Optiline kiud
ADSS kiudoptiline kaabel
ASU kiudoptiline kaabel
FTTH kiudoptiline kaabel
Joonis 8 Kiudoptiline kaabel
OPGW kiudoptiline kaabel
Koaksiaalkaabel
Etherneti kaabel
Fotoelektriline komposiitkiudoptiline kaabel
Maa-alune ja torujuhtme kiudoptiline kaabel
Õhupuhutav mikrokiudoptiline kaabel
Siseruumides kiudoptiline kaabel
Kiudoptilise jaotuskasti
Mitmepordilise teenuse terminali kast
Kiudoptiline klemmikast
Kiudoptilise liitekoha sulgemine
Kiudoptilised klambrid
Kiudoptilise kaabli liitmikud
ADSS kiudkaabel
ASU kiudkaabel
OPGW kiudkaabel
FTTH kiudkaabel
Joonis 8 Kiudkaabel
Fotoelektriline komposiitkiudkaabel
Maa-alune ja torujuhtme kiudkaabel
Õhupuhutav mikrokiudkaabel
Õhukiudkaabel
Siseruumides kiudkaabel
Kiudoptiline klemmikast
Kiudoptilise jaotuskasti
Mitmepordilise teenuse terminali kast
Kiudoptilised klambrid
Meist
Meie meeskond
Ajalugu
Teadus- ja arendustegevuse tugevus
Tootmisbaas
Ladu ja logistika
Kvaliteet
KKKKuue peamise optilise side laineala põhjalik analüüs
2026-06-04
Optiline kiud teostab signaali edastamist infrapunavalguse täieliku sisemise peegelduse kaudu ränidioksiidist südamikus. Piiratud ränidioksiidi sisemise neeldumiskao, Rayleigh' hajumise, infrapuna neeldumise ja hüdroksüülvee tipu sumbumise tõttu on ülemaailmses optilise side tööstuses standardiseeritud kuus peamist kommertslaineala: 850 nm, 1310 nm, 1383 nm, 1490 nm, 1550 nm ja 1625 nm. Need lainepikkused hõlmavad lühimaa-LAN-i, suurlinnavõrku, pikamaa magistraalvõrku, PON-kiu juurdepääsu, optilise võimenduse ja optilise kiu testimise stsenaariume. Erinevate lainealade vahel esinevad selged erinevused sumbumisteguri, kromaatilise dispersiooni, maksimaalse edastuskauguse, sobivate optoelektrooniliste komponentide ja kiu valiku osas, mis on kiu spetsifikatsiooni valiku, projekteerimise ja optiliste komponentide teadus- ja arendustegevuse põhikriteeriumid. See artikkel koosneb kolmest põhiosast: kuue laineala üksikasjalikud optilised omadused, südamiku kiu tehniliste spetsifikatsioonide horisontaalne võrdlus ning sobivate kiudude ja praktilise rakenduse klassifikatsioon iga lainepikkuse jaoks.
1. peatükk Kuue klassikalise kiudside laineala üksikasjalikud optilised omadused
1.1 850 nm (lühilaineline aken, esimene optilise side aken)
850 nm on varaseim kommertsialiseeritud side lainepikkus, mida kasutatakse ainult mitmemoodilise optilise kiu jaoks. Selle peamine kaduallikas tuleneb Rayleighi hajumisest, mille sumbumine on pöördvõrdeline lainepikkuse neljanda astmega. Lühikese optilise lainepikkuse tõttu on tüüpiline kiu sumbumine vahemikus 2,5 kuni 3,0 dB/km, mis on kuue lainepikkuse hulgas kõrgeim kadu tase. 850 nm juures puudub nulldispersioonipunkt; kombineeritud materjali dispersioon ja intermodaalne dispersioon laiendavad oluliselt optilisi impulsse ja piiravad edastusulatust. OM1 ja OM2 mitmemoodilise kiu puhul on gigabitise Etherneti maksimaalne ulatus vastavalt 550 m ja 220 m 850 nm juures, samas kui 10G Ethernet toetab ainult 33 m (OM1) ja 82 m (OM2).
Vertikaalsed õõnsustega pinnakiirguslaserid (VCSEL) on selle sagedusriba standardsed valgusallikad, millel on kompaktne korpus, madal hind ja mis ei vaja täiendavat jahutust. Madal sidestusraskus vähendab oluliselt süsteemi ehituskulusid. 850 nm lainepikkust piiravad suured sumbumis- ja dispersioonidefektid ning seda kasutatakse laialdaselt siseruumides lühikese vahemaa kaablites ning seda kasutatakse laialdaselt andmekeskuste ühendustes ja struktureeritud kaablisüsteemides.
1,2 1310 nm (nulldispersiooniaken, teine kommunikatsiooniaken)
ITU-T standardi poolt reguleeritud 1310 nm on G.652 ühemoodilise kiu nulldispersiooni lainepikkuse võrdlusaluseks. Materjali dispersioon neutraliseerib lainejuhi dispersiooni selles sagedusalas, tekitades peaaegu nullilähedase kromaatilise dispersiooni umbes 0 ps/(nm·km) ja kõrvaldades dispersioonist tingitud impulsside moonutused ilma täiendavate dispersioonikompensatsiooni mooduliteta. Kiu sisemine sumbumine langeb 0,33–0,38 dB/km-ni ilma ilmse hüdroksüülvee tippneeldumiseta, muutes selle eelistatud valikuks punkt-punkti passiivse optilise ülekande jaoks.
Fabry-Peroti (FP) laser on peavoolu kiirgaja 1310 nm lainepikkusel, mille komponentide maksumus on mõõdukas. See lainepikkus jääb aga EDFA (erbiumiga legeeritud kiudvõimendi) võimendusspektrist välja, seega tugineb pikamaaülekanne elektrooptilisele regenereerimisreleele, mitte täisoptilisele võimendusele. Lisaks teenindusülekandele on 1310 nm vaikimisi testlainepikkus OTDR-i (optilise ajadomeeni reflektomeetri) jaoks, mida kasutatakse universaalselt kiudkaablite ehituse vastuvõtuks ja rikete asukoha määramiseks.
1,3 1383 nm (veetipu aken, madala veetipu jaoks optimeeritud sagedusriba)
Tavapärane G.652A/B ühemoodiline kiud sisaldab toorikute valmistamisest jäänud OH⁻ ioone, mis tekitavad tugeva neeldumispiigi lainepikkusel 1383 nm ja sumbuvuse üle 20 dB/km, mistõttu see lainepikkus oli aastakümneid tagasi kommertskasutuseks kättesaamatu. Tänu täiustatud dehüdratsioonile ja sünteetilisele toorikute tehnoloogiale madala veesisalduse piigiga G.652C/G.652D kiu puhul kontrollitakse jääkhüdroksiidioonide kontsentratsiooni ppb tasemel, vähendades veesisalduse piigi kadu alla 0,4 dB/km ja võimaldades laiaulatuslikku kommertskasutust.
Saadaval olev spekter katab 1360–1410 nm, täites CWDM-kanali laiendamiseks sagedusvahe 1310 nm ja 1490 nm vahel. Sarnaselt 1310 nm-ga ei saa ka 1383 nm sagedust EDFA abil võimendada, mis piirab selle rakendamist lühikese ulatusega suurlinnade CWDM-laienduste ja eraturvaseirevõrkude puhul. Tüüpiline sumbuvus on 0,38–0,42 dB/km.
1,4 1490 nm (S-riba alguspunkt, allavoolu südamiku lainepikkus FTTH PON-i jaoks)
S-ribasse (1460–1530 nm) kuuluv lainepikkus 1490 nm on ITU-T G.984 protokolli kohaselt EPON/GPON-i standardne allavoolu lainepikkus: OLT edastab allavoolu andmeid lainepikkusel 1490 nm, samas kui ONU saadab ülesvoolu tagasisignaali lainepikkusel 1310 nm, realiseerides ühekiulise kahesuunalise edastuse lainepikkuse jaotamise multipleksimise teel.
Tüüpiline sumbuvus lainepikkusel 1490 nm on vahemikus 0,26 kuni 0,30 dB/km, mis on kadude osas parem kui lainepikkusel 1310 nm; kromaatiline dispersioon jääb umbes 10 ps/(nm·km), toetades 20 km standardset PON ODN-trunki ilma dispersioonikompensatsioonita. Kitsa spektraallaiuse ja konstantse temperatuuri reguleerimisega DFB-laser on varustatud nõrga signaali edastamiseks pärast passiivset optilist jagamist. Sobiv WDM-filter isoleerib üles- ja allavoolu signaalid, muutes 1490 nm ülemaailmse fiiberoptilise lairibaühenduse kõige laialdasemalt kasutatavaks lainepikkuseks.
1,5 1550 nm (C-riba tuum, madalaima kaoga kolmas sideaken)
Optilise side kuldakenna tuntud lainepikkus 1550 nm paikneb C-ribas (1530–1565 nm), kus ränidioksiidkiud saavutab oma minimaalse sumbumise 0,19–0,22 dB/km kõigis kuues laineribas. See lainepikkus vastab ideaalselt EDFA võimendusspektrile; kümneid DWDM-optilisi kandjaid saab samaaegselt võimendada ilma optoelektroonilise regenereerimiseta, võimaldades tuhandete kilomeetrite pikkust repiiterivaba pikamaaedastust.
Standardsel G.652 kiul on positiivne kromaatiline dispersioon umbes 17 ps/(nm·km) lainepikkusel 1550 nm, mis nõuab ülipika DWDM-magistraali jaoks DCF-i (dispersioonikompensatsioonikiudu). G.655 nullist erineva dispersiooniga nihutatud kiul on väike jääkdispersioon (2–6 ps/(nm·km)), et summutada neljalainelise segunemise mittelineaarset efekti, mis on optimeeritud suure võimsusega DWDM-süsteemide juurutamiseks. Lisaks pikamaa-magistraalile on 1550 nm analoog-CATV raadiosagedusliku optilise edastuse ainus töölainepikkus; DWDM-süsteem jagab C-riba enam kui 80 standardiseeritud kanaliks 0,8 nm vahekaugusega ülisuure võimsusega magistraalvõrgu ja allveelaevade optilise kaabli ehitamiseks.
1,6 1625 nm (L-riba, kasutatav kiudoptilise jälgimise lainepikkus)
1625 nm langeb L-ribasse (1565–1625 nm), mis on peamiselt ette nähtud reaalajas online-optiliste kiudude jälgimiseks ja L-riba DWDM-võimsuse osaliseks laiendamiseks. Selle tüüpiline sumbuvus on 0,23–0,25 dB/km ilma veetipu interferentsi ja kromaatiline dispersioon ulatub ligikaudu 22 ps/(nm·km).
Põhiline eelis seisneb spektri isoleerimises teeninduslainepikkustest (1310/1490/1550 nm). Passiivse WDM-siduri kaudu ühendatakse jälgimisvalgus töötava kiuga ilma töötavat andmesideteenust katkestamata; 1625 nm lainepikkusel põhinev online OTDR realiseerib kaabli vananemise, katkestuspunktide ja ebanormaalsete kadude reaalajas tuvastamise, millest saab kandjakvaliteediga magistraalkaablite intelligentse käitamise ja hooldamise põhitehnoloogia. Sobitatud L-riba EDFA toetab DWDM-laiendust, kui C-riba spektriressurss on ammendunud.
2. peatükk. Põhiliste optiliste kiudude tehnilised parameetrid ja spetsifikatsioon. Horisontaalne võrdlus.
Optiline kiud liigitatakse mitmemoodiliseks kiuks (OM1/OM2/OM3/OM4/OM5) ja ühemoodiliseks kiuks (G.652A/B/C/D, G.653, G.655, G.657). Peamised tehnilised näitajad hõlmavad sumbumistegur, kromaatiline dispersioon, piirlainepikkus, moodivälja läbimõõt, makropainutuskadu ja ribalaius.
2.1 Põhiliste tehniliste näitajate määratlus
- Nõrgendus (dB/km): optiline energiatarve kilomeetri kohta; madalam väärtus tähistab pikemat edastuskaugust, mida mõjutavad lainepikkus, tooraine ja painutusaste.
- Kromaatiline dispersioon (ps/(nm·km)): Erinevate spektraalkomponentide edastuskiiruse erinevus; väiksem väärtus vähendab impulsi moonutusi kiire signaali korral.
- Lävipikkuse piirväärtus: kriitiline lävilainepikkus ühemoodilise levi jaoks; ainult langev valgus, mis on üle piirlainepikkuse, saab südamikus ühemoodilise levina läbida.
- Paindekaotus: tiheda kiudude painutamise tõttu tekib täiendav võimsuskadu; G.657 paindetundlik kiud omab selles indeksis silmapaistvat jõudlust.
- Moodivälja läbimõõt: ühemoodilise südamiku sees leviva valguse efektiivne täpi suurus, mis mõjutab otseselt kiudude ja optoelektrooniliste seadmete vahelise sidestuse efektiivsust.
- Ribalaius (MHz·km): mitmemoodilise kiu põhiparameeter, mis määrab kiire lühimaa edastusvõime.
2.2 Peavoolu kiu tüüpide parameetrite võrdlus kuuel lainealal
2.2.1 Mitmemoodiline kiud (850 nm eksklusiivne, osaliselt lühikese vahemaa 1310 nm ühilduvus)
Mitmeliigiline kiud kannatab tugeva intermodaalse dispersiooni all lainepikkustel 1383/1490/1550/1625 nm ja ei toeta praktilist pikamaaedastust:
- OM1 (62,5/125 μm): 3,0 dB/km @ 850 nm, ribalaius 200 MHz·km; 10G Etherneti puhul max 33 m.
- OM2 (50/125 μm): 2,5 dB/km @ 850 nm, ribalaius 500 MHz·km; 10G Etherneti puhul max 82 m.
- OM3/OM4 (laseriga optimeeritud 50/125 μm): OM3: 2000 MHz·km, 300 m@10G; OM4: 4700 MHz·km, 550 m@10G.
- OM5: Kahe akna jaoks optimeeritud (850 nm + 953 nm), kohandatud lühikese ulatusega 400G andmekeskuste ühendamiseks.
2.2.2 G.652 universaalne ühemoodiline kiud (täielikult kuue lainealaga ühilduv G.652C/D jaoks)
- G.652A/B (kõrge veetaseme piik): Ei ole 1383 nm puhul kohaldatav üle 5 dB/km neeldumiskao tõttu; 0,35 dB/km ja nulldispersioon lainepikkusel 1310 nm; 0,28 dB/km lainepikkusel 1490 nm; 0,20 dB/km ja 17 ps/(nm·km) lainepikkusel 1550 nm; 0,24 dB/km ja 22 ps/(nm·km) lainepikkusel 1625 nm.
- G.652C/D (madala veetasemega tipp): optimeeritud OH⁻ kõrvaldamine, alla 0,4 dB/km @ 1383 nm, saadaval on kõik kuue laineala sagedusalad, domineeriv kiudoptika metroo- ja juurdepääsuvõrgu jaoks. Lävipikkus ≤1260 nm, moodivälja läbimõõt 9,2 μm, standardne painutusjõudlus.
2.2.3 G.653 dispersiooninihkega kiud
Nulldispersioonipunkt nihkus 1550 nm-ni; C-ribal on dispersioon peaaegu null, samas kui liigne dispersioon 1310 nm juures ei sobi lühikeste lainepikkuste jaoks. Tugev neljalaineline segunemine piirab selle kasutamist mitmekanalilises DWDM-is ainult ühelainepikkusega ülipikkade privaatliinide puhul.
2.2.4 G.655 nullist erineva dispersiooniga nihutatud kiud
Kerge positiivne jääkdispersioon lainepikkusel 1550 nm, et tasakaalustada dispersiooni kompenseerimist ja mittelineaarset summutust, on saadaval ainult C/L-riba magistraalvõrgu DWDM ja transookeanilise allveelaevakaabli jaoks; halb jõudlus lainepikkusel 1310 nm ja alla selle.
2.2.5 G.657 painutustundetu kiud (FTTH siseruumides kasutatav tilkkaabel)
Klassifikatsioon A1 (kerge painde optimeerimine) ja B2 (üliväike painderaadius); üliväikesed kaod tiheda mähise korral, täielikult ühilduv kuue lainealaga, standardmaterjal FTTH sisekaabli ja FTTR koduse juhtmestiku jaoks.
| Lainepikkus | 850 nm | 1310 nm | 1383 nm (madala veetaseme piik) | 1490 nm | 1550 nm | 1625 nm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tüüpiline sumbumine (dB/km) | 2,5–3,0 | 0,33–0,38 | 0,38–0,42 | 0,26–0,30 | 0,19–0,22 | 0,23–0,25 |
3. peatükk Rakendusstsenaarium, kiudude valik ja süsteemide sobitamise võrdlus kuue laineala jaoks
3.1 850 nm: andmekeskuse ja ülikoolilinnaku kohtvõrgu ühendus
Sobiv kiudAinult OM1~OM5 täisseeria multimoodne kiud ÜlekandesüsteemGigabit/10G/25G Ethernet, fiiberkanali salvestusvõrk Tüüpiline rakendusKapi ühenduskaabel, TOR-serveri lühikese ulatusega ühendus IDC-s, ülikoolilinnaku LAN- ja tööstusautomaatika kaablid, edastuskaugus: 30 m ~ 550 m Teened ja puudusedOdav VCSEL-allikas ja mugav konstruktsioon; piiratud edastuskaugus, ühemoodiline kiud on kohustuslik, kui kaugus ületab 550 m.
3.2 1310 nm: Metro punkt-punkti privaatliini ja standardse kiu test
Sobiv kiud: G.652 täisvahemik ja G.657; harva G.653/G.655 ÜlekandesüsteemTraditsiooniline SDH/MSTP renditud liin, punkt-punkti tumekiu juurdepääs, OTDR-kiu vastuvõtutestimine Tüüpiline rakendusPankadevaheline privaatliin, ettevõtte spetsiaalne optiline juurdepääs, operaatori kohalik juurdepääsuvõrk, maksimaalne ühesuunaline ulatus ≤80 km; täiendav elektrooptiline relee pikemate vahemaade jaoks Teened ja puudusedNulldispersioon väldib signaali moonutusi küpsete seadmete puhul; EDFA täisoptilise võimenduse jaoks pole saadaval, asendatakse järk-järgult 1550 nm DWDM-iga pikamaavõrkude jaoks.
3.3 1383 nm: Metro CWDM odava spektri laiendamine
Sobiv kiudAinult G.652C/D ja G.657; ei sobi kõrge veetasemega G.652A/B puhul Ülekandesüsteem8/16-kanaliline CWDM jämeda lainepikkuse jaotusega multipleksimine Tüüpiline rakendusLinnatasandi privaatne kaabeltelevisioonivõrk, mitmeotstarbeline kiudoptika laiendamine tööstuspargi, kaevanduse ja turvaseiresüsteemi jaoks, maksimaalne ulatus ≤40 km Teened ja puudusedTõhus spektri kasutamine ilma uute kiudude paigaldamiseta; EDFA võimenduse puudumine piirab ülipikamaa juurutamist.
3.4 1490 nm: globaalne FTTH PON kiudoptiline juurdepääs
Sobiv kiud: G.652D toitekaabli jaoks + G.657 sisekaabli jaoks ÜlekandesüsteemEPON/GPON/10G PON, ühekiuline kahesuunaline (1490 alla, 1310 üles, 1550 valikulise CATV-kattega) Tüüpiline rakendusKodutarbijate lairibaühendus, ettevõtte FTTO täisoptiline võrk, 20 km ODN-trunkliin + 5 km raadiuses siseruumides asuv ühendusliin Teened ja puudusedPassiivsel jaoturil põhinev tsentraliseeritud OLT-juurutus, üks kiud toetab 64–128 lõppkasutajat; saab ülemaailmse kiudoptilise lairibaühenduse ehituse alustalaks.
3.5 1550 nm: pikamaa DWDM-magistraal ja CATV optiline edastus
Sobiv kiudG.652 metroo DWDM-i jaoks, G.655 riikliku magistraal- ja merekaabli jaoks, G.653 ühelainepikkuse ülipikka privaatliini jaoks ÜlekandesüsteemDWDM tihe lainepikkuse jaotusega multipleksimine, analoog CATV raadiosageduslik optiline transport, 100G/400G kiire selgroogsüsteem Tüüpiline rakendusProvintsidevaheline magistraalkaabel, üleookeaniline allveelaev-optiline kaabel, kiudoptiline CATV HFC-võrk; EDFA-toega täisoptiline võimendus võimaldab tuhande kilomeetri pikkust repiiterivaba edastust Teened ja puudusedMinimaalne kiu sumbuvus koos küpse EDFA-tehnoloogiaga toetab terabitise tasemega ühekiulist mahtu; tipptasemel DWDM-optiliste komponentide kõrge hind.
3.6 1625 nm: kaablite jälgimine ja L-riba DWDM-laiendus
Sobiv kiudKõik ühemoodilised kiutüübid, sh G.652/G.655/G.657 Ülekandesüsteem: Online OTDR jälgimisplatvorm, L-riba DWDM laiendusseadmed Tüüpiline rakendus: Kandevõrgu magistraalkaabli intelligentne reaalajas patrullimine, varjatud kaablirikete varajane hoiatus katkematuna, läbilaskevõime laiendamine pärast C-riba spektri küllastumist Teened ja puudusedTeenuse spektrit ei hõivata katkematu liiniseire teostamiseks, mis lühendab tõhusalt kaablihoolduse seisakuid; kasutatakse peamiselt operaatori professionaalse võrgu käitamise ja hooldamise jaoks.
Kokkuvõte
Kuus standardset side laineala moodustavad kihilise optilise võrgu rakendussüsteemi, mis põhineb ränidioksiidi loomupärastel optilistel omadustel: 850 nm domineerib lühikese ulatusega siseruumides kasutatavas mitmemoodilises kaablis; 1310 nm toimib põhilise ühemoodilise test- ja privaatliini lainepikkusena; 1383 nm täiendab CWDM-i vaba spektrit; 1490 nm monopoliseerib FTTH passiivset optilist juurdepääsu; 1550 nm on pikamaavõrgu ja CATV edastuse tuum; 1625 nm on spetsialiseerunud katkematu kiu võrgus töötamise jälgimisele. Kiu valik järgib lainepikkusele orienteeritud reeglit: mitmemoodiline kiud 850 nm lühikese ulatusega ühenduste jaoks, G.652D/G.657 1310/1383/1490 juurdepääsuvõrgu jaoks, G.655 nullist erineva dispersiooniga kiud 1550 nm pikamaa DWDM-i jaoks, G.657 paindekindel kiud siseruumides kasutatava FTTH-juhtmestiku jaoks.
5G kandevõrgu ehituse, suuremahuliste andmekeskuste kiirete ühenduste ja FTTR-i täiskodu kiu juurutamise ajendiks on madala veetipuga G.652D ja painutuskindel G.657 järk-järgult saanud ülemaailmsel optilise turu peamiseks kiu spetsifikatsiooniks. CWDM-i laiendamise nõudlus 1383 nm ja L-riba 1625 nm ulatuses kasvab pidevalt; 850 nm multimoodiline liin säilitab põhipositsiooni lühimaa kiirete ühenduste jaoks, samas kui 1550 nm jääb asendamatuks kuldseks aknaks pikamaa optilise side jaoks, mis tugineb küpsele EDFA võimendustehnoloogiale. Nõrgenduse, dispersioonikarakteristikute, kiu sobitamise tingimuste ja kuue laineala kohaldatava piiri valdamine pakub põhilist teoreetilist tuge kiu spetsifikatsioonide valikuks, optilise võrgu projekteerimiseks ja olemasoleva võrgu läbilaskevõime optimeerimiseks.
