עיצוב, תכונות ומאפיינים של כבל אופטי

התקדמות

לא יפסיק.כל יום, החיים שלנו כולל את כל החומרים החדשים.גילוי מהפכני במונחים של הנחת תקשורת במהירות גבוהה היה המצאת כבל אופטי.

מהו כבל אופטי

כבל אופטי הוא כבל מיוחד מסוג רשתות תקשורת.ההבדל העיקרי מכבל סטנדרטי הוא השיטה של ​​העברת אנרגיה.הילוכים מתבצעת בעזרת שטף אור, ולא זרם חשמלי.באופן כללי, כבל אופטי הוא חוט שבו האור נעה.המרכיב העיקרי הוא סיב אופטי.זוהי הסביבה המודרנית ביותר והאמינה ביותר להעברת נתונים.האור דרך הסיבים מועבר על פני מרחקים עצומים עם כמעט ללא הפסד ועם מהירות רבה.

המאפיינים העיקריים של כבל אופטי.היתרונות והחסרונות שלה

היתרון של כבל אופטי מול כבל ברור.בין הנקודות הברורות ביותר אני רוצה להדגיש:

• תפוקה גבוהה להפליא.כבל אופטי מסוגל להעביר כמות משמעותית של מידע על פני תקופה קצרה של זמן.
• סיבים אופטיים אינם פולטים גלים אלקטרומגנטיים.לפיכך, הוא אינו מסוגל להיות חשוף לקרינה אלקטרומגנטית.כתוצאה מכך, האות מוגן מפני עיוות.
• הכבל מוגן היטב מפני חיבור לא מורשה.ניסיון חיבור לא מורשה גורם להפרה של תקינות הכבל וסיום העברת הנתונים.אי אפשר להסתיר זאת.
• הנחתה אות נמוכה מאוד.סיבים מודרניים כבל אופטי באורך גל של 1500 ננומטר יש מדד attenuation של כ 0.3 dB / km.זה מאפשר לאתר repers ו מגברים סמוכים במרחקים של עד 100 ק"מ.
• כבל אופטי יש פחות משקל ונפח מהרגיל.לדוגמה, קוטר כבל הטלפון של 900 זוג הוא 7.5 ס"מ, והוא יוחלף בהצלחה על ידי כבל אופטי בקוטר של כ - 1.5 "ס. מ רוב הכבל יהיה מורכב מכיסויים שונים.קוטר הסיב האופטי הישיר הוא 0.1 ס"מ

• כאשר משתמשים בכבל אופטי, אין צורך לקרקע את המתחם.זאת בשל תכונות בידוד של סיבים אופטיים.
• היכולת להשתמש במפעלים עם סיכון מוגבר.זה קשור עם תכונה כזו של סיבים אופטיים כמו היעדר ניצוצות.הודות לה, כבל אופטי הוא חומר חסין אש.
• כבל אופטי הוא חומר חסכוני מאוד.קוורץ משמש לייצור סיבים אופטיים, האלמנט הוא זול מאוד נפוץ.כתוצאה מכך, עלות הכבל האופטי עצמו אינה שונה מעלות כבל רגיל.עמידות
• .שום דבר לא נמשך לנצח.במשך הזמן, כל החומרים מאבדים את תכונותיהם, כולל כבל אופטי.הנחתה עולה.עם זאת, תהליכים אלה הם איטיים מאוד.שיעור ההפסד של תכונות כבל אופטי נמוך משמעותית בהשוואה לכבלים אחרים.המונח של פעולה ללא בעיות של כבל אופטי הוא לפחות 25 שנים.

למרות המספר הרב של רגעים חיוביים, השימוש של כבל אופטי יש מספר חסרונות:

• עלות גבוהה של תקשורת עם כבל אופטי.נכון, זה נובע משימוש בציוד יקר נוסף.עלות כבל אופטי עצמו אינו שונה מדי מן העלות של כבל קונבנציונאלי.
• המורכבות של רשתות הרכבה עם כבל אופטי.מחברים חייב להיות מותקן ממש עם דיוק מיקרון.החיבור עצמו צריך להיעשות בצורה מדויקת מאוד, בצורה חלקה.נוכחותם של פערים אינה מקובלת.הממשק חייב להיות מלוטש בצורה חלקה.אם הדרישות לעיל לא נפגשו, איבוד מהירות ואיכות האות המועבר לא ניתן להימנע.חיבורי
• מבוצעים על ידי ריתוך או הדבקה.כאשר הדבקה, ג'ל מיוחד משמש, אשר יש את אותו מקדם השבירה כמו פיברגלס.
• בתהליך העבודה עם כבל אופטי, נעשה שימוש בכלים מיוחדים.התקנה של רשתות אופטיות מתבצעת אך ורק על ידי מומחים מוסמכים ביותר.
• הכבל האופטי עלול להינזק עקב ירידה פתאומית בטמפרטורה.פיברגלס הוא פיצוח.כדי לפתור בעיה זו, כבלים אופטיים הם השיקה לתוך הייצור, בתהליך הייצור שבו קרינה עמידים זכוכית משמש.למרבה הצער, זה מוביל לעלייה משמעותית במחיר.

כפי שניתן לראות, החסרונות אינם כה משמעותיים.הפופולריות של רשתות אופטיות גדל מדי יום.במקביל, העלות של ירידות חומר ומספר מומחים לעבוד עם כבל אופטי גדל.עם מגמה כזו בעתיד הקרוב, החסרונות האלה עצמם יהיו מיושנים.

סוגי כבלים אופטיים

ישנם שני סוגים של כבלים אופטיים: כבל אופטי יחיד במצב

1. .כל קרני האור בכבלים מסוג זה נעות לאורך נתיב אחד ובמקביל פונות אל המקלט.כתוצאה מכך, אין עיוות של צורת הגל.כבל במצב יחיד מצויד עם סיב אופטי עם קוטר של 1300 ננומטר.רק גלי אור באורך זהה מועברים.השימוש בכבלי מצב יחיד מאפשר העברת אות למרחקים ארוכים יותר מאשר שימוש בכבלים מרובי-כבלים.תכונה זו קשורה לערכים קטנים מאוד של פיזור ואובדן אותות.בעת שימוש בכבל במצב יחיד, משמשים דיודות פולטות אור בלייזר.הנחתה של האות בכבל במצב יחיד היא נמוכה מאוד, בסדר של 5 dB / km.כבל אופטי מסוג
2. .בסוג זה של כבל, הקרניים לא ללכת בדרך אחת.המסלולים שלהם נבדלים על ידי התפשטות רחבה.התוצאה היא עיוות אות במקלט.בעת העברת אות על גבי כבל multimode, נוריות LED רגילות משמשות.זה מוביל לירידה משמעותית של עלות רשתות תקשורת ועל עלייה בחיי השירות של מקמ"ש.עבור כבל multimode, אורך הגל של גל האור הוא כ 850 ננומטר עם סטיות של 30-50 ננומטר.הנחתה האות בכבל יכול להגיע 20 dB / km.כבל מסוג זה מותר עד 5 ק"מ.

הסוג העיקרי של כבל אופטי הוא כעת multimode.זאת בשל זמינותו וזול.בעתיד, עמדות מובילות צריך ללכת כבל במצב יחיד.הביצועים המצוינים שלה ואת הנחתה נמוכה מאפשרים לנו לקוות כי עם הזמן העלות הגבוהה של ציוד transceiving יפסיק להיות מכשול להפצת החומר הזה באיכות גבוהה.

כבל אופטי תכנון

הרכיבים העיקריים של הכבל האופטי הם:

1. סיבים אופטיים.חוט זכוכית דק, הנקרא ליבה או גרעין חי.מכוסה בקליפת זכוכית.מדד השבירה של מעטפת מעט שונה ממדד זה של הווריד לכיוון של ירידה.לכן קרן האור מכוונת אל הליבה משתרעת אך ורק על זה.לעתים קרובות, כדי להפחית את עלות החומר, הווריד עשוי פלסטיק, לא זכוכית.סיבים אופטיים כאלה גרועים יותר.ישנם סיבים אופטיים בודדים ומרובי-מודולים.הליבה של סיבים במצב יחיד הוא דק מאוד, הקוטר שלה הוא בסדר גודל של 10 מיקרון.זה בגלל קוטר חסר משמעות על הליבה כי רק מצב אחד יחיד של קרינה אלקטרומגנטית מועבר, אשר מבטל את נוכחותם של עיוותים פיזור.אבל הליבה של סיבים multimode הוא כמה פעמים עבה, על 50 מיקרון.זה מקל על התפשטות של מספר מצבי קרינה לאורך זה.כל אחד מהמצבים מתפשט בזווית מסוימת.הדופק האור כפוף לפיזור, מה שמוביל את השינוי של צורתו מלבני כדי דמוי פעמון.ליבת
2. .

כדי לשפר את כוחו של כבל אופטי, המודולים האופטיים שלו, שהם צינור פולימרי שבו הסיב האופטי מתכלה באופן חופשי, מסובבים סביב הליבה של הכבל.

תפקיד הליבה מבוצע על ידי רכיב הכוח המרכזי, אשר מגן על המבנה מן העומסים.

בייצור כבלים אופטיים נעשה שימוש בסיבוב.האלמנטים המתפתלים מסודרים במרוכז לאורך אלמנט הכוח המרכזי.מטרת פיתול היא להשיג את הנוכחות של מרחב שבו קיבולת ההעברה של הכבל אינו מושפע על ידי עומס על דחיסה, מתיחה וכיפוף.כמובן, הערך המרבי של עומסים אלה מוגבל מסגרות מסוימות.

סביב אלמנט הכוח המרכזי, מילוי גם פצע.כמו חומרי מילוי הם:

1. מודולים ללא סיבים.
2. ליבות נחושת
3. מוטות פלסטיק.

כל האלמנטים הנ"ל מודבקים יחד על ידי קלטת או נדן.הטוטאליות שלהם נקראת הליבה.

1. מכסים להגנה וחיזוק.בקשר עם היעדר הצורך להגן על כבל אופטי ממכשול אלקטרומגנטי חיצוני, צמה של מתכת אינו משמש.עם זאת, יש צורך להגנה מכנית של הכבל.לצורך זה, החומרים הבאים משמשים: חוט

• Kevlar;קלטת
• מפלדה;תיל
• עשוי פלדה.

2. נדן חיצוני.מגן על הכבל מפני השפעות חיצוניות, הן מכניות והן על השפעות חומרים מזיקים, לחות.

סוגים של עיצובי כבלים

קיימים סוגי התבניות הבאים: כבל

• להתקנה חיצונית.המטרה היא הנחת הקרקע או בצינור.

תחום היישום של כבלים מוארים הוא נוכחות של 10 דיודות פולטות אור.אבל עם יותר סיבים, זה יותר מתאים להשתמש מודול multitrack או מודול צרור.

מודולים עטופים בשכבות לאורך אלמנט הכוח המרכזי.

אלמנטים כוח מכוסים עם נדן פוליאתילן או פגז למינציה עשוי פוליאתילן למינציה עם אלומיניום.

המודול מתמלא במתחם הידרופובי.

ניתן להרכיב שכבה נוספת של שריון מגן על הקליפה.גלי פלדה גלי הם אידיאליים כדי להגן מפני מזיקים.כבל

• להתקנה פנימית.משמש בתוך מבנים.עבור כבלים מסוג זה, אין צורך הארקה, שכן הם אינם מכילים מתכת.קל לשימוש בקלות ובגמישות.

להבחין כבלים:

1. חלוקה.עבור חיווט בודדים.שלושה סוגים של בנייה על בסיס קוטר המודול:

• בתנאי שימוש קשים - 0.27 ס"מ;
• בתנאי שימוש רגילים - 0.24 ס"מ;
• בתנאים קלים של יישום - 0,20 ס"מ

הם מונחים פירים אנכיים בתוך בניינים או בערוצים הממוקמים מתחת לרמת הקפאה, בין מבנים סמוכים.

2. חיבור.משמש מגשרים כבל או בתהליך של סיום עם מחברים תקע.

3. כבל מיוחד.אלה הם כבלים אוניברסליים המשמשים הן מבחוץ והן מבפנים.תכונות של כבל אופטי מסוג דומה:

• מלא למים;
• אין צורך ספליט נוסף בכניסה לבניין;
• זמינות של דרישות אש מיוחדות.

מינים של כבלים מיוחדים הם כבל צוללת וכבל תומך אופטי אופטי, המכונה גם אוויר.

כבלי האוויר מוטלים על מוטות.זה יכול להיות עמודי תאורה ותקשורת, קווי חשמל, רשתות תחבורה חשמלית.ישנן אפשרויות רבות להתקנה של כבלי אוויר.הכל תלוי במודל.מאפיין אופייני של כבל האוויר הוא חוזק מתיחה גבוה.אחרי הכל, העומס על זה לא מוגבל רק למשקל שלה.יש עלייה בעומס בגלל הדובדבן, הרוח.

כבלים מתחת למים מונחים עמוק מתחת למים.צינור מרכזי של כבל מסוג זה עשוי נחושת ומלא ג'ל הידרופובי.אבל השריון הוא 2-3 שכבות של חוט פלדה מגולוון.בין שכבות ומחוץ הוא שכבה של פוליאתילן.כתוצאה מכך, כבל מרגיש נהדר בעומקים גדולים עומד בלחץ משמעותי