Оптични влакна: Как работи? За какво се използва? И още

Телекомуникациите или комуникациите от разстояние са възможни благодарение на различните съществуващи преносни линии. Сред тях един от най -надеждните е оптичните влакна. Научете чрез тази статия, КАК РАБОТИ ОПТИКАТА ОТ ВЛАКНАТА което ви позволява да използвате интернет и много други предимства във вашия дом и офис.

Оптични влакна

Оптичните влакна са гъвкави нишки, обикновено изработени от силиций, въпреки че има и оптични влакна, изработени от пластмаса. Това е много деликатен материал, с диаметър почти като този на кичур коса. Той е прозрачен, за да може да предава светлина без честотата на един цвят да изкривява другите.

Оптичните влакна се появиха като потенциален заместител на коаксиалния кабел. Подобно на меден кабел, влакното се използва за предаване на данни между двата му края, като се използва светлина като транспортно средство.

Днес оптичните влакна са един от най -широко използваните комуникационни механизми. Това е така, защото информацията може да изминава големи разстояния, без да се нуждае от много или може би без усилватели, така че сигналът да не се загуби. Той също така има честотна лента или скорост на данни по -висока от медните кабели.

Сред другите причини, поради които оптичните влакна се използват за замяна на меден кабел, е, че има по -малко затихване на сигнала на километър от пътуването. Друго негово предимство е, че оптичните влакна са имунизирани срещу електромагнитни смущения, така че е практически невъзможно да се наруши сигурността.

По същия начин е обичайно да се намират оптични влакна за осветление. Това се дължи на факта, че в момента чрез влакното е било възможно да се осигури светлина с най -висок интензитет от всички форми на осигуряване на изкуствена светлина.

Структурата на оптично влакно се състои от ядро, което е самото влакно, където информацията се движи. Ядрото е покрито с покритие, което се характеризира с по -нисък индекс на отражение от сърцевината. Това се прави с намерението да се попречи на лъча светлина, пътуващ в ядрото, да напусне ядрото и да загуби информацията, тоест това е начин за ограничаване на информацията в ядрото, използвайки явлението отражение.

Впоследствие подплатата е заобиколена от мантия и тази мантия от кевлар. И накрая, качулка, обикновено жълта или оранжева, която идентифицира вида влакна. И двете служат за осигуряване на защита на влакната и механична твърдост, тъй като в противен случай влакното би било изключително крехко, дори повече, отколкото вече е.

В рамките на оптичното влакно могат да бъдат изпратени повече от един лъч светлина, защото има различни маршрути или възможни начини за това. Този тип оптични влакна се наричат ​​многомодови и името му идва от това, че има множество режими за изпращане на светлинните лъчи едновременно. Вместо това, едномодовото влакно използва единична линейна пътека за предаване на светлинния лъч. Физически те обикновено се различават по цвета на качулката си, като обикновено са оранжеви за многомодовите и жълти за едномодови.

При снаждането на оптичното влакно е важно да се има предвид, че подравняването му между жилата трябва да бъде изключително прецизно, тъй като в противен случай би имало загуби поради фалшиво свързване. Това означава, че връзките между оптичните влакна са по -сложни от тези, използвани в конвенционалните медни кабели.

История на оптичните влакна

Във влакнестата оптика има два основни елемента, които представят напредък за постигане на технологията, която познаваме днес по отношение на предаването на данни чрез светлина. Тези елементи са оптичното влакно и светлината, която пътува в него. В този сегмент ще преминем през историята на оптичните влакна и как тя се развива с течение на времето.

В древна Гърция слънчевата светлина, отразена от огледалата, се използва за изпращане на съобщения или за възпрепятстване на зрението на враговете ви. Същата система е приложена от Клод Чап през 1792 г. за прилагане на оптична телеграфия с помощта на кули и огледала, разпределени на 200 км. Той успя да предаде съобщение за рекордно кратко време за 16 минути.

През 1910 г. Деметриус Хондрос и Питър Дебай са първите, които прилагат улавяне на светлина вътре в кабели от стъкло. Любопитно е, че този експеримент отне толкова време, тъй като до 1820 г. уравненията, установили това явление, вече са съществували.

Този принцип се нарича ограничаване на светлината чрез пречупване. Не забравяйте, че пречупването е явление, което кара лъч светлина да променя посоката си, когато се променя от една преносна линия в друга, които имат различни показатели на пречупване, тъй като имат различна плътност.

През 1840-те години Жан-Даниел Коладо и Жак Бабинет успяха да докажат този принцип. По същия начин през 1870 г. Джон Тиндал забелязва, че светлината може да се движи във вода и тази светлина се пречупва в тази среда. Тези първи стъпки позволиха да бъдат проведени проучвания, които да потвърдят потенциала на стъклото като материал par excellence за предаване на светлина на дълги разстояния. Първоначално приложението му е било за осветяване на фонтани.

По -късно Джон Логи, шотландски инженер, патентова електромеханична система за цветна телевизия, която използва пръти от стъкло, които пропускат светлина. Тази система не беше много успешна поради затихването, което имаше поради материалите и техниките, които прилагаше, така че не беше възможно светлината да изминава големи разстояния. Също така, тяхната система нямаше оптични съединители.

През 1952 г. благодарение на предишните изследвания, проведени от Джон Тиндал, физикът Нариндър Сингх Капани успява да направи изобретението на оптичното влакно. Трябва да се отбележи, че през 1950 -те години на миналия век изследванията върху оптичните влакна бяха задълбочени. Всъщност през 1957 г. Василий Хиршовиц произвежда полу-гъвкав ендоскоп, използващ оптични влакна. Той успя да изпрати изображения и този ендоскоп е по -удобен инструмент за операции.

Университетът на Мичиган предлага във версията си на полу-гъвкав ендоскоп използването на материал с по-нисък коефициент на пречупване от сърцевината, вместо да се използват масла или восък, както е било използвано по-рано. Освен това бяха произведени и много по -тънки нишки от оптични влакна, колкото дебелината на косъма. Светлината обаче беше отслабена или загубена след 9 метра пътуване с това оптично влакно. Чарлз К. Као, който представи, че максималното теоретично затихване, което оптичните влакна трябва да имат, е 20 децибела, за да бъде възможно прилагането му, в неговата докторска дисертация

Отново Чарлз К. Као заедно с Джордж Хокъм заявиха, че е възможно да се произвеждат влакна с по -висок процент на прозрачност. По същия начин те бяха тези, които предложиха използването на оптични влакна за предаване на телефонни съобщения, вместо да използват тези, които са убедени, че са медни кабели и електричество.

Беше необходимо да се подобри оптичното влакно, което в момента имаше затихване от 100 dB / km, малка честотна лента и голяма механична крехкост. За да се постигне това, трябваше да се извършват непрекъснати и задълбочени проучвания и изследвания, които направиха възможно да се определи, че причината, поради която е имало това ниво на загуба на светлина, са присъщите примеси, които съществуват в силиция или стъклото.

Благодарение на това откритие, влакната започнаха да се произвеждат с намаление на затихването до 20 dB / km и с по -голяма честотна лента. В допълнение, сърцевините бяха с дебелина 100 µm, които бяха покрити с найлонова тел, за да се спази основата на показателя на пречупване, но които също могат да осигурят по -голяма механична твърдост, което прави невъзможно счупването на влакното с ръце.

Работата на Као и Хокман служи като основа за изследванията, проведени от Робърт Маурер, Доналд Кек, Петер Шулц и Франк Зимар, които предлагат и произвеждат първите оптични влакна с примеси от титан. Тези примеси умишлено бяха включени в силиция за увеличаване на пречупването във влакното. Това влакно позволява на светлината да се движи в оптичното влакно само със затихване от 17 dB / km. През същото десетилетие на 1970 г. беше възможно да се произвеждат оптични влакна със загуби от само 0.5 dB / km.

Друг важен напредък в технологията за предаване на светлинни данни е постигнат от физиците Morton B. Panish и Izuo Hayashi, които разработват полупроводников лазер, който може да работи непрекъснато, без да повишава температурата си. Заедно Джон Макчесни и други сътрудници създадоха методи за приготвяне на влакна.

Първото телефонно предаване, използващо предавателната линия, е направено на 22 април 1977 г. от северноамериканската компания General Telephone and Electronics и достига скорост от 6 Mbit / s.

До 1980 г. влакната имат такава прозрачност, че могат да изпращат сигнали през оптично влакно за път до двеста и четиридесет километра, преди да бъдат напълно загубени. Тези влакна възникват, когато изследователите осъзнават, че чист силиций без метал може да бъде направен само с помощта на инструменти и компоненти, които използват пара. Това предотврати появата на присъщи замърсители в производствения процес.

AT&T представи своя проект за оптична система на около 1980 мили една от друга на Федералната комисия по комуникациите през XNUMX г. Тази система ще работи през и ще свързва градовете Бостън и Вашингтон. След четири години от представянето на този проект системата започна да функционира. Този кабел беше с десет инча в диаметър и можеше да осигури до осемдесет хиляди гласови канала за едновременни телефонни разговори.

Първото оптично влакно, което е инсталирано трансокеански, влиза в експлоатация през 1988 г., прозрачността на сърцевината му е толкова безупречна, че е необходимо само да се поставят оптични усилватели на всеки четиридесет мили. Впоследствие бяха направени повече връзки от този тип и бяха направени по -обширни обиколки между градове и континенти.

Всички тези постижения позволиха на оптичните влакна да продължат да подобряват своята прозрачност и могат да се прилагат за комуникации на пазара, а не само на експериментално ниво. Всъщност General Telephone and Electronics на 22 април 1977 г. успява да направи първото успешно телефонно предаване със скорост 6 Mbit / s, използвайки оптична оптика като преносна линия.

Процес на изработка

Именно в Bell Laboratories бяха разработени независими методи за производство на оптични влакна. Оттам нататък има четири процеса за производство на оптични влакна

MCVD (Модифицирано отлагане на химически пари)

Този метод първоначално е разработен от Corning Glass и адаптиран от Bell Laboratories за промишлено приложение. Те се състоят от чиста кварцова тръба, в която силициевият диоксид се смесва с други елементи за допиране на препарата. След това тази тръба се поставя върху въртящ се струг.

Впоследствие се довежда до температури до 1600 градуса по Целзий с горелка с водород и кислород. Това става чрез завъртане на струга, докато кварцовата тръба се нагрява по цялата дължина. В този момент се добавят добавки, които са тези, които ще допринесат за по -добър показател на пречупване в сърцевината, в единия край на тръбата.

Следващите слоеве също са включени поради непрекъснатото подлагане на горелката. Тази техника позволява да се синтезира ядрото. След това горелката се довежда до температура от 1800 градуса по Целзий, която е температурата, която позволява на кварца да омекне и по този начин да получи заготовката.

Заготовката се отнася до стъкления прът или тръба, която се използва за създаване на оптични влакна. Тоест, твърдата тръба се получава след този метод. Обикновено размерите му са малко повече от 1 метър дълъг и 1 сантиметър в диаметър.

VAD (аксиално отлагане на пара)

Тази техника се основава на тази, разработена от Nippon Telephone and Telegraph. Той се използва широко в Япония в онези компании, които се занимават с производство на оптични влакна. Той използва същите основни материали като при метода MCVD, но те се различават по това, че последният е поставил само сърцевината. Сега подплатата също се поставя в допълнение

Ето защо този метод е малко по -деликатен по време на допирането, тъй като германиевият диоксид трябва да бъде включен в по -голяма част в сърцевината, отколкото в покритието. За това производство софтуерът се използва като основен асистент, където се установяват параметрите.

Вземането с допълнителна стъклена пръчка или тръба започва процеса на заготовката. Тази спомагателна тръба служи като опора. Започва с вграждане на различните материали по подреден начин от края на цилиндъра, получавайки порестата заготовка, която с нарастването си се отделя от спомагателната стъклена тръба.

Впоследствие се извършва процесът на срутване, който се състои в повишаване на температурата до 1700 градуса по Целзий, за да се постигне омекотяване на кварца. Това се прави, за да се премине от вътрешно куха пореста заготовка към плътен, прозрачен цилиндър.

Ако сравним този метод с предишния, методът VAD има предимството, че се получават заготовки с по -голяма дължина и по -голям диаметър, както и намаляване на вложената енергия. Неговият недостатък обаче е, че изисква много по -сложно производствено оборудване.

OVD (Външно отлагане на пара)

Този метод е разработен от Corning Glass Work. В този случай суровината ви започва с цилиндър от керамичен субстрат и горелката. Изпарените хлориди се поставят върху огъня на горелката и огънят загрява пръта. В този момент се извършва синтезът на заготовката. Тази процедура се състои в изсушаване на пръта с газообразен хлор, за да се извърши по -късно процеса на срутване по същия начин, както тези, които ще се извършват с предишния метод. По този начин се синтезират сърцевината и нейната облицовка, като се получава заготовката.

Някои от предимствата на този метод е, че е възможно да се произвеждат оптични влакна с много ниско затихване и добро качество, благодарение на оптимизирането на процеса на сушене. Тази оптимизация позволява да се получат гладки профили без важна пръстеновидна структура.

PCVD (плазмено химическо отлагане на пари)

Този метод е разработен от компанията Philips в Холандия. По същия начин той се характеризира със своите гладки профили и без разпознаваема пръстеновидна структура. Принципът на тази основа се основава на окисляването на силициев хлорид и германиев хлорид. Чрез ръждясване на тези хлориди се постига състояние на плазма, последвано от процеса на допиране на вътрешността.

Етап на разтягане на заготовката

Независимо от вида на използвания метод, обичайно за всички тях е, че се извършва процесът на разтягане на заготовката. За да се постигне разтягане на заготовката, е необходимо да има пещ с отворена тръба. Заготовката се поставя в тази фурна и се подлага на температури до 2000 градуса по Целзий, за да омекоти заготовката и да може да я манипулира.

В този процес се постига диаметърът на оптичното влакно и е изключително важно да се поддържа постоянно напрежение, така че диаметърът по дължината на оптичното влакно да не варира. Начинът да се гарантира, че сърцевината няма такива промени в диаметъра си, е да се поддържа равномерно постоянно напрежение. Освен това трябва да се гарантира липсата на конвекционни токове във фурната.

По същия начин е изключително важно, когато заготовката отново омекне, да се избегне навлизането на агенти, които могат да замърсят или генерират микропукнатини, които биха причинили загуба на затихване и дори счупване на оптичното влакно.

По време на този процес към фигурата се добавя и синтетичен материал, обикновено той е вискозен полимер. Значението на този полимер е, че позволява на оптичното влакно да се разтяга при по -високи скорости. Това създава равномерен слой без примеси около влакното. И накрая, тази защита се изсушава и втвърдява чрез термични процеси или химични реакции, използващи ултравиолетова радиация.

Приложения за оптични влакна

Влакното има впечатляваща гъвкавост, така че може да се прилага в цифрови комуникации, бижута, сензори, осветление, декорации и др. Ето някои от най -често срещаните приложения на оптични влакна и допълнителни.

Оптични комуникации

Най -мащабното или мащабно използване на оптични влакна е за телекомуникациите. Поради своята гъвкавост е възможно да се групират няколко проводника, за да се образуват оптични кабели. Обикновено влакната, използвани за това, са изработени от пластмаса или стъкло, а понякога дори и от двата материала.

Сензори от оптични влакна

Сензорите от оптични влакна могат да бъдат разграничени между вътрешни сензори и външни сензори. Вътрешните сензори означават самата фигура като сензор. От друга страна, при външни сензори влакното е средство за предаване на сигналите, които сензорът излъчва към система, която обработва споменатите сигнали.

Тъй като в оптичните влакна няма циркулация на електрически ток, те имат предимство в сравнение с електрическите сензори. Дори влакната от прежди са сами по себе си отличен сензор за измерване на деформации, температура, атмосферно налягане, влажност, електрически полета, магнитни полета, газове, вибрации и др.

Друго приложение на оптични влакна в приложението на водни микрофони за откриване на земетресения или вълнови приложения, генерирани от сонара. За това повече от хиляда сензори, направени с оптични влакна, са използвани за създаване на хидрофонични системи. Този тип система се използва главно от петролната промишленост и отбранителните организации и някои страни. По същия начин компанията Sennheiser от Германия създаде микрофон, който работи с лазерна светлина и оптични влакна.

В същия смисъл, оптични сензори, които измерват температура и атмосферно налягане, се използват в нефтени кладенци. Тези видове сензори са в състояние да издържат на по -екстремни условия в сравнение със сензорите, направени с полупроводници.

В авиацията има жироскоп, направен от оптични влакна, както и водородни микросензори.

Тези фотонни сензори, направени от оптични влакна, обикновено съдържат четири основни части, които са:

• Сензорът: е преобразувателят
• Разпитващият: който излъчва и приема сигнала, идващ от оптичното влакно.
• Оптичният кабел: това е оптичното влакно
• Оптични съединители, мултиплексори, усилватели или превключватели: елементите, които помагат на оптичната и електрическата система да се свързват, без да губят сигнала, и са способни да обработват различни сигнали от различни източници.

Работата или функционирането на тази система започва с генерирането на оптичен сигнал, създаден от питащия, за да се поиска информация от приемника. Тази информация преминава през оптичното влакно на сензора. Когато се пристъпи към измерване на условията на околната среда, като газове, атмосферно налягане, температура и други фактори, има промяна в интензитета на светлината или дължината на нейната вълна е засегната и следователно има промяна в нея.

Тази промяна в дължината на вълната или в интензитета на светлината се връща отново през оптичното влакно към питателя. След това се изчислява процентът на вариация на тези промени. Чрез прилагане на различни алгоритми и инструменти, като оптоелектронни съединители, е възможно да се преобразуват оптични сигнали в електронни сигнали, така че електрическите системи в краищата да могат да интерпретират информацията, като система за управление или дисплей. Данни в реално време.

По същия начин, в зависимост от количеството трафик на данни, като тези, които преминават през интернет мрежа, може да има оптични мултиплексиращи устройства, оптични превключватели, оптични усилватели или различни оптични съединители по същия начин.

По същия начин оптичните сензорни системи могат да бъдат класифицирани като точкови или разпределени.

Оптични сензорни системи за точки

Този тип система използва разпределени сензори, определени позиции в сензорната мрежа, които позволяват параметрите да се наблюдават индивидуално. Поради това точковите системи позволяват измерване на повече параметри едновременно. За разлика от разпределените системи, мониторингът на точкова система може да обхваща до 250 км.

Разпределени оптични сензорни системи

В този случай измерванията и откриванията на вариации на оптичния параметър, които получава питащият, идват от данните, получени по цялото оптично влакно. Това представлява предимство, тъй като е оптична нишка, която се използва като преводач на системата. Разпределената оптична система може да обхваща обхват от 120 км дължина.

Iluminación

Първите приложения, които оптичните влакна имаха, бяха именно осветяването на пространства. Дори и днес това приложение все още съществува за оптични влакна. Това се дължи на факта, че оптичното влакно позволява осветяване на зони без генериране на топлина и без риск от късо съединение, тъй като оптичното влакно е предназначено за предаване на светлинни лъчи.

Възможно е дори чрез промяна на честотата да се промени цветът на осветлението. Това е много полезно например, ако в лампата се използва осветление, тъй като е възможно да се промени цветът, без да се налага смяна на лампата.

По същия начин е възможно да се разширят зоните на осветяване, тъй като е възможно да се позиционират различни оптични влакна на множество места, като се използва един източник на светлина.

Повече приложения на оптични влакна

Използва се като вълновод за светлинни лъчи, излъчвани от медицинско или промишлено оборудване, които изискват осветяване на зони, където видимостта не е пряко или лесно достъпна.

Можем да използваме за пример полу-гъвкавия ендоскоп, използван в медицината, който използва оптични влакна заедно с лещи, за да може да визуализира вътрешността на органите, без да е необходимо силно инвазивни операции. В случай на промишленост, за проверка на оборудване като турбини.

Всъщност оптичните влакна понастоящем се използват като декоративни елементи, какъвто е случаят с коледните елхи, които имат оптични влакна в клоните си, които осветяват дървото, а също така е възможно да се променя цветът им.

Друг пример за приложение във оптичните влакна е този, прилаган в определени сгради, които улавят естествената светлина от покривите си и благодарение на оптичните влакна тази светлина може да пътува до вътрешните пространства на сградата.

И накрая, днес има смес между бетон и оптични влакна, която води до полупрозрачен бетон. Този материал е създаден от архитекта Рон Лосонци и удивителното в този бетон е, че той все още може да има здравината на бетона и в допълнение качеството на оптичните влакна да предава светлина.

Характеристики на оптичните влакна

Оптичните влакна са диелектрична предавателна линия, която работи в рамките на електромагнитния спектър в оптичната лента. В тази оптична лента можем да намерим цветовете, но има и близка инфрачервена лента и инфрачервена лента. В оптичните влакна част от тези честоти обикновено се използва.

Всяка оптична нишка има сърцевина в центъра, направена от пластмаса или стъкло, тоест силициев и германиев оксид. Това ядро ​​има висок коефициент на пречупване и е покрито с покритие с по -нисък коефициент на пречупване. Това позволява на светлината да пътува само през ядрото и да не избяга навън. Обичайно е този покривен слой да бъде направен от полимер или пластмаса.

Тази разлика между показателите на пречупване, които трябва да съществуват между сърцевината и нейната облицовка, се дължи на принципите на пречупване на светлината. Този принцип гласи, че когато повърхност с определен показател на пречупване граничи с друга повърхност с по -нисък коефициент на пречупване, светлината се отразява и колкото по -голяма е разликата между тези показатели, толкова по -голям е ъгълът на падане, така че ще има пълно вътрешно отражение .

В оптичното влакно светлината подскача или се отразява вътре в ядрото и тези ъгли на отражение са много широки, така че на практика може да се предположи, че светлината се движи по права линия през центъра си, което й позволява да пътува на големи разстояния без затихване.

Производителност на оптични влакна

Законите на оптичната геометрия са тези, които установяват работата и основните принципи на работа на оптичното влакно. Оптичното влакно се регулира главно от закона на пречупване е да върви по принципа на пълно вътрешно отражение.

Светлинните лъчи се предават от сърцевината на оптичното влакно, дал съм разликата в показателите на пречупване, този лъч не може да премине през облицовката, но всъщност се отразява върху нея и продължава да се разпространява през сърцевината.

След това ще представим предимствата и недостатъците на оптичната технология.

Предимство

• Той има много голяма честотна лента, което позволява много бързи скорости на предаване
• Това е минималистична технология, тоест заема много малко място.
• Той е лек, тъй като тежи само няколко грама на километър. За разлика от електрическия кабел, който дори може да тежи 9 пъти повече от оптичните влакна.
• Той е напълно имунизиран срещу електромагнитно замърсяване. Така че той има качество на предаване, превъзхождащо конвенционалните линии, тъй като не се нарушава например от външни къси съединения или електрически бури.
• Именно защото е имунизирана срещу смущения, оптичните влакна гарантират високо ниво на информационна сигурност. Това е така, защото единственият начин да влезете в оптичната оптична предавателна система е като я отслабите и дори я прекъснете, което я прави лесно откриваема.
• Той не създава смущения в други системи.
• Той не се влияе от паразитни сигнали, така че в системи като метрото, където има системи, които лесно могат да нарушат комуникациите, оптичната оптика се превръща в алтернатива par excellence.
• Затихването му е значително малко в сравнение с конвенционалните кабели, така че е възможно да се изминават големи разстояния, без да е необходимо да се включват активни елементи като усилватели за поддържане на сигнала.
• В зависимост от материалите, с които са изработени мантията и качулката, оптичното влакно може да има добра механична устойчивост.
• Устойчив е на корозия.
• Той има система, наречена оптична рефлектометрия, която позволява лесно откриване на точки на слабост или нарязани влакна по маршрута.

Недостатъци

Тъй като представяме всички предимства на оптичните влакна, ще продължим да представяме недостатъците на тази технология в сравнение с други далекопроводи.

• Висока крехкост на влакната.
• Това изисква по -скъпо оборудване за предаване и приемане.
• Сплитките, направени с оптични влакна, са по -сложни за извършване, особено на полето, така че ремонтът е по -труден.
• Тъй като не може да предава електричество, той не е пряко съвместим с крайни системи, които обикновено са електронни.
• Той не може да предава много високи сили.
• Той не може да съхранява информация оптично.
• Той е засегнат от високи или ниски температури, така че якето и покритието трябва да са устойчиви на температури материали.
• Вибрациите могат да повлияят правилно на предаването на данни.

Видове оптични влакна

Вътре в сърцевината на оптичното влакно има различни пътища, които светлинният лъч може да следва. Всеки от тези пътища се нарича начин на разпространение. Оптичните влакна могат да бъдат класифицирани като многомодово или едномодово влакно.

Многомодово влакно

Многомодово влакно се отнася до такова, при което светлината може да пътува през повече от един път или режим. Една нишка от многомодово влакно може да има до 1000 режима на разпространение на светлинните лъчи. Това означава, че светлинните лъчи не пристигат едновременно. Този тип влакна обикновено се използват на къси разстояния, приблизително на разстояние по -малко от 2 километра.

Показателят на пречупване на сърцевината на многомодово влакно е малко по -висок от показателя на пречупване на облицовката. В допълнение, дебелината на сърцевината на многомодово влакно е по -голяма от тази на едномодово влакно, което позволява по -лесното му свързване, тъй като не изисква такава точна прецизност.

Многомодовите влакна от своя страна могат да бъдат класифицирани в две форми в зависимост от вида на коефициента на пречупване на сърцевината му, които са:

Разположен индекс: в този случай индексът на пречупване е постоянен по цялата дължина на ядрото, като по този начин има висока модална дисперсия

Постепен индекс: в този случай сърцевината е съставена от различни материали, така че коефициентът на пречупване не е постоянен по цялата дължина на влакното и следователно има по -ниска модална дисперсия.

По същия начин стандартът, установен в ISO 11801, показва класификацията на многомодово оптично влакно според честотната лента и източника на светлина, който ще се използва, за да се каже дали е многомодов на лазер или многомодов на LED светлина.

• OM1: влакна 62.5 / 125 µm, 1 гигабит (1 Gbit / s), LED.
• OM2: влакна 50 / 125 µm, 1 гигабит (1 Gbit / s), LED.
• OM3: влакна 50/125 µm, 10 гигабита (300 m), лазер.
• 

Едномодово влакно

Както обяснихме по -рано, терминът режим се прилага, за да посочи броя на траекториите, които светлинните лъчи могат да имат. В едномодовото влакно има само един режим, през който светлината може да премине. След това това се превръща в по -малък диаметър на сърцевината. По същия начин светлината теоретично преминава през центъра на влакното за разлика от многомодовия, който отскача от стените на сърцевината. Този тип влакна се използват главно за маршрути на дълги разстояния.

Разхлабен структурен кабел

Възможно е също така да се класифицират оптичните влакна според техния дизайн, а има и два вида оптични влакна според тази класификация.

Този тип влакна могат да се прилагат на открито и на закрито и се състоят от няколко нишки от влакна, които са разделени на групи, които се въвеждат в тръби, които обграждат централна армировка, а те от своя страна са покрити със защитна обвивка.

Терминът хлабава структура идва от факта, че влакната от оптични влакна са свободно в тръбите, през които те се насочват. Тази тръба може да бъде куха или да има хидрофобен материал вътре, така че да служи за защита на оптичното влакно срещу влага.

В допълнение, той трябваше да е хлабав, позволява оптичното влакно да бъде изолирано от външните механични сили, които се упражняват върху кабела.

Централната скоба обикновено е гъвкава и осигурява здравина на кабела. Може да бъде направен от метален или диелектричен материал.

Здрав кабел на конструкцията

Този кабел има предимно приложения за интериора на сгради, тъй като е по -гъвкав и позволява по -малки радиуси на огъване, отколкото кабелите за разхлабена конструкция.

Този кабел се състои от обединението на няколко нишки от оптични влакна, които поотделно имат мантия и яке. Тези нишки обграждат централно парче и целият този комплект от своя страна е защитен от външен слой. Името му идва от факта, че всички влакнести нишки са много стегнати, което осигурява добра физическа подкрепа.

Компоненти от оптични влакна

В комуникационна система, изработена от оптични влакна, има някои компоненти, които са необходими за успешното предаване. Тези компоненти включват оптични предаватели, оптични детектори, оптични конектори или терминали, между другото.

Оптични предаватели

Това са елементите, отговорни за трансформирането на информацията или данните, които идват от електронен източник в оптични данни или светлинни лъчи. За да постигне това, предавателят използва електрони на определена честота, за да се възбужда в материали като силиций, често генериращ светлинни лъчи, наречени фотони, под формата на енергия. Фотоните са елементарната квантова частица светлина. Предавателят вътрешно има модулатор, който изпълнява функцията за трансформиране на електронна енергия в оптична енергия.

Излъчватели на лъчи

В оптичните предаватели има два вида излъчватели, които излъчват оптични сигнали, а именно:

Светодиоди.

Това е диод, който излъчва светлина, или светодиод. Този тип излъчвател на светлина се използва главно в многомодово влакно поради неговата лекота на използване и продължителност на живота. Въпреки че е важно да се отбележи, че този тип светлина не може да изминава големи разстояния, затова се използва за къси разстояния, тъй като изпълняват функцията и намаляват разходите.

Лазери

Това е усиленото стимулирано спонтанно излъчване на светлина. Той излъчва силно кохерентна светлина и използва полупроводници за излъчване на светлина. лазерната светлина може да се използва в многомодови влакна и в едномодови влакна, въпреки че те обикновено се използват само в едномодови влакна, тъй като техните схеми са по-сложни и следователно по-скъпи. Животът на лазера, макар и дълъг, обикновено е под средното за светодиодите.

Електрически преобразуватели на светлинен ток

При предаването на оптични влакна е необходимо да има елемент, който да открива наличието на фотони. Обикновено това е фотодиод, който е отговорен за преобразуването на оптичните сигнали в електронни. Той прави това, като превежда присъствието или отсъствието на светлина в сигнали с високи и ниски стойности или единици и нули.

И също така, те се прилагат за обратния процес, тоест за преобразуване на електрически сигнали в оптични сигнали. Въпреки че е възможно да се трансформира светлината в електрически сигнали и те излъчват определена мощност, това не е достатъчно за захранване на крайното оборудване. Това крайно оборудване обикновено е електрическо, така че почти винаги е необходим алтернативен източник на енергия.

Както споменахме по-рано, обикновено тези опто-електрически преобразуватели се състоят от фотодиод или полупроводник. За да се гарантира правилната работа на тези полупроводници, трябва да съществуват определени условия, а именно:

• Когато няма светлина, обратният ток не трябва да е много голям, за да може да открие много слаби оптични сигнали.
• Той трябва да има голяма честотна лента, за да може да осигури скорост на реакция.
• Нивата на шума, генерирани от тези полупроводници, трябва да бъдат минимални.

От своя страна има два вида детектори, PIN фотодиоди и APD лавинови фотодиоди.

PIN детектори

Този тип детектор се състои от полупроводник, съставен от три слоя, двата външни слоя са един от тип P и един от тип N, а този в средата е вътрешен полупроводник. От тук идва и неговото ПИН име. Този присъщ материал на практика обикновено се поставя като продължение на материал P или материал N.

APD детектори

Това са лавинови полупроводници. Тези фотодиоди, когато към него се приложи обратно напрежение, генерират усилване на тока. Работата на тези полупроводникови лавинни детектори се състои в извършване на пътуване на електрон и той среща атом, така че да може да освободи друг електрон. Причината, поради която се използват лавинови полупроводници, е, че този изпратен електрон е необходим за обработка на достатъчно количество енергия.

APD детекторите могат да бъдат класифицирани в три типа, в зависимост от материала, от който са направени:

Силиконови детектори

Тези видове детектори имат висока производителност и генерират ниски нива на шум. Захранването на този тип детектори е в диапазона от 200 V до 300 V

Германиеви детектори

Като цяло той работи с дължини на вълните в диапазона от 1000 и 1300 nm, макар и малко по -ниска производителност.

Детектори на други материали

Тези детектори са съставени от материали или химикали, които се намират в групи III и V на периодичната таблица.

Видове полиране с оптични влакна

Видовете полиране ще зависят от съединителите, които се намират в краищата на оптичното влакно, те могат да бъдат класифицирани според техния вид полиране. Този вид полиране ще варира в зависимост от начина, по който е свързан.

Plano: това полиране оставя краищата на влакното гладки и перпендикулярни на оста си, тоест напълно плоски.

Компютър (физически контакт): Влакната са завършени по изпъкнал начин, при което сърцевините на двете влакна влизат в контакт.

SPC (супер компютър): Подобно е на PSP, ръбовете са малко лайм, така че изглежда като триъгълна фигура без точка в центъра, но е плоска.

CPU (UltraPC): е равен на SPC, но ръбовете се наричат ​​допълнително, така че само центърът на влакното е плосък.

Подобрен UPC: Това е по -профилирана версия от предишната, така че контактът трябва да има изключителна прецизност.

APC (ъглов компютър): Този вид полиране се състои в направата на профил с определен ъгъл, този ъгъл позволява да се гарантира с по -голяма точност физическия контакт между жилата на двете части.

Оптични конектори

Съединителите са елементите, които позволяват оптичното влакно да бъде свързано към крайното оборудване. Тези терминални съоръжения имат Компютърни комуникационни портове за оптично свързване. В зависимост от типа на порта, след това се използва определен тип конектор за оптична връзка. Подобно е на това, което се случва с конвенционалните кабели, например с коаксиален кабел има различни видове съединители и всеки от тях изпълнява функция.

Накратко, типовете конектори за оптични влакна са:

• FC
• ПЧИ
• LC и MT-масив
• SC и SC-дуплекс
• ST или BFOC

Съединителите, които обикновено се използват във оптичните влакна, особено за локалните мрежи, са конекторите ST, LC, FC и SC.

Оптични кабели

Оптичният кабел се състои от групата от няколко оптични влакна, през които се виждат различни сигнали. Всяко влакно може да изпраща големи количества данни от различни източници, така че оптичният кабел може да изпраща информация от различни услуги едновременно.

Оптичните кабели са най -възможната алтернатива за подмяна на коаксиални кабели в телекомуникационната индустрия и електронната индустрия. Дори кабел с 8 оптични влакна все още е значително по -малък от конвенционалните кабели. Оптичният кабел има капацитет да изпраща информация, еквивалентна на тази, изпратена от 60 медни кабела от 1623 двойки или 4 коаксиални кабела от 8 тръби. Освен това, оптичните влакна могат да изпращат информация на по -големи разстояния, без да е необходимо да се поставят толкова повторители или усилватели, колкото би се случило в случай на използване на медни кабели.

Също така е важно да се подчертае разликата в теглото, която съществува между оптичния кабел и медния кабел. Например, оптичният кабел с 8 влакна може да тежи само 30 кг на километър, докато коаксиалният кабел може да тежи до 45 кг на километър. По същия начин, оптичните влакна позволяват еднократно бягане от 2 до 4 километра един от друг. В случай на коаксиален кабел, той позволява само бягане от 250 до 300 метра.

Вярно е обаче, че оптичните влакна изискват допълнително покритие и други елементи, които осигуряват подсилване при монтажа му. Това се прави, за да не се изложи на риск полагането и в бъдеще може да възникнат счупвания поради тяхната крехкост.

Характеристики на кабела

Тези оптични кабели имат различни функции. На първо място можем да споменем, че той действа като елемент, който защитава вътрешните оптични влакна, така че те да не претърпят повреди или счупвания, които могат да възникнат по време на монтажа на кабела или по време на неговия полезен живот, който обикновено е 20 години ...

Второ, оптичните кабели осигуряват механична твърдост на вътрешните оптични влакна, така че да могат да издържат на усукване компресионни условия на усукване и факторите на околната среда, на които могат да бъдат изложени. Ето защо в допълнение към кабела са включени и други елементи за подсилване и изолиране на оптичното влакно от тези външни агенти и сили, на които той е подложен.

Тези кабели могат да имат подземна, подводна или трансокеанска или въздушна инсталация. Една от най -критичните точки в система с оптични кабели е по време на монтажа и затова се използват определени елементи за защита на влакното от повреда.

Дизайн и елементи от оптичен кабел

Ролята, която оптичният кабел ще играе, ще определи неговата структура. Въпреки това, дори когато могат да се прилагат за различни функции, всички оптични кабели имат много общи елементи, които са вторичното покритие, вътрешните влакна, елементите, които допринасят за укрепването и структурата на кабела, обвивката, която групира всички прежди от влакна и влагоизолационни материали. Вторичните покрития могат да бъдат разделени на три типа:

Плътно подплата

Тази подложка обикновено е плътна пръстеновидна корона, изработена от найлон или полиестер, която покрива основната обвивка. Следователно това вторично покритие увеличава крайния диаметър на оптичното влакно. Функцията на това покритие е да осигури защита срещу микроразвити, които могат да съществуват в оптичното влакно. Въпреки това, въпреки че това покритие предпазва от тези огъвания, важно е да бъдете бдителни, когато инсталирате оптичното влакно, тъй като те все още могат да се появят по време на монтажа.

Куха свободна подложка

Тази подплата има голямо пространство, което се състои от куха тръба, която е направена от метал и комбинирана с пластмаса. Това прави тази тръба твърд материал, но в същото време гъвкава. Целта на производството на извънгабаритна облицовка е, че предпазва оптичното влакно от вибрации, температури и механични сили.

Разхлабена подплата с подплънки

Това е същото покритие, споменато по -горе, но вътре е въведен материал, способен да изолира влагата. Чрез въвеждане на хидрофобен материал вътре, той предотвратява достигането на вода до оптичното влакно. Освен че осигурява защита срещу вибрации и други агенти на околната среда, той също е в състояние да издържа на определени температури. Често се използват материали, получени от петрол или силикон.

Структурни елементи

Тези елементи са структурите, които служат като централен водач за пътя, който оптичното влакно трябва да следва. Оптичните влакна са или разпределени по протежение на тази структура, или оплетени около нея. По принцип тези структури имат канали или канали, които служат като допълнителен водач за оптичното влакно.

Подсилващи елементи

Както подсказва името им, тяхната мисия е да осигурят допълнително укрепване на оптичния кабел, за да изолират, доколкото е възможно, силите на опън, на които влакната могат да бъдат подложени, и освен това няма значително удължаване, което би могло да причини сърцевина разкъсвания. В допълнение към защитата за удължаване, той също така предпазва оптичните кабели от пречупване и вибрации. Най -често използваните материали за армировъчни конструкции са фибростъкло и стомана от кевлар, тъй като те са гъвкави материали, но имат и здравина.

Капак

Целият оптичен кабел има обвивка, която обикновено е изработена от пластмаса. Тази обвивка е външното покритие на оптичния кабел и нейната функция е да осигурява защита на сърцевината от външни фактори, сили и явления, като влажност, температура, вибрации и др.

Материалите, които ще съставят нашите корици, ще варират в зависимост от инсталирането и приложението им, например оптичните кабели, които са междуокеански, трябва да осигуряват защита срещу влажност, атмосферно налягане и дори срещу ухапване от акула. Ако това е оптичен кабел, който ще бъде инсталиран от въздуха, тогава обвивката трябва да предпазва сърцевината от вибрации и пречупвания, генерирани от вятъра, а също и от температури и влажност. Или ако накрая инсталацията му ще бъде под земята, тогава капакът трябва да е малко по -тежък, за да издържи на удари и натиск, създадени например от автомобилния трафик.

Техники на снаждане

Обичайно е, че при много големи разстояния, до повече от 120 километра, е необходимо да се правят снаждания между влакна, тъй като едва ли има непрекъснато влакно с такава дължина. И дори в случай на счупване е необходимо да се извърши този вид ремонт.

Различните видове сплайсове, които съществуват, са следните:

Механично снаждане

Този тип снаждане се състои от един вид втулка, в която двете влакна са въведени и е направено механично усукване, за да се съединят двете ядра. Тези сплайтове обикновено се използват временно или когато сплавянето се счита за ненужно. Загубите, свързани с това време на свързване, са от порядъка на 0,5 dB.

Сплитане с лепила

В този случай се прилага специално прозрачно лепило, което позволява двата края на влакното да се съединят и този съюз е защитен с някакъв вид външна армировка. Той има загуби от 0.2 dB, но обикновено не е много надежден, тъй като лепилото може да се отлепи отново.

Сливане на синтез

Инструмент, наречен фузионна сплайсър, се използва там, където се извършва по -деликатна и прецизна работа. В тази работа операторът трябва предварително да подготви влакното, преди да въведе краищата в този сплийсер. Този инструмент има способността да визуализира дали краищата имат замърсяващ агент или ако е необходимо по -фино полиране, или трябва да има по -добро подравняване между влакната. Ако всички тези изисквания са изпълнени, то той продължава да загрява само тази област, като топи влакното и по този начин се присъединява към сърцевините му. Загубите на това снаждане са 0.02 dB.

Затихване в оптични кабели

Терминът затихване означава загубите на мощност, които възникват в преносната линия. Неговата мерна единица е децибел (dB). При оптичните влакна има различни причини, поради които в кабела има затихване. Има два вида загуби, които са вътрешна загуба или загуба и външна загуба.

Вътрешните затихвания са тези, които се генерират от химичния състав и други фактори на неговото производство. Тоест онези причини, които са част от самия състав на силиций и германий и от процесите на производство на нишки. Доколкото процесите могат да продължат да се подобряват, няма да е възможно да се достигне прежда от влакна без отслабване.

От друга страна, външните затихвания са тези, които се генерират от външни фактори, като примеси, лоши връзки, неправилно полиране на техните профили, фуги и др. Това затихване е или загубите могат да бъдат класифицирани на свой ред, както следва:

Загуби на абсорбция

Този тип отслабване възниква, когато има наличие на примеси във влакното. Тези примеси абсорбират или прекъсват преминаването на светлината. Това поглъщане обикновено преобразува светлината в топлинна енергия, генерирайки загуби от 1 до 1000 dB / km.

Загуба на Рейли

Когато се произвежда оптичното влакно, има момент от охлаждането му, че влакното не е в течно и твърдо състояние и е възможно да има неправилно прилагане на напрежение при разтягане, това може да генерира микроскопични неравности. Тези неравности причиняват дифракция на светлинните лъчи, когато преминават през тях.

Дисперсии

Дисперсията възниква, когато има промяна в показателя на пречупване и следователно светлината се пречупва по различен начин от очакваното, това се случва поради микропукнатини във влакното, замърсители или присъщи причини на влакното.

Интермодална дисперсия

Този тип дисперсия възниква, когато има разлика във времето на разпространение на светлината, когато те преминават по различни пътища в сърцевината на влакното. Може да бъде познат и под името модална дисперсия. Този тип дисперсия се случва само в многомодови влакна.

Хроматична дисперсия на материала: това е резултат от различните дължини на вълната на светлината, които се разпространяват с различна скорост през дадена среда.

Хроматична дисперсия на вълновода: Това е функция от честотната лента на информационния сигнал и конфигурацията на водача обикновено е по -малка от предишната дисперсия и поради това може да бъде пренебрегната.

Загуби от радиация

Тези загуби се генерират от прегъвания или огъвания на оптичния кабел. Това обикновено се случва по време на инсталацията или когато се появят завои по пътя на оптичната оптика.

Загуби при свързване

При свързване или в крайни точки, където са необходими съединители, затихването винаги ще съществува. Тези затихвания обикновено са ниски, но не са пренебрежими. Както при неправилно подравняване между ядрата, това обаче трябва да се коригира, за да се избегне връщането на вълните.

Работещи с Windows оптични влакна

Тези работни прозорци ни позволяват да се възползваме от част от инфрачервената светлинна лента на електромагнитния спектър. В този случай това са прозорци, в които дължините на вълните са от порядъка на нанометри. По различни поводи е показано, че при работа в тези работни прозорци има по -малко затихване. По -конкретно, има три прозореца:

• 1 -ви работен прозорец: дължината на вълната е от порядъка на деветстотин и осемдесет нанометра.
• 2 -ри работен прозорец: в този случай дължината на вълната е XNUMX нанометра.
• 3 -ти работен прозорец: дължината на вълната е от порядъка на хиляда петстотин и петдесет нанометра. Този последен прозорец е разделен на S лента, C лента и L лента.

Оптични връзки

В мрежовата система има две форми на оптични връзки. Тези топологии са мрежи от точка до точка и мрежи от точка до много точки.

Мрежите от точка до точка са тези, в които възел се генерира от източника на информация директно към компаниите, дома или потребителите, които се нуждаят от услугата. С други думи, в мрежата няма посредник или друг възел между потребителя и услугата.

Мрежите от точка до много точки са тези, които изискват сплитер или оптични разделители, подобни на тези, използвани за телевизия, които ни позволяват да свързваме различни телевизори, дори когато кабелната компания доставя само коаксиален кабел. След това от излъчвателя излиза оптично влакно, което разделя сигнала през оптичните сплитери между два, четири, шест и до осем потребители. В много широки мрежи едно от тези осем подразделения се приема за включване на друг оптичен сплитер в мрежата, който може да захранва още 8 потребители. Тези разделения обаче имат ограничение и изискват усилватели по пътя си.

Оптични усилватели

Те все още се състоят от оптични влакна, но в производствения процес са легирани с различни химични компоненти, особено редки земни. Един от най -широко използваните оптични усилватели е ербиевият допинг.

Този усилвател обикновено се среща като EDFA за неговото съкращение на английски език. Този усилвател работи в третия работен прозорец, по -специално в лентата C и L. Въпреки това, той може да работи и в S лентата, но изисква други агенти или допълнителни химически компоненти.

Усилването, което осигурява на оптичния сигнал, може да бъде от петнадесет до четиридесет децибела. Обикновено се състои от оптично влакно, съхранявано в правоъгълен корпус и може да има десет до шестдесет метра дължина от легирано влакно.

Обобщение

Оптичните влакна са носител, който изпраща данни чрез светлинни лъчи. Принципите, на които се основава оптичното влакно, са в законите на оптичната геометрия, особено в закона на пречупването.

В началото му са провеждани различни проучвания, които се допълват взаимно, докато не е било възможно да се разработи познатото днес оптично влакно. В тези проучвания беше забелязано, че прозрачността на влакното или сърцевинната нишка е от съществено значение за намаляване на затихванията и постигане на минималните загуби, които днес от 0.02 dB / Km.

Общите компоненти на оптичните влакна са силициев оксид и германий. Компонентите на облицовката, които покриват сърцевината, обикновено са някакъв вид пластмаса. След това идва мантия, която осигурява механична твърдост, която може да бъде направена от найлон или кевлар, и накрая пластмасова обвивка, която предпазва целия кабел и изолира влакната от външни агенти.

Има различни методи на производство, които са:

• MCVD (Модифицирано отлагане на химически пари)
• VAD (аксиално отлагане на пара)
• OVD (Външно отлагане на пара)
• PCVD (плазмено химическо отлагане на пари)

Независимо от вида на използвания метод, обичайно за всички тях е, че се извършва процесът на разтягане на заготовката.

Приложенията на оптичните влакна са разнообразни. В комуникациите те се превърнаха в едно от средствата или предавателните линии par excellence, поради голямата си честотна лента и скоростта на предаване, която тя може да достигне, и надеждността или сигурността на информацията, която тази система предоставя. В сензори, които позволяват откриване на условия или параметри като: температура, влажност, атмосферно налягане и дори за сонарни системи.

Също така, той се използва за осветяване, като например гъвкавия ендоскоп, който използва оптични влакна като средство за насочване на светлината, за да осветява органите и да може да извършва по -малко инвазивни или по -прецизни операции по по -удобен начин. По същия начин, за декоративни ефекти като коледни елхи.

Възможно е да промените цветовете, които оптичното влакно показва или отразява, като променяте дължината на вълната или честотата, която преминава през него.

Някои от най -важните предимства на оптичното влакно и неговото използване са неговата честотна лента, скоростта на предаване, която данните могат да достигнат, електромагнитния имунитет, намаляването на заетото пространство и тегло и високата информационна сигурност.

Въпреки че, от друга страна, това е по -напреднала технология и следователно по -скъпа, инсталацията и поддръжката са по -сложни от конвенционалните системи, те са изключително крехки и не са много толерантни към температури, влажност, вибрации и удължаване.

Има два вида оптика според количеството шум или режимите, които могат да предават.

Многомодовите влакна са тези, които могат да изпращат различни дължини на вълните едновременно през различни режими, откъдето идва и името им. В сравнение с едномодовите влакна, многомодовите влакна имат по -голяма сърцевина и коефициентът на пречупване между сърцевината и облицовката се различават, но само малко. Така че вълните се движат в ядрото, отскачайки от стените на ядрото. Те се използват за маршрути или мрежи на къси разстояния. Обикновено се идентифицира, защото външното яке обикновено е оранжево.

Едномодовите влакна са тези, които имат само един път на предаване и тяхната сърцевина е по-малка в сравнение с многомодовите влакна. Начинът на предаване обикновено е централната ос на ядрото, тъй като скача под много големи ъгли. Обикновено те се различават от многомодовите, защото използват жълто външно яке.

Сега, според дизайна, има и два вида. Свободно структурирани оптични влакна са тези, при които влакната от оптични влакна са свободно в тръбите, през които те се насочват. Тази тръба може да бъде куха или да има хидрофобен материал вътре, така че да служи за защита на оптичното влакно срещу влага.

За разлика от това, кабелите с плътна конструкция се състоят от съединяване на няколко нишки от оптични влакна, които са индивидуално покрити с мантия и яке. Тези нишки обграждат централно парче и целият този комплект от своя страна е защитен от външен слой.

В комуникационна система, направена от оптични влакна, има някои компоненти, които са необходими за успешното предаване. Сред тези компоненти са оптични предаватели като светодиоди или лазери, опто-електрически преобразуватели, които са отговорни за превръщането на електрическите сигнали в оптични, които да се изпращат през влакното и по-късно да преобразуват отново оптичните сигнали, които се приемат в електрически.

Също така има оптични детектори, които са:

• PIN
• APD
• силиций
• германиум
• Други материали

Видовете полиране ще зависят от съединителите, които се намират в краищата на оптичното влакно, те могат да бъдат класифицирани според техния вид полиране.

• Plano
• Компютър (физически контакт)
• SPC (супер компютър)
• UPC (ултра компютър)
• Подобрен UPC
• APC (ъглов компютър)

Съединителите са елементите, които позволяват оптичното влакно да бъде свързано към крайното оборудване. Съединителите, които обикновено се използват във влакнеста оптика, особено за локални мрежи, са конекторите ST, LC, FC и SC.

Оптичният кабел се състои от групата от няколко оптични влакна, през които се виждат различни сигнали. Всяко влакно може да изпраща големи количества данни от различни източници, така че оптичният кабел може да изпраща информация от различни услуги едновременно.

Оптичните кабели са най -възможната алтернатива за подмяна на коаксиални кабели в телекомуникационната индустрия и електронната индустрия. Дори кабел с 8 оптични влакна все още е значително по -малък от конвенционалните кабели. Оптичният кабел има капацитет да изпраща информация, еквивалентна на тази, изпратена от 60 медни кабела от 1623 двойки или 4 коаксиални кабела от 8 тръби.

Обичайно е, че при много големи разстояния, до повече от 120 километра, е необходимо да се правят снаждания между влакна, тъй като едва ли има непрекъснато влакно с такава дължина. И дори в случай на счупване е необходимо да се извърши този вид ремонт.

Механично снаждане: този тип снаждане се състои от един вид втулка, в която се въвеждат двете влакна и се прави механично усукване, за да се съединят двете ядра. Загубите, свързани с това време на свързване, са от порядъка на 0,5 dB.

Сплитане с лепила: в този случай се нанася специално прозрачно лепило, което позволява двата края на влакното да се съединят и това съединение е защитено с някакъв вид външна армировка. Той има загуби от 0.2 dB, но обикновено не е много надежден, тъй като лепилото може да се отлепи отново.

Сплитане чрез сливане: Сплайсерът има способността да визуализира дали краищата имат замърсяващ агент или ако е необходимо по -фино полиране, или трябва да има по -добро подравняване между влакната. След това той продължава да загрява само тази област, като топи влакното и по този начин се присъединява към сърцевините му. Загубите на това снаждане са 0.02 dB.

Ролята, която оптичният кабел ще играе, ще определи неговата структура. Въпреки това, дори когато могат да се прилагат за различни функции, всички оптични кабели имат много общи елементи, които са вторичното покритие, вътрешните влакна, елементите, които допринасят за укрепването и структурата на кабела, обвивката, която групира всички прежди от влакна и влагоизолационни материали.

Има елементи, които осигуряват опора в структурата и подсилването на оптичния кабел. Структурните елементи, които служат като централен водач за пътя, който оптичното влакно трябва да следва. Оптичните влакна са или разпределени по протежение на тази структура, или оплетени около нея. По принцип тези структури имат канали или канали, които служат като допълнителен водач за оптичното влакно.

Подсилващите елементи осигуряват допълнително укрепване на оптичния кабел, за да го изолират от теглителните сили, на които той може да бъде подложен, и освен това няма значително удължаване, което би могло да предизвика разкъсвания в жилата.

Целият оптичен кабел има обвивка, която обикновено е изработена от пластмаса. Тази обвивка е външното покритие на оптичния кабел и нейната функция е да осигурява защита на сърцевината от външни фактори, сили и явления, като влажност, температура, вибрации и др.

Терминът затихване означава загубите на мощност, които възникват в преносната линия. Неговата мерна единица е децибел (dB). При оптичните влакна има различни причини, поради които в кабела има затихване. Има два вида загуби, които са вътрешна загуба или загуба и външна загуба.

При външното затихване има няколко причини, които са:

• Загуби на абсорбция
• Загуба на Рейли
• Дисперсии
• Загуби от радиация
• Загуби при свързване

Заключения

Оптичните влакна са преносна линия, която позволи по -голяма скорост и ефективност при предаването на данни днес. Въпреки че това е технология, която трябва да извърви дълъг път, за да може да замени конвенционалните системи, тя все пак понякога е най -добрият вариант за комуникация.

Оптичните влакна обаче са скъп тип технология в сравнение с конвенционалните системи, тъй като изискват оборудване и оптични инструменти, които обикновено са по -скъпи. Това също изисква подходящо обучение, за да можете да работите с оптични влакна. В допълнение, инсталирането му обикновено е много деликатен процес и наличието на скъсвания във влакното може да генерира значителни загуби, ако не се третира навреме. Освен това все още трябва да се разработи определено оборудване, така че технологията и системата да са напълно оптични, тъй като например все още няма оптични спомени.

Обикновено оптичните мрежи имат резервни системи като пръстен или двоен пръстен, което позволява в случай на тези инциденти информацията да може да се движи в друга посока, за да се избегне прекъсването на услугата за дълъг период от време, докато ситуацията е решена.

Оптичните системи са много надеждни, защото е практически невъзможно да се пробие мрежата, без да бъде открита или без да се прекъсва предаването на данни. Ето защо е обичайно да се виждат оптични влакна, монтирани под вода между съюзническите страни, където предават чувствителна и секретна информация.

Това, което отличава оптичните влакна от другите носители по скорост на данни и капацитет на предаване. В допълнение, той гарантира минимална загуба на информация поради факта, че има много малко затихване в основния си елемент, което прави ненужно инсталирането на толкова много оборудване за възстановяване и усилване в системата. Тъй като информацията се движи със скоростта на светлината, беше възможно да се види значителна миграция на големи компании към този тип технологии.