Mga optical cable - aparato, mga uri at katangian

Ang mga optical cable, hindi tulad ng mga cable na may copper o aluminum conductors, ay gumagamit ng transparent optical fiber bilang medium para magpadala ng signal. Ang signal ay ipinadala dito hindi sa tulong ng electric current, ngunit sa tulong ng liwanag. Nangangahulugan ito na halos walang gumagalaw na mga electron, ngunit sa halip ay mga photon, at ang mga pagkalugi sa paghahatid ng signal ay nagiging hindi gaanong mahalaga.

Ang mga cable na ito ay mainam bilang isang paraan ng pagpapadala ng impormasyon, dahil ang liwanag ay maaaring dumaan sa transparent fiberglass na halos walang harang sa sampu-sampung kilometro, habang ang intensity ng liwanag ay bahagyang bumababa.

meron Mga GOF-Cable (Glass Optical Fiber Cable) — na may mga hibla ng salamin, at Mga kable ng POF (plastic optical cable) — na may transparent na plastic fiber. Parehong tradisyonal na tinatawag na optical o fiber optic cable.

Optical cable device

Ang fiber optic cable ay may medyo simpleng device.Sa gitna ng cable mayroong isang light guide na gawa sa fiberglass (ang diameter nito ay hindi hihigit sa 10 microns), na nakasuot ng proteksiyon na plastic o glass shell, na nagbibigay ng kabuuang panloob na pagmuni-muni ng liwanag dahil sa pagkakaiba sa mga refractive index sa hangganan. ng dalawang media.

Lumalabas na ang ilaw, mula sa transmitter hanggang sa receiver, ay hindi maaaring umalis sa gitnang ugat. Bilang karagdagan, ang ilaw ay hindi natatakot sa electromagnetic interference, samakatuwid ang naturang cable ay hindi nangangailangan ng electromagnetic shielding, ngunit kailangan lamang na palakasin.

Upang matiyak ang mekanikal na lakas ng optical cable, gumawa ng mga espesyal na hakbang — ginagawa nilang armored ang cable, lalo na pagdating sa mga multi-core optical cable na nagdadala ng ilang magkahiwalay na optical fibers nang sabay. Ang mga nasuspindeng cable ay nangangailangan ng espesyal na reinforcement na may metal at Kevlar.

Ang pinakasimpleng disenyo ng fiber optic cable ay glass fibers sa isang plastic shell… Ang isang mas kumplikadong disenyo ay isang multi-layer na cable na may mga elementong nagpapatibay, halimbawa, para sa ilalim ng tubig, ilalim ng lupa o sinuspinde na pag-install.

Sa isang multi-layer armored cable, ang sumusuportang reinforcing cable ay gawa sa metal na nakapaloob sa isang polyethylene sheath. Ang mga plastic o glass fibers na may dalang ilaw ay inilalagay sa paligid nito. Ang bawat indibidwal na hibla ay pinahiran ng isang layer ng may kulay na barnis para sa color coding at proteksyon laban sa mekanikal na pinsala. Ang mga hibla na bundle ay nakabalot sa mga plastik na tubo na puno ng hydrophobic gel.

Ang isang plastik na tubo ay maaaring maglaman ng mula 4 hanggang 12 tulad ng mga hibla, habang ang kabuuang bilang ng mga hibla sa isang naturang cable ay maaaring hanggang sa 288 piraso. Ang mga tubo ay pinagsama sa isang sinulid na humihigpit sa pelikulang binasa ng isang hydrophobic gel - para sa higit na pag-cushioning ng mga mekanikal na impluwensya. Ang mga tubo at gitnang cable ay nakapaloob sa polyethylene.Susunod ay ang Kevlar strands, na halos nagbibigay ng armor para sa stranded cable. Pagkatapos polyethylene muli upang protektahan ito mula sa kahalumigmigan, at sa wakas ang panlabas na shell.

Ang dalawang pangunahing uri ng fiber optic cable

Mayroong dalawang uri ng fiber optic cable: multimode at single mode. Ang mga multi-mode ay mas mura, ang mga single-mode ay mas mahal.

Single mode cable Tinitiyak na ang mga sinag na dumadaan sa hibla ay dumaan sa halos parehong landas nang walang makabuluhang paglihis sa isa't isa, bilang isang resulta, ang lahat ng mga sinag ay dumarating sa receiver nang sabay at walang pagbaluktot ng hugis ng signal. Ang diameter ng isang optical fiber sa isang single-mode cable ay humigit-kumulang 1.3 μm, at sa wavelength na ito dapat maipadala ang liwanag sa pamamagitan nito.

Para sa kadahilanang ito, ang isang laser source na may monochromatic na ilaw ng isang mahigpit na kinakailangang wavelength ay ginagamit bilang isang transmitter. Tiyak na ang mga cable ng ganitong uri (single-mode) ay itinuturing ngayon na pinaka-promising para sa mga long-distance na komunikasyon sa hinaharap, ngunit sa ngayon sila ay mahal at panandalian.

Multimode cable hindi gaanong "tumpak" kaysa sa mga single-mode. Ang mga beam mula sa transmitter ay pumapasok dito nang may pagpapakalat, at sa gilid ng receiver mayroong ilang pagbaluktot ng hugis ng ipinadalang signal. Ang diameter ng optical fiber sa multimode cable ay 62.5 µm at ang panlabas na diameter ng sheath ay 125 µm.

Gumagamit ito ng isang conventional (non-laser) LED sa gilid ng transmitter (0.85 μm wavelength), at ang kagamitan ay hindi kasing mahal ng laser light source, at ang kasalukuyang multimode cable ay may mas mahabang buhay. Ang haba ng mga cable ng ganitong uri ay hindi hihigit sa 5 km. Ang karaniwang latency ng paghahatid ng signal ay nasa pagkakasunud-sunod na 5 ns/m.

Mga kalamangan ng fiber optic cable

Sa isang paraan o iba pa, ang optical cable ay radikal na naiiba mula sa ordinaryong mga de-koryenteng cable na may pambihirang proteksyon sa ingay, na nagsisiguro ng maximum na kaligtasan ng parehong integridad at pagiging kumpidensyal ng impormasyong ipinadala sa pamamagitan nito.

Ang electromagnetic interference na nakadirekta sa isang optical cable ay hindi nakaka-distort sa daloy ng liwanag, at ang mga photon mismo ay hindi bumubuo ng panlabas na electromagnetic radiation. Nang hindi sinira ang integridad ng cable, imposibleng maharang ang impormasyong ipinadala sa pamamagitan nito.

Ang bandwidth ng isang fiber-optic cable ay theoretically 10 ^ 12 Hz, na hindi maihahambing sa kasalukuyang mga cable ng anumang kumplikado. Madali kang makakapaglipat ng impormasyon sa bilis na hanggang 10 Gbps bawat kilometro.

Ang fiber optic cable mismo ay hindi kasing mahal ng manipis na coaxial cable. Ngunit ang pangunahing bahagi ng pagtaas sa presyo ng natapos na network ay nahuhulog pa rin sa mga kagamitan sa pagpapadala at pagtanggap, na ang gawain ay i-convert ang isang de-koryenteng signal sa liwanag at kabaliktaran.

Ang pagpapalambing ng isang light signal kapag dumadaan sa isang optical cable ng isang lokal na network ay hindi lalampas sa 5 dB bawat 1 kilometro, iyon ay, halos kapareho ng sa isang low-frequency na electrical signal. Gayundin, mas mataas ang dalas—mas malakas ang bentahe ng optical medium sa mga tradisyunal na kawad na de-koryente— bahagyang tumataas ang attenuation. At sa mga frequency na higit sa 0.2 GHz, malinaw na wala sa kompetisyon ang optical cable. Posibleng dagdagan ang distansya ng paghahatid hanggang 800 km.

Naaangkop ang mga fiber optic na cable sa ring o star topology network habang ganap na inaalis ang mga isyu sa grounding at load balancing na palaging nauugnay sa mga electrical cable.

Perpekto galvanic na paghihiwalay, kasama ang mga pakinabang sa itaas, ay nagbibigay-daan sa mga analyst na mahulaan na sa mga komunikasyon sa network, ang mga optical cable ay malapit nang ganap na palitan ang mga elektrikal, lalo na dahil sa lumalaking kakulangan ng tanso sa planeta.

Mga disadvantages ng fiber optic cables

Sa patas, hindi namin maaaring hindi banggitin ang mga disadvantages ng optical data transmission system, ang pangunahing nito ay ang pagiging kumplikado ng pag-install ng mga system at ang mataas na mga kinakailangan para sa katumpakan ng pag-install ng mga konektor. Ang mga paglihis ng micron sa panahon ng pagpupulong ng konektor ay maaaring humantong sa isang pagtaas sa pagpapalambing dito. Dito kailangan mo ng high-precision welding o isang espesyal na adhesive gel, ang refractive index na kung saan ay katulad ng sa naka-install na fiberglass mismo.

Para sa kadahilanang ito, ang kwalipikasyon ng mga kawani ay hindi nagpapahintulot para sa kaluwagan, mga espesyal na tool at mataas na kasanayan ay kinakailangan para sa kanilang paggamit. Kadalasan, ginagamit nila ang paggamit ng mga yari na piraso ng cable, sa mga dulo kung saan naka-install na ang mga yari na konektor ng kinakailangang uri. Upang sumanga ang signal mula sa optical fiber, ang mga dalubhasang splitter ay ginagamit para sa ilang mga channel (mula 2 hanggang 8), ngunit kapag sumasanga, hindi maiiwasang mangyari ang light attenuation.

Siyempre, ang hibla ay hindi gaanong malakas at hindi gaanong nababaluktot na materyal kaysa sa tanso, at mapanganib na ibaluktot ang hibla sa radius na mas mababa sa 10 cm para sa kaligtasan nito.Binabawasan ng ionizing radiation ang transparency ng optical fiber, pinatataas ang attenuation ng transmitted light signal.

Ang mga fiber optic cable na lumalaban sa radiation ay mas mahal kaysa sa mga karaniwang fiber optic cable. Ang isang biglaang pagbabago sa temperatura ay maaaring maging sanhi ng isang bitak na mabuo sa hibla. Siyempre, ang optical fiber ay mahina sa mekanikal na stress, shock at ultrasound; upang maprotektahan laban sa mga salik na ito, ang mga espesyal na malambot na materyales na sumisipsip ng tunog ay ginagamit mula sa mga cable sheath.