Metoda non-distructivă– Necesită acces la un singur capăt al fibrei– Furnizează şi alte informaţii, cum ar fi:

• Atenuarea în funcţie de lungime• Atenuarea de inserţie a evenimentelor• Determină tipul evenimentelor• Localizează evenimentele

Notă: Înţelegem prin “evenimente” orice punct în care fibra este întreruptă

9

Principiuli OTDR - ul emite impulsuri de lumină de scurtă durată.

i Impulsurile întâlnesc evenimente reflective (unde au loc reflexii Fresnel) şi refractive (dispersie Rayleigh). O fracţiune din impuls se întoarce la punctul de lansare. Semnalul returnat este proporţional cu puterea impulsului şi variază ca funcţie a evenimentului.

i Masurând diferenţa între momentul emisiei impulsului şi momentulîntoarcerii semnalului, se poate determina distanţa între punctul de emisie şi eveniment.

10

Împrăştierea Rayleighi Îşi are originea în fiecare punct de-a lungul fibreii Permite măsurarea atenuăriii Este proporţională cu mărimea impulsuluii Variază în funcţie de lungimea de undă a laserului

LASER OTDR

DETECTOR OTDR

Couplor

11

Reflexii Fresneli Cauzate de schimbarea bruscă a indicelui de refracţie (de ex. sticlă/aer)i Ruptură, conector, capăt de fibrăi Vizualizat ca un vârf (spike) pe ecranul OTDRuluii De obicei generează un nivel de semnal reflectat mult mai mare faţă de nivelul

celui împrăştiat

Couplor

LASER OTDR

DETECTOR OTDR

12

Informaţii necesare

iIndicele de refracţie al fibrei pe care o testămiMărimea impulsuluiiOrdinul de mărime al distanţei măsurateiLungimea de undăiTimpul de achiziţie

13

Principiul

text

IORPulse WidthAcquisition timeWavelengthFiber length

0 0.6 1 2

0 10 20 30

-30

-20

-10

0

Ret

urn

Loss

(dB

)

Distance (km)

Analog

Digital

PhotodetectorAmplifierConverter

DirectionalCouplerSourcePulse generator

Sign

al p

roce

ssin

g an

d A

naly

ses Connector

OTDR

14

Secvenţa impulsului

Operatorinformations

IOR (ng)Pulse Width (τp)Range length (L)Wavelength (λ)

Acquisition Time (T)

Pulse SpeedCalculation

νg

νg = c / ng

Required time for the pulse togo along the range and to

come backτar

τar = (L / νg) * 2

Sequence ofthe pulse

τp τp τpτar τar τar

15

Achiziţia de date

i Între 2 impulsuri, se achiziţionează un eşantion de semnal. Aceastăsecvenţă va fi utilizată pentru a realiza graficul fibrei testate şi a reprezenta evenimentele întâlnite.

τp τp τpτar τar τar

Sursa OffReceptor On “x”Mhz



Sursa ONReceptor Off

Sursa OnReceptor Off

Sursa OnReceptor Off

16

Achiziţia

i Rata de eşantionare determină distanţa între cele 2 puncte de achiziţiei Exemplu:

– Rata de eşantionare = 2 MHz şi IOR al fibrei = 1.476– Viteza semnalului = Viteza luminii / IOR = 203111421.4 m/s– Diferenţa de timp între 2 puncte de achiziţie este 1 / Sampling

Rate = 1 / 2 Mhz = 500 ns– Distanţa dintre 2 puncte de achiziţie este: (Diferenţa de timp ×

Viteza semnalului) / 2 = 50.78 m

17

Distanţa între două eşantioanei Cum se reduce distanţa între două puncte de achiziţie?

Achiziţie “întreţesută”Cu aceeaşi rată de eşantionare se obţin maimulte puncte de achiziţie

18

Calculul distanţei

iTimpul este corelat cu distanţa:D = (c × t) / 2n

νg = (c / n) ⇒ D = (νg × t) / 2

D : Distanţa de-a lungul fibreic : Viteza luminii (în vid)t : Durata întoarcerii impulsului la sursăn : Indicele de refracţie (IOR) al miezuluing : Viteza impulsului în fibră

19

Acurateţea distanţei

iAcurateţea depinde de:– Precizia bazei de timp (ceasul OTDRului)– Variaţia IOR de-a lungul fibrei– Caracteristici de cablu (construcţie, factor helix, stres)

iPrecizia bazei de timp este aproape neglijabilă, astfel călimitările ramân:– Variaţia IOR– Caracteristicile cablului

20

Medierea

i Sensibilitatea şi raportul semnal/zgomot (SNR) caracteristice receptoruluisunt îmbunătăţite prin medierea semnalului returnat

i Medierea depinde de:– indicele de refracţie al fibrei– Lungimea tronsonului– Timpul dintre 2 impulsuri– Viteza de procesare

21

Reprezentarea grafica

0.0

-5.0

-10.0

-15.0

-20.0

-25.0

-30.0

-35.0

5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.00

Noise

End ofFiber

ReflectiveEvent

Loss Event

Fiber'sBacscattered

Ret

urne

d Po

wer

in d

B

Range in Kilometer

IOR: 1.476

λ: 1310

Time: 3 min

Pulse: 10 ns

Range: 60 km

22

Parametrii cheieiParametrii cheie ai unui OTDR sunt:

– Domeniul dinamic / Gama dinamică– Domeniul de măsură– Distanţa minimă de detectare a atenuărilor (Zona

moartă - atenuare)– Distanţa minimă de detectare a evenimentelor (Zona

moartă - evenimente)– Rezoluţia spaţiala

23

Limita dinamicăi Diferenţa dintre nivelul iniţial la interfaţa cu fibra testata şi

sensibilitatea receptorului.i Unitate de măsură: Decibel - dB

0.0

-5.0

-10.0

-15.0

-20.0

-25.0

-30.0

-35.0

5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.00

Noise

Ret

urne

d Po

wer

in d

B

Range in Kilometer

SNR=1

RMS

Dynamic

Range

24

Domeniul de măsurăi Atenuarea maximă care poate fi inserată între nivelul iniţial şi un eveniment

(exemplu - sudură 0.5dB) în aşa fel încât OTDRul poate măsura şi detecta cu precizie evenimentul.

i Unit: Decibel - dB0.0

-5.0

-10.0

-15.0

-20.0

-25.0

-30.0

-35.0

5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.00

Noise

Ret

urne

d Po

wer

in d

B

Range in Kilometer

Splice 0.5dB

Measurement Range

Attenuation = F(length of fiber)

25

Zona moartăZona moartă are legătură doar cu evenimente

REFLECTIVEi Zonele moarte apare ca rezultat al nivelului mare de energie emis de un eveniment

reflectiv înapoi către detectori Astfel, detectorul devine temporar saturat şi are nevoie de timp pentru a se recuperai Consecinţă a acestei “orbiri” temporare, o parte din fibra localizata imediat după acest

eveniment nu poate fi măsuratăi Depinde de:

– Mărimea impulsului– Lungimea de undă– Lăţimea de bandă a receptorului– Nivelul de reflectanţă

26

Zona moartă - evenimentei Zona moartă - evenimente are legătură doar cu evenimente REFLECTIVEi Zona moartă a evenimentelor sau zona moartă reflectivă reprezintă distanţa

minimă dintre începutul unui eveniment reflectiv şi punctul unde evenimentulreflectiv consecutiv poate fi detectat clar.

-2.00

-4.00

-6.00

-8.00

-10.00

100.00 110.00 120.00 130.00 140.00 150.00 160.00

dB

Metre

1.5 dB

Zona moartă

reflectivă

Este distanţa dintre:Începutul evenimentelor şipunctul -1.5 dB

27

Zona moartă - atenuarei Zona moartă are legătură doar cu evenimente REFLECTIVEi Zona moartă de atenuare sau zona moartă non-reflectivă este distanta minimă

dupa care poate fi măsurat un eveniment reflectiv consecutiv

-2.00

-4.00

-6.00

-8.00

-10.00

100.00 110.00 120.00 130.00 140.00 150.00 160.00

dB

Metre

Zonamoartă

de atenuare

0.5 dB

Este distanţa dintre:Începutul evenimentelor şi punctulde pe panta graficului undereceptorul “vede” o valoare diferită cu aproximativ ±0.5dB faţă de graficul obişnuit de împrăştiere

28

Rezoluţia spaţialăiExistă o relaţie între Rezoluţia Spaţială şi Mărimea Impulsului

semnalului emis.

∆zr = (νg × ∆ts) / 2

∆zr :Rezoluţia Spaţialăνg: Viteza Impulsului - νg = c / n∆ts: Timpul de Răspuns al Sistemului, egal cu mărimea impulsului, presupunând că receptorul este suficient de rapid.

29

Rezoluţia spaţialăiDin formula Rezoluţiei Spaţiale:

∆zr = (νg × ∆ts) / 2

(νg × ∆ts) = mărimea impulsului în metriiDistanţa minimă între două evenimente reflective este egală cu

jumătate din lungimea impulsului (νg × ∆ts).

30

Rezoluţia spaţială∆zr = (νg × ∆ts) / 2

Impuls probăSemnal returnat

νg x ∆ts Reflectiv

31

Rezoluţia spaţialăLight Speed ( c ) = 299792458 m/s

Index of refraction of the fiber (IOR) = 1,476Pulse speed (Vg) = Light Speed / IOR = 203111421,4 m/s

Spatial Resolution (m) Pulse Length (m) Frequence (Hz)femto 1,00E-15 1,02E-07 2,03E-07 1,00E+15 Peta

1,00E-14 1,02E-06 micro 2,03E-06 micro 1,00E+141,00E-13 1,02E-05 2,03E-05 1,00E+13

pico 1,00E-12 1,02E-04 2,03E-04 1,00E+12 Tera1,00E-11 1,02E-03 milli 2,03E-03 milli 1,00E+111,00E-10 1,02E-02 2,03E-02 1,00E+10

nano 1,00E-09 1,02E-01 2,03E-01 1,00E+09 Giga1,00E-08 1,02E+00 Unit 2,03E+00 Unit 1,00E+081,00E-07 1,02E+01 2,03E+01 1,00E+07

micro 1,00E-06 1,02E+02 2,03E+02 1,00E+06 Mega1,00E-05 1,02E+03 Kilo 2,03E+03 Kilo 1,00E+051,00E-04 1,02E+04 2,03E+04 1,00E+04

milli 1,00E-03 1,02E+05 2,03E+05 1,00E+03 Kilo1,00E-02 1,02E+06 Mega 2,03E+06 Mega 1,00E+021,00E-01 1,02E+07 2,03E+07 1,00E+01

Unit 1,00E+00 1,02E+08 2,03E+08 1,00E+00 Unit

Spatial Resolution in meter = (Vg/2)*tVg = Pulse speed inside the fiber in meter per secondt = Time span of the pulse in second

Pulse Length in meter = Vg*tVg = Pulse speed inside the fiber in meter per secondt = Time span of the pulse in second

Pulse Width (s)

32

Rezoluţia Spaţială - CorecţiaiFuncţie a timpului de răspuns al receptorului

∆ts = Sqrt (τp2 + τr

2)

∆ts : Timpul de răspuns al sistemuluitp : Mărimea Impulsului Optic de probătr : Timpul de răspuns al receptorului

33

Rezoluţia Spaţială - Limitare

i Limita de dispersie– Cu cât rezoluţia spaţială devine mai mică, efectele dispersiei devin mai

criticei Retro-împrăştierea Rayleigh şi Rezoluţia Spaţială

– Cu cât Rezoluţia Spaţială devine mai mică, puterea semnalului slăbeşte

34

iIndicele de refracţie al fibrei (IOR)iMărimea impulsuluiiOrdinul de mărime al distanţeiiLungimea de undăiTimpul de achiziţie

Date necesare pentru măsurarea unei fibre

35

Secvenţa OTDR

Definition of themeasurement +

preparation

View the trace

Shoot the fiber

What wavelength will beused for the test?

Get a pulse suppresor anda bulkhead

Get Cleaning Kit +Microscope

Get a OTDR

Set up the test

View the events table

Select the wavelength

Select the pulse width

Select the range

select the acquisition time

Check the Fiber IOR

Connect the Pulsesuppressor and the fiber

under test

36

Check List - OTDR

FCSC

E2000

37

OTDR - ConfigurareSetarea Lungimii de UndăSetarea Ordinului de Mărime al DistanţeiSetarea Mărimii impulsuluiSetarea Timpului de Achiziţie

Verificarea IOR

38

OTDR - MăsurătoareCând parametrii au fost setaţi

apasaţi - Start

39

Vizualizarea reprezentării grafice

40

Vizualizarea Tabelei de Evenimente

41

Lista de Evenimente

42

ExperimentiFTB OTDRiBobina de lansareiTronson FO ≈ 4.5 kmiTipuri de evenimente:

– Macrobending– Fusion Splice– Connector 3– Connector 4

43

Experiment

IQ-203IQ-7000 OTDR

500 m 4590 m 342 m

50 m10 m

Connector 1 Connector 2 Connector 3 Macrobending

Fusion Splice

Connector 4Connector 5

Event Case

674 m

44

Experiment 1310 nm

45

Experiment 1550 nm

46

Experiment 1550 nm

Date post:	15-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	overdose25
View:	454 times
Download:	119 times

Curs Fibre Optice Romtelecom

Documents