Projekt, cechy i charakterystyka kabla optycznego

Postęp nie zatrzyma się.Każdego dnia nasze życie obejmuje wszystkie nowe materiały. Rewolucyjnym odkryciem w zakresie układania szybkiej komunikacji był wynalazek kabla optycznego.

Co to jest kabel optyczny

Kabel optyczny jest specjalnym rodzajem kabla do sieci komunikacyjnych. Główną różnicą w stosunku do standardowego kabla jest metoda transferu energii. Transmisja odbywa się za pomocą strumienia świetlnego, a nie prądu elektrycznego. Ogólnie rzecz biorąc, kabel optyczny jest nicią, w której porusza się światło. Głównym składnikiem jest światłowód. Jest to najnowocześniejsze i najbardziej niezawodne środowisko do transmisji danych.Światło przez włókna przekazywane jest na duże odległości praktycznie bez strat iz dużą prędkością.

Główne cechy kabla optycznego. Zalety i wady

Zaleta kabla optycznego przed kablem jest oczywista. Wśród najbardziej oczywistych punktów chciałbym podkreślić:

• Niezwykle wysoka przepustowość.Kabel optyczny jest w stanie transmitować znaczną ilość informacji w krótkim okresie czasu.
• Światłowód nie emituje fal elektromagnetycznych. W związku z tym nie można go narażać na promieniowanie elektromagnetyczne. W rezultacie sygnał jest chroniony przed zniekształceniami.
• Kabel jest bezpiecznie chroniony przed nieautoryzowanym połączeniem. Próba nieautoryzowanego połączenia powoduje naruszenie integralności kabla i zakończenie przesyłania danych. Nie można tego ukryć.
• Bardzo niskie tłumienie sygnału. Nowoczesny kabel światłowodowy o długości fali 1500 nm ma wskaźnik tłumienia około 0,3 dB / km. Dzięki temu można zlokalizować sąsiednie wzmacniacze i wzmacniacze w odległości do 100 km.
• Kabel optyczny ma mniejszą masę i objętość niż zwykle. Na przykład, średnica kabla telefonicznego na 900 par będzie wynosić 7,5 cm, z powodzeniem zastąpiony kablem optycznym o średnicy około 1,5 cm, a większość kabla będzie się składać z różnych osłon ochronnych.Średnica światłowodu bezpośredniego wynosi 0,1 cm

• Podczas używania kabla optycznego nie jest konieczne uziemienie obudowy. Wynika to z właściwości izolacyjnych światłowodu.
• Możliwość stosowania w przedsiębiorstwach o podwyższonym ryzyku. Jest to związane z taką cechą światłowodu, jak brak iskrzenia. Dzięki niej kabel optyczny jest ognioodporny.
• Kabel optyczny jest bardzo ekonomicznym materiałem. Kwarc jest używany do produkcji światłowodów, element jest bardzo tani i powszechny. W rezultacie koszt samego kabla optycznego nie odbiega od kosztu zwykłego kabla.
• Trwałość.Nic nie trwa wiecznie. Z biegiem czasu wszystkie materiały tracą swoje właściwości, w tym kabel optyczny. Tłumienie wzrasta. Jednak procesy te są bardzo powolne. Szybkość utraty właściwości kabli optycznych jest znacznie niższa w porównaniu z innymi rodzajami kabli. Termin bezproblemowego działania kabla optycznego wynosi co najmniej 25 lat.

Pomimo dużej liczby pozytywnych momentów użycie kabla optycznego ma wiele wad:

• Wysoki koszt komunikacji za pomocą kabla optycznego. To prawda, że ​​wynika to z użycia dodatkowego kosztownego sprzętu. Koszt samego kabla optycznego nie odbiega zbytnio od kosztu konwencjonalnego kabla.
• Złożoność sieci montażowych za pomocą kabla optycznego. Złącza należy instalować dosłownie z dokładnością do mikronów. Samo połączenie musi być wykonane bardzo dokładnie, płynnie. Obecność luk jest niedopuszczalna. Interfejs musi być gładko wypolerowany. Jeżeli powyższe wymagania nie zostaną spełnione, nie można uniknąć utraty prędkości i jakości przesyłanego sygnału. Połączenia
• wykonywane są przez spawanie lub klejenie. Podczas klejenia stosuje się specjalny żel, który ma taki sam współczynnik załamania jak włókno szklane.
• W procesie pracy z kablem optycznym stosowane są specjalne narzędzia. Instalacja sieci optycznych jest prowadzona wyłącznie przez wysoko wykwalifikowanych specjalistów.
• Kabel optyczny może zostać uszkodzony z powodu nagłego spadku temperatury. Włókno szklane pęka. Aby rozwiązać ten problem, do produkcji są wprowadzane kable optyczne, w procesie produkcyjnym wykorzystywane jest szkło odporne na promieniowanie. Niestety prowadzi to do znacznego wzrostu kosztów.

Jak widać, braki nie są tak znaczące. Popularność sieci optycznych rośnie każdego dnia. Jednocześnie zmniejsza się koszt materiału i rośnie liczba specjalistów pracujących z kablem optycznym. Mając taki trend w niedalekiej przyszłości, te niedostatki same w sobie staną się przestarzałe.

Rodzaje kabli optycznych

Istnieją dwa rodzaje kabli optycznych:

1. Przewód optyczny jednomodowy. Wszystkie promienie światła w kablach tego typu poruszają się wzdłuż jednej ścieżki i jednocześnie zbliżają się do odbiornika. W rezultacie nie ma zniekształceń kształtu fali. Kabel jednomodowy jest wyposażony w światłowód o średnicy 1300 nm. Przesyłane są tylko fale świetlne o tej samej długości. Zastosowanie kabli jednomodowych umożliwia transmisję sygnału na większe odległości niż użycie kabli wielomodowych. Ta funkcja wiąże się z bardzo małymi wartościami dyspersji i utraty sygnału. W przypadku korzystania z kabla jednomodowego stosuje się laserowe diody elektroluminescencyjne. Tłumienie sygnału w kablu jednomodowym jest bardzo niskie, rzędu 5 dB / km.
2. Wielomodowy kabel optyczny. W tego typu kablach promienie nie podążają jedną ścieżką.Ich trajektorie wyróżniają się szerokim rozrzutem. Rezultatem jest zniekształcenie sygnału w odbiorniku. Podczas przesyłania sygnału za pośrednictwem kabla wielomodowego używane są tradycyjne diody LED.Prowadzi to do znacznego obniżenia kosztów sieci komunikacyjnych i zwiększenia żywotności transceiverów. W przypadku kabla wielomodowego długość fali świetlnej wynosi około 850 nm, a odchylenia wynoszą 30-50 nm. Tłumienie sygnału w kablu może osiągnąć 20 dB / km. Kabel tego typu jest dozwolony do 5 km.

Główny typ kabla optycznego jest obecnie wielomodowy. Wynika to z jego dostępności i taniości. W przyszłości czołowe pozycje powinny przejść do kabla jednomodowego. Jego doskonała wydajność i niskie tłumienie pozwalają nam mieć nadzieję, że z czasem wysokie koszty sprzętu nadawczo-odbiorczego przestaną być przeszkodą w rozpowszechnianiu tego wysokiej jakości materiału.

Projekt kabla optycznego

Główne elementy kabla optycznego to:

1. Światłowód. Cienka szklana nić, zwana rdzeniem lub żywym rdzeniem. Pokryty skorupą szkła. Współczynnik załamania powłoki nieco odbiega od tego wskaźnika żyły w kierunku zmniejszenia. Dlatego wiązka światła kierowana do rdzenia rozciąga się wyłącznie nad nią.Często, aby zmniejszyć koszt materiału, żyła jest wykonana z tworzywa sztucznego, a nie ze szkła. Takie światłowody są gorsze. Istnieją jednomodowe i wielomodowe włókna światłowodowe. Rdzeń światłowodu jednomodowego jest bardzo cienki, jego średnica jest rzędu 10 mikronów. Z powodu niewielkiej średnicy rdzenia przenoszony jest tylko jeden pojedynczy rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, co wyklucza występowanie zniekształceń dyspersyjnych. Ale rdzeń światłowodu wielomodowego jest kilkakrotnie grubszy, około 50 mikronów. Ułatwia to propagację kilku rodzajów promieniowania wzdłuż niej. Każdy z trybów propaguje pod pewnym kątem. Impuls świetlny podlega dyspersji, co prowadzi do przekształcenia jej kształtu z prostokątnego na dzwonkowaty.
2. Core.

Aby poprawić wytrzymałość kabla optycznego, jego moduły optyczne, które są rurami polimerowymi, w których włókno światłowodowe jest swobodnie rozmieszczone, są skręcone wokół rdzenia kabla.

Podstawową rolę spełnia centralny element mocy, który chroni konstrukcję przed obciążeniami.

Do produkcji kabli optycznych stosuje się skręcanie. Elementy skręcające są koncentrycznie rozmieszczone wzdłuż centralnego elementu siły. Celem skręcania jest uzyskanie obecności przestrzeni, w której na zdolność przenoszenia kabla nie ma wpływu nacisk na ściskanie, rozciąganie i zginanie. Oczywiście maksymalna wartość tych obciążeń jest ograniczona do niektórych ramek.

Wokół centralnego elementu siły wypełniacze również się nawijają.Jako wypełniacze są: Moduły

1. bez włókien.
2. Rdzenie miedziane
3. Pręty z tworzyw sztucznych.

Wszystkie powyższe elementy są połączone za pomocą taśmy lub osłony. Ich całość nazywana jest rdzeniem.

1. Pokrywy do ochrony i wzmocnienia. W związku z brakiem potrzeby osłaniania kabla optycznego przed zewnętrzną przeszkodą elektromagnetyczną, nie stosuje się plecionki metalowej. Jednakże istnieje potrzeba mechanicznej ochrony kabla. W tym celu stosowane są następujące materiały: gwinty kewlarowe

• ;Taśma
• wykonana ze stali;Drut
• wykonany ze stali.

2. Płaszcz zewnętrzny. Chroni kabel przed wpływami zewnętrznymi, zarówno mechanicznymi, jak i działaniem szkodliwych substancji, wilgocią.

Rodzaje projektów kabli

Dostępne są następujące typy konstrukcji:

• Kabel do instalacji na zewnątrz. Celem jest układanie w ziemi lub w rurze.

Kula zastosowania pojedynczych światłowodów to obecność 10 diod świecących. Ale przy większej ilości światłowodu bardziej odpowiednie jest użycie modułu wielościeżkowego lub modułu pakietu. Moduły

są owinięte warstwami wzdłuż centralnego elementu siły.

Elementy zasilające są pokryte osłoną polietylenową lub laminowaną powłoką z polietylenu laminowanego aluminium.

Moduł jest wypełniony związkiem hydrofobowym.

Istnieje możliwość nałożenia na powłokę dodatkowej warstwy zbroi ochronnej. Taśmy ze stali falistej idealnie nadają się do ochrony przed szkodnikami.

• Kabel do instalacji wewnętrznej. Używany wewnątrz budynków. Dla kabli tego typu nie ma potrzeby uziemienia, ponieważ nie zawierają metalu.Łatwy w użyciu z łatwością i elastycznością.

Rozróżnia kable:

1. Dystrybucja. Do indywidualnego okablowania. Trzy typy konstrukcji w oparciu o średnicę modułu:

• w trudnych warunkach użytkowania - 0,27 cm;
• w standardowych warunkach użytkowania - 0,24 cm;
• w lekkich warunkach stosowania - 0,20 cm

Układane są w pionowych szybach wewnątrz budynków lub w kanałach znajdujących się poniżej poziomu zamarzania, pomiędzy sąsiednimi budynkami.

2. Łączenie. Wykorzystywane jako zwory kablowe lub w procesie zakończenia ze złączami wtykowymi.

3. Specjalny kabel. Są to uniwersalne kable używane zarówno na zewnątrz jak i wewnątrz. Cechy kabla optycznego podobnego typu:

• pełna wodoodporność;
• nie wymaga dodatkowego łączenia przy wejściu do budynku;
• dostępność specjalnych wymagań przeciwpożarowych.

Gatunki kabli specjalnych to kabel podmorski i samonośny kabel optyczny, zwany również powietrzem.

Przewody powietrzne układane są na słupach. Mogą to być słupy oświetleniowe i telekomunikacyjne, linie energetyczne, elektryczne sieci transportowe. Istnieje wiele opcji instalacji kabli powietrznych. Wszystko zależy od modelu. Cechą charakterystyczną kabla powietrznego jest wysoka wytrzymałość na rozciąganie. Przecież obciążenie nie ogranicza się tylko do własnej wagi. Z powodu oblodzenia i wiatru wzrasta obciążenie.

Kable podwodne układa się głęboko pod wodą.Środkowa rura kabla tego rodzaju jest wykonana z miedzi i wypełniona hydrofobowym żelem. Ale zbroja to 2-3 warstwy drutu ze stali ocynkowanej. Między warstwami i na zewnątrz znajduje się warstwa z polietylenu. W rezultacie kabel świetnie czuje się na dużych głębokościach i wytrzymuje znaczne ciśnienie