Postęp nie można zatrzymać. Każdego dnia nasze życie obejmuje nowe materiały. Rewolucyjne odkrycie pod względem układania komunikacji o wysokiej prędkości było wynalezienie kabla optycznego.
Treść
Co to jest kabel optyczny
Kabel optyczny to specjalny rodzaj kabli dla sieci komunikacyjnych. Główną różnicą od standardowego kabla jest metoda transferu energii. Transmisja odbywa się przy użyciu przepływu światła, a nie prądu elektrycznego. Ogólnie rzecz biorąc, kabel optyczny to nitka, w której porusza się światło. Głównym składnikiem jest światłowód. Jest to najnowocześniejsze i najbardziej niezawodne środowisko do przesyłania danych. Światło wzdłuż włókien jest przesyłane na ogromne odległości bez strat i przy dużej prędkości.
Główne cechy kabla optycznego. Jego zalety i wady
Zaleta kabla optycznego nad zwykłym kablem jest niewątpliwie. Wśród najbardziej oczywistych punktów chciałbym podkreślić:
- Niezwykle wysoka przepustowość. Kabel optyczny jest w stanie przenieść znaczną ilość informacji na niewielki okres czasu.
- Włókno nie promieniuje fal elektromagnetycznych. W związku z tym nie jest w stanie ujawnić promieniowania elektromagnetycznego. W rezultacie sygnał jest chroniony przed zniekształceniem.
- Kabel jest niezawodnie chroniony przed nieautoryzowanym połączeniem. Próba nieautoryzowanego połączenia powoduje naruszenie integralności kabla i zakończenie transferu danych. Niemożliwe staje się to ukrywanie.
- Bardzo nieistotny wskaźnik tłumienia sygnału. Nowoczesne włókno kabla optycznego przy długości fali 1500 nm ma wskaźnik tłumienia około 0,3 dB/km. Umożliwia to zorganizowanie sąsiednich repeaterów i wzmacniaczy w odległości do 100 km.
- Kabel optyczny ma mniejszą wagę i objętość niż zwykłe. Na przykład średnica 900-częściowego kabla telefonicznego wynosi 7,5 cm. Średnica bezpośrednio błonnika wyniesie 0,1 cm.
- Podczas korzystania z kabla optycznego nie ma potrzeby uziemienia skorupy. Wynika to z właściwości izolacyjnych błonnika.
- Możliwość wykorzystania w przedsiębiorstwach o zwiększonym ryzyku. Jest to związane z taką cechą błonnika, jak brak iskrzenia. To dzięki niej kabel optyczny jest materiałem ognioodpornym.
- Kabel optyczny jest bardzo ekonomicznym materiałem. Do produkcji błonnika stosuje się kwarc, element jest bardzo niedrogi i powszechny. W rezultacie koszt samego kabla optycznego nie różni się od kosztu zwykłego kabla.
- Trwałość. Nic na zawsze. Z czasem wszystkie materiały, w tym kabel optyczny, tracą swoje nieruchomości. Tłumienie wzrasta. Procesy te występują jednak bardzo powoli. Szybkość utraty właściwości kabla optycznego jest znacznie niższa w porównaniu z innymi rodzajami kabli. Termin nieprzerwanego działania kabla optycznego wynosi co najmniej 25 lat.
Pomimo dużej liczby dodatnich punktów, użycie kabla optycznego ma szereg wad:
- Wysoki koszt komunikacji z kablem optycznym. To prawda, wynika to z zastosowania dodatkowego drogiego sprzętu. Koszt samego kabla optycznego nie różni się zbytnio od kosztu zwykłego kabla.
- Złożoność sieci montażowych z kablem optycznym. Złącza muszą być instalowane dosłownie z dokładnością mikronów. Sam połączenie musi być wykonane bardzo dokładnie, równomiernie. Obecność luk jest niedopuszczalna. Powierzchnia złącza musi być płynnie wypolerowana. W przypadku niezgodności z powyższymi wymaganiami nie można uniknąć strat prędkości i jakości przesłanego sygnału.
- Związki są wykonywane przez spawanie lub klejenie. Podczas klejenia stosuje się specjalny żel, który ma tę samą wartość współczynnika refrakcji jak włókno szklane.
- W procesie pracy z kablem optycznym używane są specjalne narzędzia. Instalacja sieci optycznych jest przeprowadzana wyłącznie przez wysoko wykwalifikowanych specjalistów.
- Możliwe jest zepsucie kabla optycznego z powodu ostrej różnicy temperatury. Włókno szklane pęka. Aby rozwiązać ten problem, do produkcji wprowadzane są kable optyczne, w procesie produkcyjnym, którego stosuje się szkło odporne na promieniowanie. Niestety prowadzi to do znacznego wzrostu wartości.
Jak widać, wady nie są tak znaczące. Popularność sieci optycznych rośnie każdego dnia. Jednocześnie koszt materiału jest zmniejszony, a liczba specjalistów pracujących z kablem optycznym rośnie. Dzięki temu trendowi w najbliższej przyszłości te niedociągnięcia przedstawiają się.
Rodzaje kabli optycznych
Istnieją dwa rodzaje kabli optycznych:
- Pojedynczy kabel optyczny. Wszystkie promienie świetlne w kablach tego typu poruszają się wzdłuż jednej ścieżki, a jednocześnie zbliżają się do odbiornika. W rezultacie nie ma zniekształceń kształtu sygnału. Kabel z pojedynczym modnym jest wyposażony w światłowód o średnicy 1300 nm. Przenoszone są tylko fale światła o tej samej długości. Zastosowanie jednolitych kabli pomaga przesyłać sygnał na dłuższe odległości niż użycie kabli wieloosobowych. Ta cecha jest powiązana z bardzo nieistotnymi wartościami dyspersji i strat sygnału. Podczas korzystania z jednokrotnego kabla używane są diody LED laserowe. Tłumienie sygnału w jednokrotnym kablu jest bardzo niskie, około 5 dB/km.
- Kabel optyczny z wieloma drużynami. W tego rodzaju kablu promienie nie idą jednej ścieżki. Ich trajektorie mają znaczny rozproszenie. Rezultatem jest zniekształcenie sygnału na odbiorniku. Podczas transmisji sygnału przez kabel z wieloma drużynami używane są zwykłe diody LED. Prowadzi to do znacznego zmniejszenia kosztów sieci komunikacyjnych i wzrostu żywotności usług transceiverów. Kabel z wieloma modami charakteryzuje się długością fali świetlnej około 850 nm z odchyleniami 30-50 nm. Tłumienie sygnału w kablu może osiągnąć 20 dB/km. Długość kabla tego typu jest dozwolona do 5 km.
Główny rodzaj kabla optycznego jest obecnie wielokrotnie. Wynika to z jego dostępności i taniej. W przyszłości wiodące pozycje powinny trafić do kabla do jednego -modnego kabla. Jego doskonałe cechy, niski poziom tłumienia pozwala nam mieć nadzieję, że z czasem wysoki koszt sprzętu do akceptacji przestanie być przeszkodą w rozprzestrzenianiu się tego materiału o wysokiej jakości.
Konstrukcja kabla optycznego
Główne elementy kabla optycznego to:
- Światłowód. Cienka szklana nić zwana rdzeniem lub mieszkalnym. Pokryty osłoną szkła. Współczynnik załamania powłoki jest nieco inny niż ten sam wskaźnik rdzenia w kierunku spadku. Dlatego wiązka światła, skierowana do rdzenia, rozprzestrzenia się wyłącznie na nim. Często, aby obniżyć koszty materiału, rdzeń jest wykonany z tworzywa sztucznego, a nie ze szkła. Takie włókna optyczne są gorsze. Rozróżnij pojedyncze i wielokrotne włókna optyczne. Rdzeń jednokrotnego włókna jest bardzo cienki, jego średnica wynosi około 10 mikronów. Jest to właśnie ze względu na nieznaczną średnicę rdzenia, jest przenoszona tylko jedna moda na promieniowanie elektromagnetyczne, co wyklucza obecność zniekształceń dyspersji. Ale rdzeń włókna wielokrotnego SEA jest kilkakrotnie grubszy, około 50 mikronów. Przyczynia się to do rozprzestrzeniania się kilku modów promieniowania na nim. Każdy z modów rozprzestrzenia się pod pewnym kątem. Impuls lekki podlega dyspersji, co prowadzi do transformacji jej postaci z prostokątnej w dzwonek.
- Rdzeń.
Aby poprawić wytrzymałość kabla optycznego, jego moduły optyczne, które są rurką polimerową, w której włókno jest swobodnie umieszczane, są skręcone wokół rdzenia kabla.
Rolą rdzenia odgrywa centralny element mocy, który chroni strukturę przed obciążeniami.
W produkcji kabli optycznych stosuje się skręcanie warstw. Elementy skręcające są koncentrycznie położone wzdłuż centralnego elementu mocy. Celem skręcania jest osiągnięcie obecności przestrzeni, w której obciążenie kompresji, rozciągania i zginania nie wpływa na transmisję kablową. Oczywiście maksymalna wartość tych obciążeń jest ograniczona przez niektóre ramki.
Wokół centralnego elementu zasilania utknęły również wypełniacze. Wypełniacze to:
- Moduły bez błonnika.
- Rdzenie miedziane
- Plastikowe pręty.
Wszystkie powyższe elementy są przymocowane do siebie taśmą lub skorupą. Ich kombinacja nazywa się rdzeniem.
1. Obejmuje ochronę i wzmocnienie. Z powodu braku potrzeby chronienia kabla optycznego przed zewnętrzną przeszkodą elektromagnetyczną nie jest używany metalowy warkocz. Istnieje jednak potrzeba mechanicznej ochrony kabla. W tym celu stosowane są następujące materiały:
- wątek kevlar;
- taśma stalowa;
- drut stalowy.
2. Zewnętrzna skorupa. Chroni kabel przed wpływami zewnętrznymi, zarówno mechanicznymi, jak i wpływami szkodliwych substancji, wilgoci.
Odmiany konstrukcji kablowych
Rozróżnij następujące odmiany struktur:
- Kabel do układania na zewnątrz. CEL - leżąc w ziemi lub w rurze.
Zakres pojedynczych linii z obecnością Neme 10 Lights. Ale przy większej ilości światłowodu bardziej wskazane jest użycie modułu wielosobowego lub modułu płonącego.
Moduły są owinięte warstwami wzdłuż centralnego elementu mocy.
Elementy energetyczne są pokryte skorupą wykonaną z polietylenu lub warstwowej skorupy wykonanej z polietylenu laminowanego aluminium.
Moduł jest wypełniony związkiem hydrofobowym.
Możliwe jest założenie skorupy dodatkowej warstwy ochronnej zbroi. W celu ochrony przed szkodnikami idealne są zboczone stalowe wstążki.
- Kabel do układania wewnętrznego. Używane wewnątrz budynków. W przypadku kabli tego gatunku nie ma potrzeby uziemienia, ponieważ nie zawierają one metalu. Wygodny w użyciu z powodu lekkości i elastyczności.
Są kable:
1. Rozkład. Do indywidualnego okablowania. Trzy rodzaje projektów oparte na średnicy modułu:
- w ciężkich warunkach użytkowania - 0,27 cm;
- w standardowych warunkach zastosowania - 0,24 cm;
- w przypadku ułatwionych warunków aplikacji - 0,20 cm.
Są one układane w kopalniach pionowych w budynkach lub w kanałach znajdujących się poniżej poziomu zamrażania między sąsiednimi budynkami.
2. Łączenie. Używane jako skoczki kablowe lub podczas procesu przetwarzania z złączami wtycznymi.
3. Kabel specjalny. Są to uniwersalne kable używane zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz. Cechy optycznego kabla tego typu:
- całkowita wodoodporność;
- brak potrzeby dodatkowego puchnięcia przy wejściu do budynku;
- obecność specjalnych wymagań przeciwpożarowych.
Odmiany specjalnych kabli to podwodny kabel i optyczny kabel samodzielny, zwany również powietrzem.
Kable powietrzne są układane na słupach. Może to być filary oświetlenia i komunikacji, linie energetyczne, pojazdy elektryczne. Istnieje wiele kabli powietrznych. Wszystko zależy od modelu. Charakterystyczną cechą kabla powietrznego jest wysoka wytrzymałość szczeliny. W końcu obciążenie nie jest ograniczone tylko do własnego ciężaru. Wzrost obciążenia z powodu lukru, wiatru.
Podwodne kable są rozłożone głęboko pod wodą. Centralna rurka tego typu kabla jest wykonana z miedzi i wypełniona hydrofobowym żelem. Ale zbroja ma 2-3 warstwy ocynkowanego drutu stalowego. Pomiędzy warstwami i na zewnątrz znajduje się warstwa polietylenu. W rezultacie kabel jest świetny na wielkich głębokościach i wytrzymuje znaczny presję
