Состав и особенности оптико-волоконных кабелей

Хоть тема связи и оптики далека от отрасли в которой я работаю, но с оптоволокном я сталкивался не раз. Рассмотрим из чего может состоять оптоволоконный кабель на рисунке, который я нарисовал, полагаясь на иллюстрации заводов-изготовителей, а также обсудим достоинства и недостатки данных кабелей и поговорим об области их применения.

Что же такое волоконно-оптический кабель? Почитаем ГОСТ 26599-85 и сделаем вывод, что это кабель, содержащий одну или несколько жил оптических волокон и обеспечивающий их надежную работу по передаче оптического излучения в заданных условиях эксплуатации.

Кабель передает сигнал от источника к устройству. Если в электрике этим сигналом может служить величина одной из электрических величин (ток, напряжение, мощность), то в оптоволокне наличие светового сигнала - это как логическая единица, а отсутствие - ноль. В качестве источника света используется лазер или светодиод.

Разница между одномодовыми и многомодовыми кабелями

Самое сердце кабеля это оптоволокно, которое состоит из нити стекловолокна и оболочки. Свет проходит по стеклонити и отражается от стенок оболочки, так удар за ударом он проходит весь путь. И проходит он этот путь очень быстро. Диаметр нити волокна может составлять от 1 до 62,5 мкм.

Почему такая разница? Дело в моде! Но не в парижской моде, а в моде оптической. Если просто, то оптические кабели делятся на одномодовые и многомодовые.

одномодовые и многомодовые кабели из оптоволокна

В одномодовом сечение может быть 1-10 мкм, в таком кабеле проходит один световой сигнал. В многомодовом кабеле сечение может быть 50 и 62,5 мкм, или другим (прогресс не стоит на месте), и одновременно может проходить несколько световых сигналов. Но это же свет? Как он может проходить в одной “трубе” и не теряться? Дело в угле, под которым этот свет запускают.

Вообще есть два варианта движения моды по нити в многомодовых кабелях - ступенчатый и градиентный.

Ступенчатый вариант отошел на второй план и уступил место градиентному из-за большой величины модовой дисперсии (разница в прохождении пути между лучами). В случае с градиентным волокном путь сглаживается и из-за разных скоростей лучей величина дисперсии уменьшается. Принцип в следующем, плотность сердечника неоднородная - она уменьшается от центра к краям по диаметру. А скорость волны увеличивается с уменьшением плотности.

Выходит, что, если правильно подобрать параметры сети, то величина дисперсии снизится в разы по сравнению со ступенчатым принципом.

У одномодового исполнения выше пропускная способность и точность передачи данных, для многомодовых же кабелей расстояние передачи необходимого сигнала уменьшается, однако они могут передавать до 144 сигналов.

Состав оптоволоконного кабеля

В зависимости от фирмы-производителя оптоволоконные кабели будут различаться по составляющим их элементам конструкции. Однако, можно выделить общие элементы и описать их.

структура оптоволоконного кабеля

В центре кабеля может находиться стержень из стеклопластика или металла, покрытого полимером. Он служит для прочности конструкции. Также в центре может быть трубка с проводящими жилами. Вокруг стержня располагаются полимерные трубки, внутри которых располагается оптоволокно. Между трубками и оптоволокном пространство заполнено гидрофобным заполнителем. Затем кабель обматывается скрепляющей лентой, а между лентой и трубками так же гидрофобный заполнитель.

Следующим слоем идет полиэтиленовая оболочка, которая окружена снаружи стеклопластиковыми и металлическими прутами, которые служат броней для кабеля. И последний слой изоляции - это внешняя оболочка из полиэтилена. Это достаточно обобщенное описание оптоволоконного кабеля. В зависимости от фирмы-производителя, условий эксплуатации и требуемых нужд, конструкция может отличаться.

Особенности кабелей из оптоволокна

Плюсы:

Минусы:

И напоследок, если есть жилка оптоволокна, то её целостность можно проверить на свет. Достаточно с одной стороны посветить фонариком или направить другой яркий свет. С обратной стороны должен появиться небольшой лучик света. Если свет доходит, значит кабель целый.


Если не хотите потерять этот материал, то поделитесь им с друзьями в социальных сетях!



Подобные статьи на сайте