Cabluri optice fibroși, tipuri și caracteristici

Cablu de fibră optică (de asemenea, cunoscut sub numele de fibră optică) - este un tip fundamental diferit de cablu în comparație cu alte tipuri de cabluri electrice sau de cupru. Informațiile de pe aceasta nu este transmis un semnal electric, și lumină. Elementul său principal - un pahar transparent, prin care lumina este transmis pe distanțe lungi (de până la zeci de kilometri) cu puțină atenuare.

Structura cablului de fibră optică este foarte simplă și similară cu structura unui cablu electric coaxial, dar în loc de un fir central de cupru utilizat aici un strat subțire (aproximativ 1-10 microni în diametru), sticlă, dar în schimb izolația internă - sticlă sau înveliș din material plastic, care nu permite luminii să treacă dincolo de sticlă. În acest caz, ne preocupă cu un mod de așa-numita reflexie internă totală a luminii de la limita a două materiale cu diferite indicii de refracție (la sticlă indicele de refracție placare semnificativ mai mică decât cea a fibrei centrale). învelișul metalic al cablului este de obicei absent, ferind de interferențele electromagnetice exterioare nu este necesară, dar uneori încă este utilizat pentru protecția mecanică din mediu (un astfel de cablu este uneori numit un blindată, acesta poate fi combinat sub un coajă de mai multe cabluri de fibră optică).

cablu de fibra optica are caracteristicile remarcabile ale imunității de zgomot și secretul informațiilor transmise. Nici o interferență electromagnetică externă, în principiu, nu sunt în măsură să denatureze semnalul luminos, iar semnalul care, practic, nu generează radiații electromagnetice externe. Pentru a vă conecta la acest tip de cablu la rețea trage cu urechea este practic imposibil, deoarece necesită o încălcare a integrității cablului. Teoretic voz¬mozhnaya lățime de bandă de cablu ajunge la 1012 Hz, ceea ce este mult mai mare decât orice cablu electric. Costul cablului de fibră optică a scăzut în mod constant, iar acum aproximativ egal cu cablu coaxial subțire de cost. Cu toate acestea, în acest caz, necesită utilizarea unor receptoare optice speciale și emițătoare care convertesc semnalele luminoase în semnale electrice și invers, care, uneori, crește în mod semnificativ costul întregii rețele.

O valoare tipică a atenuării semnalului în cablul de fibră optică la frecvențele utilizate în rețelele locale, este de aproximativ 5 dB / km, ceea ce corespunde aproximativ la parametrii de cabluri electrice la frecvențe joase. Dar, în cazul unui cablu de fibră optică, cu o frecvență de creștere a semnalului transmis de atenuare crește foarte ușor, iar la frecvențe înalte (în special peste 200 MHz), avantajele sale peste cablu electric concludentă, el nu are pur și simplu nici concurenți.

Cu toate acestea, cablu de fibra optica are unele dezavantaje. Cel mai important dintre ele - complexitatea mare de instalare (la instalarea conectorilor necesari precizie micron, acuratețea fibrei scindat și gradul de lustruire atenuare puternic dependentă de conector). Pentru a instala conectori utilizate sudare sau lipire cu un gel special având același indice de refracție ca și cea a fibrelor de sticlă. În orice caz, acest lucru necesită personal cu înaltă calificare și instrumente speciale. Prin urmare, cea mai mare parte a cablului de fibră optică este vândut sub formă de bucăți pretăiate de lungimi diferite, la ambele capete, dintre care sunt deja instalate conectorii de tip corect.

Deși cablurile de fibră optică și permit ramificarea semnalului (în acest scop sunt disponibile pe repartitoare speciale 2-8 canale), în general, acestea sunt utilizate pentru transmisie. La urma urmei, orice ramificare slăbește în mod inevitabil, semnalul luminos, iar în cazul în care vor exista mai multe ramuri, lumina nu poate merge doar la capătul rețelei.

Cablul de fibră optică este mai durabil decât electric, și mai puțin flexibile (valoare tipică a razei admisibile de încovoiere de aproximativ 10-20 cm). Și este sensibil la radiații ionizante, din cauza care scade transparența sticlei, adică a crescut atenuarea semnalului. De asemenea, este sensibil la schimbările bruște de temperatură, care rezultă din sticla se poate sparge. cabluri optice disponibile în prezent din sticlă rezistente la radiații (acestea sunt, în mod natural, mai scumpe).

Cabluri cu fibre optice sunt, de asemenea, sensibile la acțiuni mecanice (lovituri, ultrasunete) - așa-numitele microphonics. Pentru a-l reduce utilizarea de sunet coajă moale absorbant.

Cablul de fibră optică utilizate numai în rețele cu topologie de „stea“ și „inel“. Nu există probleme de potrivire și de la sol, în acest caz nu există. Cablul oferă o izolare galvanică perfectă de rețele de calculatoare. În viitor, acest tip de cablu este de natură să înlocuiască cablurile electrice de toate tipurile și, în orice caz, mai mult pentru a le apăsați. Rezervele de cupru din lume sunt epuizate, iar materiile prime pentru producția de sticlă sunt mai mult decât suficient.

Există două tipuri diferite de cabluri de fibră optică:

1. Multi-mode sau multimode cablu, o calitate mai ieftin, dar mai mici;
2. Cablu single-mode este mai scump, dar are cel mai bun ha¬rakteristiki.

Principalele diferențe dintre aceste tipuri sunt asociate cu diferite moduri de trecere a razelor de lumină în cablu.

In singur cablu aproape toate razele trec aceeași cale, astfel încât acestea să ajungă la receptor în același timp, iar forma de undă nu este aproape denaturată. cablu Singlemode fibre având diametrul centrală de aproximativ 1,3 microni, și transmite numai lumina de aceeași lungime de undă (1,3 microni). Pierderile de dispersie și de semnal sunt foarte ne¬znachitelny care pot transmite semnale de la o distanță mult mai mare decât în ​​cazul fibrei multimod. Pentru transceivere cu laser monomod cablu aplicat folosind lumina numai la lungimea de undă dorită. Astfel de transceivere este încă relativ costisitoare și nu foarte durabil. Cu toate acestea, cablurile monomodale pe termen ar trebui să fie în principal datorită performanțelor sale excelente.

Traiectoriile de cablu multimod de raze de lumină au scattering notabile, rezultând într-o formă de undă la capătul receptor al cablului este distorsionat. Fibra centrală are un diametru de 62,5 mm, iar diametrul mantalei exterioare - 125 microni (uneori denumite 62.5 / 125). Pentru a transfera folosind un (non-laser) diode convenționale emițătoare de lumină, care reduce costurile și crește durata de viață transceiver comparativ cu un cablu monomod. Lungimea de undă a luminii în cablul multimod este egal cu 0,85 microni. cablu permise lungime de până la 2-5 km. În prezent, fibra multimod - principalul tip de cablu de fibră optică, deoarece este mai ieftin și mai accesibil. Întârzierea de propagare a semnalului în cablul de fibră optică nu este cu mult diferit de întârzierea cablurilor electrice. O valoare tipică de întârziere pentru cablul cel mai comun este de aproximativ 5,4 ns / m.