Design, características e características do cabo óptico

Progress não vai parar. Todos os dias, nossa vida inclui todos os novos materiais. Uma descoberta revolucionária em termos de comunicação de alta velocidade foi a invenção de um cabo óptico.

O que é um cabo óptico

Um cabo óptico é um tipo especial de cabo para redes de comunicação. A principal diferença de um cabo padrão é o método de transferência de energia. A transmissão é realizada com a ajuda de um fluxo de luz, e não de uma corrente elétrica. De um modo geral, um cabo óptico é um fio dentro do qual a luz se move. O componente principal é a fibra óptica.É o ambiente mais moderno e mais confiável para a transmissão de dados. A luz através das fibras é transmitida em grandes distâncias com praticamente nenhuma perda e com grande velocidade.

As principais características de um cabo óptico. Suas vantagens e desvantagens

A vantagem de um cabo óptico em frente a um cabo é óbvia. Entre os pontos mais óbvios, gostaria de destacar:

• Increíblemente alto rendimento. O cabo óptico é capaz de transmitir uma quantidade significativa de informações durante um curto período de tempo.
• A fibra óptica não emite ondas eletromagnéticas. Consequentemente, não é capaz de ser exposto à radiação eletromagnética. Como resultado, o sinal está protegido da distorção.
• O cabo está protegido de forma segura contra conexão não autorizada. Uma tentativa de conexão não autorizada causa uma violação da integridade do cabo e o término da transferência de dados.É impossível ocultá-lo.
• Atenuação de sinal muito baixa. O cabo moderno de fibra óptica com um comprimento de onda de 1500 nm tem um índice de atenuação de cerca de 0,3 dB / km. Isso permite localizar repetidores e amplificadores adjacentes a distâncias de até 100 km.
• O cabo óptico tem menos peso e volume do que o habitual. Por exemplo, o diâmetro de um cabo telefônico de 900 pares é de 7,5 cm. Ele será substituído com sucesso por um cabo óptico com um diâmetro de cerca de 1,5 cm. A maior parte do cabo será constituída por várias capas protetoras. O diâmetro da fibra óptica direta é de 0,1 cm.

• Ao usar um cabo óptico, não é necessário aterrar o gabinete. Isto é devido às propriedades isolantes da fibra óptica.
• Capacidade de usar em empresas com risco aumentado. Está ligado a tal característica da fibra óptica como a ausência de incandescência. Graças a ela, o cabo óptico é um material à prova de fogo.
• O cabo óptico é um material muito econômico. O quartzo é usado para a fabricação de fibras ópticas, o elemento é muito barato e generalizado. Como resultado, o custo do cabo óptico em si não difere do custo de um cabo comum.
• Durabilidade. Nada dura para sempre. Ao longo do tempo, todos os materiais perdem suas propriedades, incluindo o cabo óptico. A atenuação aumenta. No entanto, esses processos são muito lentos. A taxa de perda de propriedades do cabo óptico é significativamente menor do que em outros tipos de cabos. O termo de operação sem problemas do cabo óptico é de pelo menos 25 anos.

Apesar do grande número de momentos positivos, o uso de um cabo óptico tem várias desvantagens:

• Alto custo de comunicação com um cabo óptico.É verdade que isso se deve ao uso de equipamentos caros adicionais. O custo do cabo óptico em si não é muito diferente do custo de um cabo convencional.
• A complexidade da montagem de redes com um cabo óptico. Os conectores devem ser instalados literalmente com precisão de micron. A conexão em si deve ser feita com muita precisão, sem problemas. A presença de lacunas é inaceitável. A interface deve ser suavemente polida. Se os requisitos acima não forem cumpridos, a perda de velocidade e a qualidade do sinal transmitido não podem ser evitadas.
• As conexões são realizadas por soldagem ou colagem. Ao colar, é utilizado um gel especial, que tem o mesmo índice de refração que a fibra de vidro.
• No processo de trabalhar com um cabo óptico, são utilizadas ferramentas especiais. A instalação de redes ópticas é realizada exclusivamente por especialistas altamente qualificados.
• O cabo óptico pode estar danificado devido a uma queda repentina da temperatura. A fibra de vidro está a rachar. Para resolver este problema, os cabos ópticos são lançados em produção, no processo de fabricação do qual o vidro resistente à radiação é usado. Infelizmente, isso leva a um aumento significativo no custo.

Como você pode ver, as deficiências não são tão significativas. A popularidade das redes ópticas está crescendo a cada dia. Ao mesmo tempo, o custo do material é reduzido e o número de especialistas que trabalham com um cabo óptico está crescendo. Com essa tendência no futuro próximo, essas próprias falhas tornar-se-ão obsoletas.

Tipos de cabos ópticos

Existem dois tipos de cabos ópticos:

1. Cabo óptico monomodo. Todos os raios de luz nos cabos deste tipo se movem ao longo de um caminho e, simultaneamente, se aproximam do receptor. Como resultado, não há distorção da forma de onda. O cabo de modo único está equipado com uma fibra óptica com um diâmetro de 1300 nm. Somente ondas de luz do mesmo comprimento são transmitidas. O uso de cabos monomodo facilita a transmissão de sinal para longas distâncias do que o uso de cabos multimodo. Esse recurso está associado a valores muito pequenos de dispersão e perda de sinal. Ao usar um cabo de modo único, utilizam-se diodos emissores de luz laser. A atenuação do sinal em um cabo de modo único é muito baixa, da ordem de 5 dB / km.
2. Cabo óptico multimodo. Neste tipo de cabo, os raios não seguem um caminho. Suas trajetórias se distinguem por uma ampla disseminação. O resultado é a distorção do sinal no receptor. Ao transmitir um sinal através de um cabo multimodo, são utilizados LED convencionais. Isso leva a uma redução significativa no custo das redes de comunicação e ao aumento da vida útil dos transceptores. Para um cabo multimodo, o comprimento de onda da onda de luz é de cerca de 850 nm com desvios de 30-50 nm. A atenuação do sinal no cabo pode atingir 20 dB / km. Um cabo deste tipo é permitido até 5 km.

O principal tipo de cabo óptico atualmente é multimodo. Isto é devido à sua disponibilidade e baixo custo. No futuro, as posições de liderança devem ir para um cabo de modo único. O seu excelente desempenho e baixa atenuação nos permitem esperar que ao longo do tempo o alto custo do equipamento de transição deixe de ser um obstáculo à disseminação deste material de alta qualidade.

Design de cabo ótico

Os principais componentes do cabo óptico são:

1. Fibra óptica. Um fio de vidro fino, chamado núcleo ou núcleo vivo. Coberto com uma concha de vidro. O índice de refracção da concha difere ligeiramente deste índice da veia na direção da diminuição.É por isso que o feixe de luz direcionado para o núcleo se estende exclusivamente sobre ele. Muitas vezes, para reduzir o custo do material, a veia é feita de plástico, não de vidro. Tais fibras ópticas são pior. Existem fibras ópticas monomodo e multimodo. O núcleo da fibra monomodo é muito fino, seu diâmetro é da ordem de 10 microns.É devido ao diâmetro insignificante no núcleo que apenas um único modo de radiação eletromagnética é transmitido, o que exclui a presença de distorções de dispersão. Mas o núcleo da fibra multimodo é várias vezes mais espesso, cerca de 50 microns. Isso facilita a propagação de vários modos de radiação ao longo dele. Cada um dos modos se propaga em um certo ângulo. O pulso de luz está sujeito a dispersão, o que leva à transformação de sua forma de retangular para sino.
2. Core.

Para melhorar a força de um cabo óptico, seus módulos ópticos, que são um tubo de polímero em que a fibra óptica é livremente disposta, são torcidos ao redor do núcleo do cabo.

O papel principal é desempenhado pelo elemento de energia central, que protege a estrutura das cargas.

Na produção de cabos ópticos, é utilizada torção. Os elementos de torção estão dispostos concentricamente ao longo do elemento de força central. O propósito da torção é alcançar a presença de um espaço dentro do qual a capacidade de transferência do cabo não é afetada pela carga na compressão, alongamento e flexão. Claro, o valor máximo dessas cargas é limitado a determinados quadros.

Ao redor do elemento de força central, os enchimentos também são enrolados. Como enchimentos são: módulos

1. sem fibra.
2. Núcleos de cobre
3. Válvulas de plástico.

Todos os elementos acima são fixados juntos por uma fita ou uma bainha. A sua totalidade é chamada de núcleo.

1. Coberturas para proteção e reforço. Em conexão com a ausência da necessidade de proteger o cabo óptico de um obstáculo eletromagnético externo, a trança de metal não é usada. No entanto, há uma necessidade de proteção mecânica do cabo. Para este efeito, são utilizados os seguintes materiais:

• Kevlar thread;Fita
• feita de aço;Fio
• em aço.

2. bainha externa. Protege o cabo das influências externas, tanto mecânicas como dos efeitos das substâncias prejudiciais, a umidade.

Tipos de projetos de cabos

Existem os seguintes tipos de projetos: Cabo

• para instalação ao ar livre. O objetivo é deitar no chão ou em um tubo.

A esfera de aplicação de cabos de iluminação única é a presença de 10 diodos emissores de luz. Mas com mais fibra, é mais apropriado usar um módulo multipista ou um módulo de pacote. Os módulos

são embalados em camadas ao longo do elemento de força central.

Os elementos de força são cobertos com uma bainha de polietileno ou um invólucro laminado em polietileno laminado com alumínio.

O módulo é preenchido com um composto hidrofóbico.

É possível sobrepor uma camada adicional de armadura de proteção no invólucro. As faixas de aço ondulado são ideais para proteger contra pragas. Cabo

• para instalação interna. Usado dentro de edifícios. Para cabos deste tipo, não há necessidade de aterramento, uma vez que não contêm metal. Fácil de usar com facilidade e flexibilidade.

Distinguir cabos:

1. Distributivo. Para fiação individual. Três tipos de construção com base no diâmetro do módulo:

• em condições severas de uso - 0,27 cm;
• em condições padrão de uso - 0,24 cm;
• sob condições leves de aplicação - 0,20 cm

São colocados em eixos verticais dentro de edifícios ou em canais localizados abaixo do nível de congelamento, entre edifícios vizinhos.

2. Conexão. Usado como jumpers de cabo ou no processo de terminação com conectores.

3. Cabo especial. Estes são cabos universais usados ​​tanto no exterior como no interior. Características de um cabo óptico de um tipo similar:

• cheio à prova de água;
• não precisa de emenda adicional na entrada do edifício;
• disponibilidade de requisitos especiais de incêndio.

Espécies de cabos especiais são um cabo submarino e um cabo autoportante óptico, também chamado de ar.

Os cabos de ar são colocados em pólos. Pode ser pólos de iluminação e comunicação, linhas de energia, redes de transporte elétrico. Existem muitas opções para a instalação de cabos de ar. Tudo depende do modelo. Uma característica do cabo de ar é a alta resistência à tração. Afinal, a carga nele não se limita apenas ao seu próprio peso. Há um aumento na carga devido à formação de gelo, vento.

Os cabos subaquáticos são colocados profundamente embaixo da água. O tubo central de um cabo deste tipo é feito de cobre e cheio com um gel hidrófobo. Mas a armadura é 2-3 camadas de fio de aço galvanizado. Entre camadas e fora é uma camada de polietileno. Como resultado, o cabo se sente bem em grandes profundidades e suporta pressão significativa