Fibras Ópticas
Alguma Teoria
Standards Fibra Óptica
Com a grande popularidade dos links ópticos nos últimos anos, a parte principal deles é atualmente baseado em modernos monomodo fibras. No entanto, ambas as fibras monomodo e multimodo são divididos em vários tipos / categorias que cumprem com os padrões estabelecidos e especificações de fábrica. Questões básicas relacionadas com dois tipos de fibras ópticas são trazidos no artigo Multimodo e único modo de cabos de fibra óptica.
As especificações de vários tipos e categorias de as fibras estão contidas nas normas estabelecidas por organizações internacionais. Além disso, há inúmeros padrões de fábrica / especificações utilizadas nos mercados locais.
Terminologia e classificação
Uma organização responsável pela padronização internacional na área de comunicações de fibra óptica é da International Electrotechnical Commission Comitê Técnico 86 (IEC TC86), que definiu a seguinte série de tipos:
- Fibras multimodo, por exemplo A1a, A1b, A1d ..., divididos em grupos (por exemplo A1a.1 ...),
- Um único modo de fibras, por exemplo,B1, B4, B6...
No entanto, as marcações mais populares são baseados em curtas dos tipos de fibras:
- OM - Optical Multimodo
- OS - Optical Monomodo
Os exemplos são: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2. As especificações que definem parâmetros de transmissão específicas das fibras será apresentada posteriormente no texto.
As marcas OM foram amplamente adotadas, em contraste com as OS. No caso de um único modo de fibras ópticas os nomes mais comuns são aqueles usados por outra organização internacional, a ITU (União Internacional de Telecomunicações), especificamente pelo departamento dedicado a padronização de soluções de telecomunicações (UIT-T).
ITU-T são recomendações são amplamente conhecidos e utilizados.
"Meios de transmissão e os sistemas de características ópticas" são abrangidos pela G.600-G.699 série, as fibras ópticas são descritas no intervalo G.650-G659. Cada recomendação é de um tipo específico de fibra.
Padrões selecionados e recomendações
Abaixo há um resumo de determinadas normas de fibra óptica.
ISO/IEC standards:
- IEC 60793 parâmetros de fibras ópticas e cabos:
- IEC 60793-2-10 - aplicável a tipos de fibra óptica multimodo A1a, A1b, e A1d
- IEC 60793-2-50 - aplicável a um único modo de 9/125 tipos de fibras ópticas B1.1, B1.2, B1.3, B2, B4, B5
- IEC 60794-2 - requisitos para cabos interiores
- IEC 60794-3 - requisitos para cabos exteriores
- ISO/IEC 11801 - especifica sistemas de propósito geral de telecomunicações cabeamento (cabeamento estruturado), incluindo várias classes de interconexão de fibra óptica (OM1 - OM4, com largura de banda modal especificada mínimo a 850 nm, e OS1, com atenuação max 1 dB / km)
A tabela abaixo apresenta um resumo simplificado de tipos de fibras multimodo definido pela IEC
Type | Core diameter [µm] | Min modal bandwidth [MHz • km] | ||
OFL* | EMB** | |||
850 nm | 1300 nm | 850 nm | ||
OM1 | 50 or 62.5 | 200 | 500 | - |
OM2 | 50 | 500 | 500 | - |
OM3 | 50 | 1500 | 500 | 2000 |
OM4 | 50 | 3500 | 500 | 4700 |
OFL* – OverFilled Launch - normalizado de fibra método de medição da largura de banda onde a fonte de lança luz uniformemente em todos os modos de fibra multimodo (fonte LED).
EMB** - Effective Modal Bandwidth - largura de banda modal efectiva do centro / deslocamento de lançamento (fonte de laser de iluminação de uma pequena porção do núcleo de fibra).
EMB** - Effective Modal Bandwidth - largura de banda modal efectiva do centro / deslocamento de lançamento (fonte de laser de iluminação de uma pequena porção do núcleo de fibra).
O desenvolvimento de fibras multimodo é claramente a avançar na direcção das fibras, que pode levar mais e mais dados. OM1 10 permite que a taxa de dados Gbps em distâncias muito curtas (até 33 metros), enquanto permite que OM4 para a transmissão de um fluxo de dados de 100 Gbps longo de uma distância até 150 m. No entanto, olhando para a expansão contemporânea do único modo de fibras, mesmo OM3 e OM4 tipos serão usados raramente.
ITU-T recomendações:
- ITU-T G.650.1 e G.650.2 - definições e métodos de ensaio para lineares, atributos deterministas de um único modo de fibras e cabos,
- ITU-T G.651.1 - características de 50/125 um graduado cabo de fibra óptica de índice multimodo...,
- ITU-T G.652 - características de uma fibra de modo único cabo óptico e (9/125 um, quatro versões: A, B, C, D),
- ITU-T G.653 - características de uma dispersão deslocada fibra de modo único e cabo (DS-SMF),
- ITU-T G.654 - características de corte deslocado de modo único de fibra óptica e cabo (CS-SMF),
- ITU-T G.655 - características de não-zero dispersão deslocada fibra óptica de modo único e cabo (NZDS-SMF),
- ITU-T G.656 - características de uma fibra e cabo com Non-Zero Dispersion para o transporte óptico de banda larga,
- ITU-T G.657 - características de uma perda insensível de curvatura da fibra de modo único cabo óptico e por a rede de acesso.
Um número tão grande de documentos é resultado do rápido desenvolvimento da fibra óptica de comunicação, devido à alta demanda para um rápido e de longo alcance links. Hoje em dia, um único modo de fibras são geralmente mais baratos do que as fibras multimodo. O futuro pertence a este tipo de fibras e algumas exceções podem existir apenas em sistemas locais, porque os dispositivos que operam com um único modo de fibras ópticas são um pouco mais caros.
ITU-T recomendações são muito mais restritivas (ou precisa) do que as categorias de desempenho de transmissão definido pela IEC (OS1 e OS2). Por exemplo, as especificações exigidas pelo OS2 são preenchidas por fibras G.652.C, o que significa que a fibra tem parâmetros G.652D ainda melhores.
Monomodo fibras mais úteis para aplicações típicas são aquelas em conformidade com as seguintes normas:
G.652 - define quatro versões (A, B, C, D). As variantes G.652.C G652.D e apresentam um pico de água reduzido (ZWP - Zero pico da água), o que permite que elas sejam usadas na região de comprimento de onda entre 1310 nm e 1550 nm de apoio Coarse Wavelength Division Multiplexed (CWDM) de transmissão. G.652.D é Fibra Modo Standard (SSMF) dedicado para 10 Gbps e 40 Gbps (sistemas graças à dispersão reduzida polarização modo - PMD). Atualmente, é a fibra óptica mais popular.
G.655 - define uma fibra óptica com o desempenho especificado a 1550 nm e 1625 nm, com uma cromática diferente de zero
declive de dispersão dessas regiões de comprimento de onda. Este tipo de fibra óptica pode suportar longa distância sistemas usando Dense Wavelength Division diversificadas (DWDM) de transmissão em 1530 nm a 1625 nm janela.
declive de dispersão dessas regiões de comprimento de onda. Este tipo de fibra óptica pode suportar longa distância sistemas usando Dense Wavelength Division diversificadas (DWDM) de transmissão em 1530 nm a 1625 nm janela.
G.656 - fibra óptica dedicado para utilização em sistemas de banda larga, utilizando tanto DWDM e CWDM, destina-se a funcionar em 1460 e 1625 nm de comprimento de onda janela.
G.657 - define as fibras ópticas que produzem níveis mais baixos de atenuação causada por dobras. O raio mínimo de curvatura foi reduzida a 15-5 mm (dependendo da versão). Fibra G.657A é compatível com G.652 fibras, versões G.657.B não fornecem compatibilidade de 100% com as outras fibras, no entanto, ter únicas características mecânicas adequadas para as instalações mais exigentes.
Como comparar todos os padrões e recomendações existentes?
ITU-T recomendações são baseadas nas normas IEC, no entanto, pode haver pequenas diferenças em algumas versões.
Vale a pena mencionar sobre outra organização que associa uma parte considerável da indústria de telecomunicações - Telecommunications Industry Association (TIA). A atividade e documentos da organização são mais conhecidos em os EUA, algumas normas são publicados mais cedo do que na Europa.
Algumas comparações:
Fibras multimodo:
OM1 – 62,5/125 – IEC60793-2-10 A1b – TIA 492-AAAA
OM2 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.1 – G.651.1 – TIA 492-AAAB
OM3 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.2 – G.651.1 – TIA 492-AAAC
OM4 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.3 – TIA 492-AAAD
Fibras monomodo:
G.652A, B – 9/125 – IEC60793-2-50 B1.1
G.652C, D – 9/125 – IEC60793-2-50 B1.3
G.655 – 9/125 – IEC60793-2-50 B4
G.657A – 9/125 – IEC60793-2-50 B6_a1
G.657B – 9/125 – IEC60793-2-50 B6_a2
Parâmetros de selecção de um único modo de fibras
Fiber type | G.652.C | G.652.D | G.655 | G.657.A (1) | |
Attribute | Detail | Value | |||
Mode field diameter | Wavelength | 1310 nm | 1310 nm | 1550 nm | 1310 nm |
Range of nominal values | 8.6-9.5 μm | 8.6-9.5 μm | 7-11 μm | 8.6-9.5 μm | |
Tolerance | ±0.6 μm | ±0.6 μm | ±0.7 μm | ±0.4 μm | |
Cladding diameter | Nominal | 125.0 μm | 125.0 μm | 125.0 μm | 125.0 μm |
Tolerance | ±0.1 μm | ±0.1 μm | ±0.1 μm | ±0.7 μm | |
Core concentricity error | Maximum | 0.6 μm | 0.6 μm | 0.8 μm | 0.5 μm |
Cladding noncircularity | Maximum | 1.0% | 1.0% | 1.0% | 1.0% |
Cable cut-off wavelength | Maximum | 1260 nm | 1260 nm | 1450 nm | 1260 nm |
Macrobend loss | Radius | 30 mm | 30 mm | 30 mm | 10 mm |
Number of turns | 100 | 100 | 100 | 1 | |
Maximum at 1550 nm | 0.1dB | 0.1dB | 0.1dB | 0.75 dB | |
Maximum at 1625 nm | - | - | - | 1.5 dB | |
Proof stress | Minimum | 0.69 GPa | 0.69 GPa | 0.69 GPa | 0.69 GPa |
Chromatic dispersion coefficient | λ0min | 1300 nm | 1300 nm | - | 1300 nm |
λ0max | 1324 nm | 1324 nm | - | 1324 nm | |
S0max | 0.092ps/nm2• km | 0.092ps/nm2• km | - | 0.092ps/nm2• km | |
Attenuation coefficient* | Maximum at 1310-1625 nm | 0.4 dB/km | 0.4 dB/km | - | 0.4 dB/km |
Maximum at 1383±3 nm | 0.4 dB/km | 0.4 dB/km | 0.4 dB/km | - | |
Maximum at 1550 nm | 0.3 dB/km | 0.3 dB/km | 0.35 dB/km | 0.3 dB/km | |
Maximum at 1625 nm | - | - | 0.4 dB/km | - | |
PMD coefficient | M | 20 sections | 20 sections | 20 sections | 20 sections |
Q | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | |
Maximum PMDQ | 0.5 ps/√km | 0.20 ps/√km | 0.20 ps/√km | 0.20 ps/√km |
*Coeficiente de atenuação deve ser medida apenas para porções maiores de fibras (não deve ser medida usando patch cords, por exemplo).
A fibra mais comumente utilizado em sistemas de hoje é G.652.D, devido à sua versatilidade e preço. Algumas normas, tais como G.653, deixou rapidamente de ser usado, devido a custos de aplicação e as limitações das propriedades físicas da fibra.