Optik Fiber ve Kablo Standartları Hakkında Güncelleme

Önde gelen standardizasyon kuruluşları:
Lifler:

ITU-T SG15:

• G650 test yöntemi serisi
• G651 çok modlu 50/125 μm
• G652 dağılım kaydırmasız tek modlu optik fiber
• G653 dağılım kaydırmalı tek modlu optik fiber
• G654 kesme kaydırmalı tek modlu optik fiber
• G655 sıfır olmayan dağılım kaydırmalı tek modlu optik fiber
• Geniş bant optik iletim için G656 sıfır olmayan dağılım kaydırmalı tek modlu fiber
• G657 bükülme kaybına duyarsız tek modlu optik fiber
• Düşük bükülme kaybı fiberler için G657’de görülen son değişiklikler
• FO Kabloları: IEC SC86A
• Lifler için 60793 serisi
• Kablolar için 60794 serisi
• Patchcord kablolarında görülen son değişiklikler IEC 60794-2-50

Düşük Optik Bükülme Kaybı Fiberleri Neden Gerekli?

Standart Tek Modlu Fiberin (ITU-T G. 652D) Bükülme Kaybı Performansı

Gözlemler:

• Bükme yarıçapı 20’den küçük olduğunda kayıp önemli hale gelir mm
• 25 mm ve 30 mm bükülme yarıçapına sahip ekleme tepsileri, G. 652D fiberlerde 1625 nm’de iletimi etkilemeyecektir
• Bazı sınırlı durumlarda (maksimum 2 metre) 20 mm yarıçapa izin verilir (bkz. ITU-T L13 ve IEC 61756)

Düşük Optik Bükülme Kaybı Olan Fiberler

Geleneksel ITU-T G. 652D tek modlu fiber Eşleştirilmiş kaplama

Genel:
1310 nm iletim için optimize edilmiş bant genişliği
(= 1310 nm’de minimum kromatik dağılım)
1550 nm’de en düşük zayıflama

Özellikler:
1310 nm’de mod alanı çapı: 9,2 μm ± 0,4 μm
1550 nm’de mod alanı çapı: 10,4 μm ± 0,5 μm
Kılıf çapı: 125 μm ± 0,7 μm
Mod alanı eşmerkezlilik hatası: 0,5 μm @ 1310 nm
1550 nm kayıp performansı: < 100 tur için 0,05 dB
50 mm mandrel çapında
Kromatik dağılım:  3,5 ps/(nm.km) @ 1310 nm
18 ps/(nm.km) @ 1550 nm
Proofstress strain test: %1
Zayıflama: <0,35 dB @1310 nm ve <0,25 dB @ 1550 nm
Renksiz kaplama çapı: 245 μm ± 10 μm
Renkli kaplama çapı: 250 μm ± 15 μm

Genel:
1310 nm iletim için optimize edilmiş bant genişliği
(= Minimum kromatik dağılım 1310 nm’de)
1550 nm’de en düşük zayıflama

Özellikler (güncel değil!):
1310 nm’de Mod Alan Çapı: 8,8 μm±0,5 μm
1550 nm’de Mod alan çapı: 9,7 μm ± 0,6 μm
Kılıf çapı: 125 μm ± 1,0 μm
Mod alan eşmerkezlilik hatası: 1310 nm’de 0,8 μm
PMD (fiber): 1310 nm’de 0,5 ps/ km
Kromatik dispersiyon:
1550 nm’de 18 ps/(nm.km)
1550 nm kayıp performansı: < 100 tur için 0,1 dB
75 mm mandrel çapında
Proofstress gerginlik testi: %1
Zayıflama: 1310 nm’de <0,4 dB ve 1550 nm’de <0,3 dB
Renkli olmayan kaplama çapı: 245 μm ± 10 μm
Renkli kaplama çapı: 250 μm ± 15 μm

Düşük Optik Bükülme Kaybı Lifleri

Bükülme Kaybı Performansını Nasıl İyileştirebilirsiniz?

Çekirdek ve kaplama arasındaki kırılma indisi farkı artırıldığında bir dalga kılavuzundaki ışık daha iyi “kontrol altına alınır”. Bu, daha iyi bir bükülme kaybı performansıyla sonuçlanır, ancak daha düşük bir bant genişliği veya iletim kapasitesiyle (modal dağılım, daha yüksek kromatik dağılım) sonuçlanacaktır

Farklı Düşük Mikro Bükülme Kaybı Fiber Tipleri

ITU-T G. 657 önerisi

• ITU, Aralık 2006’da bu tür fiberler için bir öneri yayınladı:
• ITU-T G.657A fiber: Bunlar, bükülme sırasında daha iyi bir optik performansla sonuçlanacak daha sıkı boyut toleranslarına sahip G. 652D fiberlerdir. Bu fiberler ayrıca Düşük Makro Bükülme Kaybı fiberleri olarak da bilinir. Optik zayıflama için belirtilen minimum bükülme yarıçapı 10 mm’dir. Geleneksel tek modlu fiberden yaklaşık 10 kat daha iyi bükülme performansı
• ITU-T G.657B fiber: Bükülme sırasında çok düşük kayba sahip olacak şekilde tasarlanmış fiberler, ancak artık her zaman G. 652 fiberlerle uyumlu değiller ve bu nedenle daha kısa mesafelerle sınırlıdırlar (iç mekan kablolamasıyla ilişkilidir). Bu fiberler bazı tiplerde bağlantı ve ekleme sorunlarına sahip olabilir. Bu fiberler genellikle Bükülmeye Dayanıklı Fiberler olarak adlandırılır. Optik zayıflama için belirtilen minimum bükülme yarıçapı 7,5 mm’dir. Geleneksel tek modlu fiberden yaklaşık 100 kat daha iyi bükme performansı.

Farklı Ticari Marka Adları Mevcut

• Corning: RC HI 1060 Flex
• Corning: Azaltılmış kaplama çapına sahip RC-SMF 28 (80 μm)
• Sumitomo: Pure access ultra
• Mitsubishi kablosu: Diaguide PCF (delikli fiber tipi)
• OFS F900x serisi
• Nufern 1550-HP
• Corning SMF28e+
• Corning SMF28-XB
• Draka Comtec: BendBright
• Draka Comtec: BendBright XS
• OFS Allwave Flex
• Corning Clearcurve
• OFS EZ Bend

…. Daha fazlası …

Düşük Optik Bükülme Kaybı Fiberleri

Tyco Electronics’ten deneysel veriler

 

 

Yeni ITU-T G.657’de Belirtilen Eğilme Kayıpları

Yeni ITU-T G.657’de tanımlanan 4 sınıf (bunun hala bir taslak olduğunu unutmayın!):
G. 657A1: bunlar, 10 mm’lik belirtilen minimum eğilme yarıçapına sahip G. 652D uyumlu liflerdir (önceki G.657A ile aynı)
G. 657A2: bunlar, 7,5 mm’lik belirtilen minimum eğilme yarıçapına sahip G. 652D uyumlu liflerdir
G. 657B2: bunlar, 7,5 mm’lik belirtilen minimum eğilme yarıçapına sahip G. 652D uyumlu lifler değildir
(önceki G. 657B ile aynı)
G. 657B3: bunlar, 5 mm’lik belirtilen minimum eğilme yarıçapına sahip G. 652D uyumlu lifler değildir

 

Mekanik Güvenilirlik Endişeleri

• Üretim sırasında lifler %1 gerinim (veya 0,7 GPa veya 100 kpsi) testiyle taranır.
• 6 mm yarıçaplı bir lif bükümü, kaplamanın dış tarafında yaklaşık %1 gerinim gerilimine sahip olacaktır.
• Yeni ITU-T G.657 teklif belgesi ayrıca lif ömrü hususlarını da ele almaktadır (Ek I’de). Önemli: FTTH dağıtım bölümünde fiber arızaları için kabul edilen olasılık, 20 yıl boyunca fiber başına ve ağ elemanı başına 1/100000 civarındadır. Ancak, belgede 5 mm depolama yarıçapının güvenilir bir şekilde kullanılabileceği belirtilmemiştir! Bu kadar düşük depolama yarıçapları dağıtılırken ağ düzeninin bilinmesi çok önemlidir.

ITU-T G.657’de Belirtilen Eğilme Kaybı Değerleri

Mekanik Güvenilirlik Endişeleri – ITU-T G.657 Ek I

Lifler için veri sayfalarında bir parametre n belirtilir (n= gerilim-korozyon duyarlılığı parametresi veya yorulma direnci parametresi). Bu parametre bir logaritmik (gerilim) ile bir log (% kümülatif arıza) grafiğinden türetilir. IEC 60793-2-50 standardı, fiberler için minimum 18 değerini belirtir. Corning SMF28+, n=20’yi belirtmiştir (bu, uzun vadeli bükülmeye karşı daha iyi direnç anlamına gelir)
ITU-T G.657’de: Ek I
20 yıllık kullanım ömrü ve %0,001 arıza oranı

 

Mekanik Güvenilirlik Endişeleri

Evlerin İçine Kurulum:
Kablonun 1. kattaki 3 odadan geçirildiğini varsayalım:

 

• Bu, bir köşenin etrafında yaklaşık 15x 90° dönüşle sonuçlanır
• Her 30 cm’de bir çivi veya zımba kullanıldığında, bu örnekte yaklaşık 70 zımba kullanılacaktır. Her bir zımba veya çivinin 15° üzerinde 5 mm yarıçaplı bir bükülme oluşturduğunu varsayın
• Toplamda 2 metre fiber, zemin dağıtım kutusunda ve 15 mm yarıçaplı duvar terminalinde depolanır

Önemli:
– Bu durumda, bükülme kaybının tahmini katkısı, G 657 B3 fiber için 1550 nm’de 1 dB ve 1625 nm’de 3 dB olacaktır!
– Liflerdeki eksenel gerilim üzerindeki etki dikkate alınmaz!

 

Düşük Optik Bükülme Kaybı Olan Fiberler

FTTH ağ elemanları için 25 yıl boyunca 10-5’lik bir arıza olasılığı kabul edilebilir olarak kabul edilir, ancak 25 yıl boyunca küçük bükülme yarıçapları için arıza oranı sabit değildir!

Referans: IEC TR 62048

 

Bu Tür Lifler İçin Lif Yönetim Sistemleri İçin En İyi Tasarım Kuralları Nelerdir?

Mekanik ve optik güvenilirlik endişeleri

Yarıçap, depolanan uzunluk, bükülme kaybı ve mekanik güvenilirlik arasındaki ilişki.
IEC TR 62048’den alınan veriler kullanıldığında, depolama yarıçapının bir fonksiyonu olarak arıza olasılığı hesaplanabilir

 

Mekanik ve optik güvenilirlik endişeleri

Yarıçap, depolanan uzunluk, bükülme kaybı ve mekanik güvenilirlik arasındaki ilişki.
ITU-T G657’de belirtilen bükülme kaybı performansı kullanıldığında, fiber sınıfı başına (A1, A2, B3) aşağıdaki maksimum kayıp tahminleri yapılabilir:

 

Mekanik ve Optik Güvenilirlik Endişeleri

Eklem başına 2 metre fiber depolayan fiber yönetim sistemi için basitleştirilmiş tasarım kuralları (eksenel gerilim olmadan):

Verilen koşullar için izin verilen minimum yarıçap:

 

Mekanik ve Optik Güvenilirlik Endişeleri

Kapalı FTTH Kurulumlarında Güvenilirlik

• Mekanik güvenilirlik açısından kapalı kablolama için kurulum kuralları şunlar olabilir:
• Köşelerin etrafında bükme: 5 mm yarıçaplı bir köşenin etrafında 15x’e kadar 90° bükme.
• Zımba veya çivi: Zımba altındaki fiberin yarıçapı en az 5 mm ile sınırlı olduğunda 70x mümkündür.
• Kablo halkaları (uzunluk kablosu üzerinde) aşağıdaki 2 değerden en büyüğü ile yapılmalıdır: önceki tabloda belirtilen değer veya 10x kablo çapı.
• Kablodaki eksenel gerilim (%30 kanıt gerginlik seviyesi = kablo için belirtilen maksimum yük)

Optik (1550 nm’de kayıp <0,5 dB) VE mekanik (arıza) alındığında oran<10-5/metre) sınırlamaları dikkate alındığında aşağıdaki genel kablo kurulum kuralları geçerli olacaktır

 

Bükülmeye Duyarsız Liflerde Görülen Sorunlar

 

• Bazı füzyon ekleme makineleri yeni liflerin çekirdeğini tanımaz ve çekirdek hizalaması yapmaz (bunu çözmek için kaplama hizalamasına geçin)
• Delik destekli lif tipleri füzyon ekleme sırasında sorunlara neden olur (beklenmeyen ve tahmin edilemeyen deformasyonlar). Lif uçları alkolle temizlendiğinde deliklere sıvı girebilir
• Farklı lif tipleri birleştirildiğinde veya birbirine bağlandığında daha yüksek kayıplar görülür (çoğu G. 657B tipi lifle mod alan çapı uyumsuzluğu). 1 dB’nin üzerinde kayıplar görülebilir!

 

Düşük Makro Bükülme Kaybı Olan Lifler

Ekleme Uyumluluğu

Tyco Electronics’ten seçilen G. 657A1 lifi, mevcut takılı G. 652 lifleriyle tam ekleme uyumluluğunu (hem füzyon hem de mekanik) garanti edecektir. Çekirdek hizalaması için füzyon ekleme parametre ayarlarında herhangi bir değişiklik yapılması gerekmez.

Bükülmeye Duyarsız Liflerde Görülen Sorunlar

• OTDR izleri, bağlantılarda veya eklerde lif tiplerini karıştırırken garip etkiler (kazançlar veya daha yüksek kayıplar) gösterecektir! Eğitimsiz montajcılar, ekleme kaybı veya konnektör kaybı kalitesi hakkında yanlış sonuçlara varabilirler!

 

Karışık Fiber Tiplerine Sahip Hatlarda OTDR ile Zayıflama Ölçümü

Dağıtım şebekesinde bükülmeye duyarsız fiberler giderek daha fazla kullanılmaktadır. OTDR ölçümü kullanırken aşağıdaki bilgileri dikkate almak gerekir…

Aşağıdaki durumu varsayalım

Düşük Optik Bükülme Kaybına Sahip Fiberler

Karışık fiber tiplerine sahip hatlarda OTDR ile zayıflama ölçümü

 

OTDR ile doğru ekleme kaybı ölçümleri için bileşen veya hat her iki taraftan ölçülmelidir. Ortalama kayıp doğru kayıp olacaktır. Bu, hattın başında ve sonunda aynı fiber kullanılarak önlenebilir.

Karışık Fiber Tiplerine Sahip Hatlarda OTDR ile Zayıflama Ölçümü

IEC SC86A Çalışma grubu 1 (lifler)

• Tek modlu lifler için çoğunlukla ITU-T G6xx fiber belgelerinin kopyası, ancak IEC 86A çok modlu fiber spesifikasyonları için liderdir.

IEC Kablo Standartları

Patchcord kablosu için standartlar

• IEC SC86A (kablolar) ve IEC SC86B (optik bileşenler) Avrupa üyeleri, kablo ve optik bileşenler/kapaklamalar arasındaki arayüz sorunlarını çözmek için “Cenelec JWG 86A/86BXA” adlı Ortak Çalışma Grubunu oluşturdular

IEC 86A uyumlu kablo +IEC 86B uyumlu konektör= İşlevsiz patchcord!

 

Üretici tarafından test edilen uzun kablo uzunlukları, kablonun uçlarındaki değişiklikleri yansıtmadığı gibi, kısa uzunluklar da gerçekteki kullanımı yansıtmamaktadır.