لا يمكن إيقاف التقدم. كل يوم ، تشمل حياتنا مواد جديدة. كان الاكتشاف الثوري من حيث وضع الاتصالات عالية السرعة هو اختراع كابل بصري.
محتوى
ما هو كابل بصري
الكابل البصري هو جنس خاص للكابلات لشبكات الاتصالات. الفرق الرئيسي من الكابل القياسي هو طريقة نقل الطاقة. يتم تنفيذ ناقل الحركة باستخدام تدفق الضوء ، وليس تيارًا كهربائيًا على الإطلاق. إلى حد كبير ، الكبل البصري هو خيط يتحرك فيه الضوء. المكون الرئيسي هو الألياف البصرية. إنها البيئة الأكثر حداثة والأكثر موثوقية لنقل البيانات. ينتقل الضوء على طول الألياف على مسافات ضخمة مع عدم وجود خسائر تقريبًا وبسرعة عالية.
الخصائص الرئيسية للكابل البصري. مزاياها وعيوبها
لا شك أن ميزة الكبل البصري على الكبل المعتاد. من بين أكثر النقاط وضوحًا أود تسليط الضوء عليها:
- إنتاجية عالية بشكل لا يصدق. الكبل البصري قادر على نقل كمية كبيرة من المعلومات لفترة زمنية صغيرة.
- الألياف لا تشع الموجات الكهرومغناطيسية. تبعا لذلك ، لا يستطيع فضح الإشعاع الكهرومغناطيسي. نتيجة لذلك ، تكون الإشارة محمية من التشويه.
- الكابل محمي بشكل موثوق من اتصال غير مصرح به. تسبب محاولة الاتصال غير المصرح بها انتهاكًا لسلامة الكابل وإنهاء نقل البيانات. يصبح من المستحيل إخفاءه.
- مؤشر التوهين الإشارة غير المهمة للغاية. الألياف الحديثة من الكابل البصري مع طول موجة 1500 نانومتر ، فإنه يحتوي على مؤشر التوهين حوالي 0.3 ديسيبل/كم. هذا يجعل من الممكن ترتيب مباريات ومكبرات الصوت المجاورة على مسافة تصل إلى 100 كم.
- الكبل البصري لديه وزن وحجم أقل من العادي. على سبيل المثال ، يبلغ قطر كابل الهاتف الذي يبلغ طوله 900 جزءًا 7.5 سم. سيكون قطر الألياف مباشرة 0.1 سم.
- عند استخدام كابل ضوئي ، ليست هناك حاجة لإرضاء القشرة. هذا يرجع إلى خصائص العزل للألياف.
- إمكانية الاستخدام في الشركات ذات المخاطر المتزايدة. يرتبط بميزة الألياف مثل الافتقار إلى الإثارة. بفضلها أن الكابل البصري هو مادة مقاومة للحريق.
- الكبل البصري هو مادة اقتصادية للغاية. لتصنيع الألياف ، يتم استخدام الكوارتز ، العنصر غير مكلف للغاية وشائع. نتيجة لذلك ، لا تختلف تكلفة الكبل البصري نفسه عن تكلفة الكبل المعتاد.
- متانة. لا شيء إلى الأبد. بمرور الوقت ، تفقد جميع المواد ، بما في ذلك الكابل البصري ، خصائصها. يزداد التوهين. ومع ذلك ، تحدث هذه العمليات ببطء شديد. سرعة فقدان خصائص الكبل البصري أقل بكثير مقارنة بأنواع أخرى من الكابلات. إن مصطلح التشغيل دون انقطاع للكابل البصري لا يقل عن 25 عامًا.
على الرغم من عدد كبير من النقاط الإيجابية ، فإن استخدام الكابل البصري له عدد من العيوب:
- التكلفة العالية للاتصالات مع كابل بصري. صحيح ، هذا يرجع إلى استخدام معدات إضافية باهظة الثمن. لا تختلف تكلفة الكبل البصري نفسه عن تكلفة الكبل المعتاد.
- تعقيد شبكات التثبيت مع الكابل البصري. يجب تثبيت الموصلات حرفيًا بدقة ميكرون. يجب إجراء الاتصال نفسه بدقة كبيرة ، بالتساوي. وجود فجوات غير مقبول. يجب أن يكون سطح المفصل مصقول بسلاسة. في حالة عدم الامتثال للمتطلبات المذكورة أعلاه ، لا يمكن تجنب الخسائر في سرعة وجودة الإشارة المنقولة.
- يتم تنفيذ المركبات عن طريق اللحام أو لصقها. عند الإلتصاق ، يتم استخدام هلام خاص ، والذي يحتوي على نفس قيمة معامل الانكسار مثل الألياف الزجاجية.
- في عملية العمل مع كابل بصري ، يتم استخدام أدوات خاصة. يتم تنفيذ تثبيت الشبكات البصرية حصريًا من قبل المتخصصين المؤهلين تأهيلا عاليا.
- من الممكن إفساد الكبل البصري بسبب اختلاف في درجة الحرارة الحادة. الألياف الزجاجية تكسير. لحل هذه المشكلة ، يتم إطلاق الكابلات البصرية في الإنتاج ، في عملية التصنيع التي يتم استخدام الزجاج المقاوم للإشعاع. لسوء الحظ ، يؤدي هذا إلى زيادة كبيرة في القيمة.
كما ترون ، فإن العيوب ليست كبيرة. تنمو شعبية الشبكات البصرية كل يوم. في الوقت نفسه ، يتم تقليل تكلفة المادة ويزداد عدد المتخصصين الذين يعملون مع الكابل البصري. مع هذا الاتجاه في المستقبل القريب ، ستحدد هذه العيوب نفسها.
أنواع الكابلات البصرية
هناك نوعان من الكابلات البصرية:
- كابل بصري واحد. تتحرك جميع أشعة الضوء في الكابلات من هذا النوع على طول مسار واحد وفي نفس الوقت تقترب من المتلقي. نتيجة لذلك ، لا توجد تشوهات في شكل الإشارة. تم تجهيز كبل واحد مُعد مع الألياف بقطر 1300 نانومتر. يتم إرسال موجات الضوء فقط من نفس الطول. يساعد استخدام الكابلات المفردة في نقل الإشارة على مسافات طويلة أكثر من استخدام الكابلات متعددة الوعود. ترتبط هذه الميزة بقيم ضئيلة للغاية لتفرق وخسائر الإشارة. عند استخدام كبل واحد ، يتم استخدام مصابيح الليزر. إن توهين الإشارة في كبل واحد منخفض للغاية ، حوالي 5 ديسيبل/كم.
- كابل بصري متعدد الدون. في هذا النوع من الكابلات ، لا تسير الأشعة على طول مسار واحد. مساراتهم لها مبعثر كبير. والنتيجة هي تشويه الإشارة على المتلقي. عند نقل إشارة من خلال كابل متعدد الأجزاء ، يتم استخدام مصابيح LED العادية. وهذا يؤدي إلى انخفاض كبير في تكلفة شبكات الاتصال وزيادة في عمر خدمة الإرسال والاستقبال. يتميز الكبل متعدد المعدل بطول الموجة الضوئية التي يبلغ طولها حوالي 850 نانومتر مع انحرافات من 30-50 نانومتر. يمكن أن يصل توهين الإشارة في الكبل إلى 20 ديسيبل/كم. يُسمح بطول الكابل من هذا النوع حتى 5 كم.
النوع الرئيسي من الكابل البصري هو حاليا متعدد أضعاف. هذا بسبب توفره ورخصته. في المستقبل ، يجب أن تذهب المواقف الرائدة إلى الكابل إلى كابل واحد. خصائصها الممتازة ، يسمح لنا مستوى التوهين المنخفض أن نأمل أن تكون معدات المعدات المرتفعة مع مرور الوقت قد تكون عقبة أمام انتشار هذه المادة عالية الجودة.
تصميم الكابل البصري
المكونات الرئيسية للكابل البصري هي:
- الألياف البصرية. خيط زجاجي رفيع يسمى النواة أو السكنية. مطلية مع غمد من الزجاج. يختلف معامل الانكسار من الصدفة قليلاً عن نفس المؤشر للنواة نحو الانخفاض. هذا هو السبب في أن شعاع الضوء ، الموجهة إلى القلب ، ينتشر بشكل حصري عليه. في كثير من الأحيان ، لتقليل تكلفة المواد ، يتكون القلب من البلاستيك ، وليس من الزجاج. هذه الألياف البصرية أسوأ. تمييز الألياف البصرية المفردة والمتعددة. جوهر الألياف ذات الطراز الفردي نحيف للغاية ، ويبلغ قطرها حوالي 10 ميكرون. ويرجع ذلك بالتحديد بسبب القطر الضئيل في النواة الذي ينتقل فقط أزياء واحدة فقط للإشعاع الكهرومغناطيسي ، مما يستبعد وجود تشوهات التشتت. لكن جوهر الألياف متعددة البناء هو عدة مرات أكثر سمكا ، حوالي 50 ميكرون. هذا يساهم في انتشار عدة تعديل من الإشعاع عليها. ينتشر كل من وزارة الدفاع بزاوية معينة. يخضع الدافع الخفيف للتشتت ، مما يؤدي إلى تحويل شكله من المستطيل إلى جرس مثل.
- جوهر.
لتحسين قوة الكبل البصري ، يتم ملتوية وحداته البصرية ، وهي أنبوب بوليمر يتم وضع الألياف فيه بحرية ، حول قلب الكبل.
يلعب دور النواة بواسطة عنصر الطاقة المركزي الذي يحمي الهيكل من الأحمال.
في إنتاج الكابلات البصرية ، يتم استخدام التواء في الطبقات. تقع عناصر التواء على طول عنصر الطاقة المركزي. الغرض من التواء هو تحقيق وجود مساحة ، حيث لا يؤثر الحمل على الضغط والتمدد والانحناء على ناقل الحركة الكابل. بالطبع ، تقتصر القيمة القصوى لهذه الأحمال بواسطة بعض الإطارات.
حول عنصر الطاقة المركزي ، تمسك الحشو أيضًا. الحشو هي:
- وحدات بدون ألياف.
- النحاس النحاس
- قضبان بلاستيكية.
يتم تثبيت جميع العناصر المذكورة أعلاه مع بعضها البعض بشريط أو قذيفة. يسمى مزيجهم جوهر.
1. يغطي الحماية والتعزيز. نظرًا لعدم الحاجة إلى حماية كابل بصري من عقبة كهرومغناطيسية خارجي ، لا يتم استخدام جديلة معدنية. ومع ذلك ، هناك حاجة للحماية الميكانيكية للكابل. لهذا الغرض ، يتم استخدام المواد التالية:
- خيط كيفلار
- شريط الصلب
- سلك فولاذي.
2. القشرة الخارجية. إنه يحمي الكابل من التأثيرات الخارجية ، سواء الميكانيكية والتأثيرات للمواد الضارة والرطوبة.
أصناف من هياكل الكابلات
التمييز بين الأصناف التالية من الهياكل:
- كابل لوضع في الهواء الطلق. الغرض - وضع في الأرض أو في الأنبوب.
نطاق الكابلات ذات الخشب الفردي مع وجود أضواء Neme 10. ولكن مع وجود كمية أكبر من الألياف ، من المستحسن استخدام وحدة متعددة الحمل أو وحدة حرق.
يتم لف الوحدات في طبقات على طول عنصر الطاقة المركزية.
تتم تغطية عناصر الطاقة بقذيفة مصنوعة من البولي إيثيلين أو قذيفة ذات طبقات مصنوعة من البولي إيثيلين مغلفة بالألمنيوم.
تمتلئ الوحدة بمركب مسعور.
من الممكن وضع قشرة طبقة إضافية من الدروع الواقية. من أجل الحماية من الآفات ، فإن شرائط الصلب المموج مثالية.
- كابل لوضع داخلي. تستخدم داخل المباني. بالنسبة للكابلات من هذا النوع ، ليست هناك حاجة للتأريض ، لأنها لا تحتوي على المعدن. مريحة في الاستخدام بسبب الخفة والمرونة.
هناك كابلات:
1. التوزيع. للأسلاك الفردية. ثلاثة أنواع من التصميم على أساس قطر الوحدة:
- في ظل ظروف الاستخدام الشديدة - 0.27 سم ؛
- في ظل الشروط القياسية للتطبيق - 0.24 سم ؛
- في حالة الظروف التيسير للتطبيق - 0.20 سم.
يتم وضعها في مناجم رأسية داخل المباني أو في القنوات الموجودة أسفل مستوى التجمد بين المباني المجاورة.
2. الاتصال. يستخدم كقفزات للكابلات أو أثناء عملية المعالجة مع موصلات المكونات.
3. كابل خاص. هذه هي الكابلات العالمية المستخدمة في الخارج والداخل. ميزات كابل بصري من هذا النوع:
- مقاومة الماء كاملة.
- قلة الحاجة إلى ضباب إضافي عند مدخل المبنى ؛
- وجود متطلبات الحريق الخاصة.
أصناف الكابلات الخاصة هي كابل تحت الماء وكابل دعم ذاتي بصري ، يسمى أيضًا الهواء.
يتم وضع كابلات الهواء على أعمدة. يمكن أن يكون أعمدة الإضاءة والاتصالات وخطوط الطاقة والسيارات الكهربائية. هناك الكثير من كابلات الهواء. كل هذا يتوقف على النموذج. الميزة المميزة لكابل الهواء هي القوة العالية للفجوة. بعد كل شيء ، لا يقتصر الحمل عليه فقط على وزنه. هناك زيادة في الحمل بسبب الجليد والرياح.
يتم وضع الكابلات تحت الماء بعمق تحت الماء. الأنبوب المركزي للكابل من هذا النوع مصنوع من النحاس ومملوءة به هلام مسعور. لكن الدروع هي 2-3 طبقات من الأسلاك الفولاذية المجلفنة. بين الطبقات والخارج هي طبقة من البولي إيثيلين. نتيجة لذلك ، يشعر الكابل بشعور كبير في أعماق كبيرة ويقاوم ضغطًا كبيرًا
