Co je to optický kabel

Co je to optický kabel

Definice optického kabelu

Optický kabel je vyroben tak, aby vyhovoval optickým, specifikace mechanického nebo environmentálního výkonu, jedná se o komunikaci využívající jedno nebo více optických vláken umístěných v plášti jako přenosové médium a lze je použít jednotlivě nebo ve skupinách kabelových sestav.

Optické kabely se skládají převážně z optických vláken (skleněná vlákna tenká jako vlas), plastová ochranná pouzdra a plastové vnější pláště. Neexistují žádné kovy jako zlato, stříbrný, mědi a hliníku v optických kabelech, a obecně nemají žádnou recyklační hodnotu.

Optický kabel je druh komunikační linky, ve které určitý počet optických vláken tvoří kabelové jádro podle určitého způsobu, která je pokryta pláštěm, a některé jsou také pokryty vnějším pláštěm pro realizaci přenosu optického signálu. To znamená: kabel tvořený optickým vláknem (optický přenosový nosič) prostřednictvím určitého procesu. Základní struktura optického kabelu se obecně skládá z kabelového jádra, výztužný ocelový drát, výplň a plášť, atd. Navíc, jsou tam vodotěsné vrstvy, vyrovnávací vrstva, izolovaný kovový drát a další součásti podle potřeby.

Historie optických kabelů

v 1976, Bell Institute of United States vybudoval v Atlantě první komunikační systém s optickými vlákny, pomocí optického kabelu obsahujícího 144 optická vlákna vyráběná společností Western Electric Company. v 1980, komerční optické kabely vyrobené z vícevidových optických vláken se začaly používat na meziměstských meziúřadových vedeních a několika dálkových vedeních. Komerční optické kabely vyrobené z jednovidového vlákna se začaly používat na dálkových linkách v 1983. v 1988, byl úspěšně položen první transatlantický podmořský kabel spojující Spojené státy, Británii a Francii, a brzy byl postaven první transpacifický podmořský kabel. Čína vyvinula vlastní komunikační optický kabel v r 1978, pomocí vícevidového optického vlákna, a struktura jádra kabelu je vrstvená. Terénní testy byly provedeny v Šanghaji, Peking, Wuhan a další místa postupně. Brzy poté, byl používán jako meziúřadový svazek v místní telefonní síti. Po 1984, postupně se používal pro dálkové linky, a bylo použito jednovidové vlákno. Komunikační optické kabely mají větší přenosovou kapacitu než měděné kabely, dlouhá reléová vzdálenost, malá velikost, lehká váha, a žádné elektromagnetické rušení. Od té doby 1976, vyvinuly se v dálkové kmenové linky, městská relé, pobřežní a zaoceánské podmořské komunikace , stejně jako páteř kabelových přenosových linek pro místní sítě, privátní sítě, atd., a začala se rozvíjet do oblasti distribučních sítí uživatelské smyčky ve městě, Poskytování přenosových linek pro optické domácí sítě a širokopásmové digitální sítě s integrovanými službami.

Optický kabel je hlavním přenosovým nástrojem různých informačních sítí v dnešní informační společnosti. Pokud "Internet" se nazývá "informační superdálnice", pak je síť optických kabelů základním kamenem informační superdálnice --- síť optických kabelů je fyzickou cestou internetu. Jakmile dojde k poškození a zablokování určitého optického kabelu, a "informační superdálnice" v tom směru budou zničeny. Kromě běžných telefonů, telegramy, a faxy, informace přenášené optickým kabelem jsou nyní přenášeny ve velkém množství, včetně televizních signálů, bankovní převody, kotace akciového trhu, a další informace, které nelze ani na okamžik přerušit.

V současnosti, přenosový režim optického kabelu pro dálkovou komunikaci byl vyvinut z PDH na SDH, a přenosová rychlost se vyvinula z původních 140 MB/S na 2,5 GB/S, 4× 2,5 GB/S, 16×2,5 GB/S nebo ještě vyšší, to je Říká se, že pár vláken vláken se může otevřít 30,000, 120,000, 480,000 nebo dokonce více kanálů. S tak velkou přenosovou kapacitou, jakmile je optický kabel zablokován, způsobí to obrovské ztráty nejen telekomunikačnímu sektoru, ale také způsobují mnoho nepříjemností široké veřejnosti kvůli špatné komunikaci, jako jsou uživatelé počítačů, kteří nemají přístup k internetu, neznalost akciového trhu, bankovní převody, a vzdálené vklady. Vezměte to do bubliny, a nelze přenášet všechny druhy informací. V odlehlých horských oblastech, jakmile je optický kabel přerušen, celý kraj a dokonce i několik okresů podél optického kabelu se izoluje od světa v komunikaci a stanou se izolovanými ostrovy.

Konstrukce optického kabelu

Přehled

Optický kabel se skládá z kabelového jádra, výztužný ocelový drát, výplň a plášť, atd. Navíc, jsou tam vodotěsné vrstvy, vyrovnávací vrstva, izolovaný kovový drát a další součásti podle potřeby.

optické vlákno

Nejdůležitější částí jádra optického kabelu je optické vlákno. Pojďme se podívat na teorii optických vláken a strukturu optických vláken.

Světlo a jeho vlastnosti

1. Světlo je elektromagnetické vlnění

Rozsah vlnových délek viditelného světla je: 390~760 nm (nanometr). Část větší než 760nm je infračervené světlo, a část menší než 390nm je ultrafialové světlo. V současnosti, nejčastěji se používají optická vlákna: 850, 1310, a 1550.

2. Lom světla, odraz a úplný odraz světla.

Protože světlo se v různých látkách šíří různou rychlostí, když je světlo vyzařováno z jedné látky do druhé, na rozhraní mezi oběma látkami dochází k lomu a odrazu. Taky, úhel lomu světla se mění s úhlem dopadajícího světla. Když úhel dopadajícího světla dosáhne nebo překročí určitý úhel, lomené světlo zmizí, a veškeré dopadající světlo se bude odrážet zpět, což je úplný odraz světla. Různé látky mají různé úhly lomu světla stejné vlnové délky (tj, různé látky mají různé indexy lomu světla), a stejná látka má různé úhly lomu světla různých vlnových délek. Komunikace optických vláken je vytvořena na základě výše uvedených principů.

Struktura a typ optického vlákna:

1. Struktura optických vláken:

Holé vlákno je obecně rozděleno do tří vrstev: centrální skleněné jádro s vysokým indexem lomu (průměr jádra je obecně 50 nebo 62,5 μm), uprostřed je plášť z křemičitého skla s nízkým indexem lomu (průměr je obecně 125 μm), a nejzevnější je pryskyřičný povlak pro vyztužení. Podlaha.

2. Numerická clona:

Světlo dopadající na koncovou plochu vlákna nemůže být vláknem přenášeno celé, pouze dopadající světlo v určitém rozsahu úhlu. Tento úhel se nazývá numerická apertura vlákna. Větší numerická apertura optického vlákna je výhodná pro spojování optického vlákna na tupo. Optická vlákna vyráběná různými výrobci mají různé číselné apertury.

3. Typy optických vláken:

A. Podle způsobu přenosu světla ve vláknu, dá se to rozdělit na: jednovidové vlákno a vícevidové vlákno.

Vícevidové vlákno: Centrální skleněné jádro je silnější (50 nebo 62,5 μm) a může přenášet světlo v několika režimech. Ale jeho intermodální rozptyl je velký, který omezuje frekvenci vysílání digitálních signálů, a se vzrůstající vzdáleností to bude vážnější. Například: 600Vlákno MB/KM má při 2 km šířku pásma pouze 300 MB. Proto, vzdálenost vícevidového vláknového přenosu je relativně krátká, většinou jen pár kilometrů.
Jednovidové vlákno: Centrální skleněné jádro je poměrně tenké (průměr jádra je obecně 9 nebo 10 μm), a lze přenášet pouze jeden režim světla. Proto, jeho intermodální rozptyl je velmi malý, který je vhodný pro komunikaci na dálku, ale hlavní roli hraje jeho chromatická disperze, takže jednovidové vlákno má vyšší požadavky na spektrální šířku a stabilitu světelného zdroje, to jest, spektrální šířka je užší a stabilita je lepší. .

B. Podle optimálního okna přenosové frekvence: konvenční jednovidové vlákno a jednovidové vlákno s posunutou disperzí.

Konvenční typ: Výrobce optických vláken optimalizuje přenosovou frekvenci optického vlákna na jedné vlnové délce světla, například 1310nm.

Typ s posunutým rozptylem: Výrobci optických vláken optimalizují přenosovou frekvenci optických vláken na dvou vlnových délkách světla, jako: 1310nm a 1550 nm.

C. Podle rozdělení indexu lomu, dělí se na: náhlá a odstupňovaná vlákna.

Náhlý typ: Index lomu od centrálního jádra vlákna ke skleněnému plášti je strmý. Má nízkou cenu a vysoký intermodální rozptyl. Je vhodný pro nízkorychlostní komunikaci na krátkou vzdálenost, jako je průmyslové řízení. nicméně, kvůli malému intermodálnímu rozptylu jednovidového vlákna, jednovidové vlákno používá náhlý typ.

Tříděné vlákno: Index lomu od středu vlákna ke skleněnému plášti se postupně snižuje, aby se světlo s vysokým videm mohlo šířit sinusově, což může snížit rozptyl mezi módy, zlepšit šířku pásma vlákna, a zvýšit přenosovou vzdálenost, ale cena je vysoká. Mode vlákna jsou většinou tříděná vlákna.

4. Společné specifikace vláken:

Jediný režim: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
Multimode: 50/125μm, evropská norma
62.5/125μm, americký standard
Průmyslový, Lékařské a nízkorychlostní sítě: 100/140μm, 200/230μm
Plastický: 98/1000μm pro ovládání automobilů

Výroba a útlum optických vláken:

1. Výroba optických vláken:

V současnosti, Mezi způsoby výroby optických vláken patří především: in-tube CVD (chemická depozice par) metoda, metoda in-rod CVD, PCVD (plazmochemická depozice par) metoda a VAD (axiální napařování) metoda.

2. Útlum optických vláken:

Hlavními faktory, které způsobují útlum vláken, jsou: vnitřní, ohýbání, vytlačování, nečistoty, nerovnoměrnost a tupý spoj.

Vnitřní: Je to inherentní ztráta vlákniny, počítaje v to: Rayleighův rozptyl, vnitřní absorpce, atd.
Ohýbání: Když je vlákno ohnuté, část světla ve vláknu se ztratí rozptylem, což má za následek ztrátu.
Sevření: Ztráta způsobená drobnými ohyby optického vlákna při jeho stlačení.
Nečistoty: Ztráty způsobené nečistotami ve vláknu absorbujícími a rozptylujícími světlo šířící se ve vláknu.
Nejednotnost: Ztráta způsobená nestejnoměrným indexem lomu vláknitého materiálu.
Dokování: Ztráta generovaná při dokování optického vlákna, jako: různé osy (požaduje se, aby souosost jednovidového vlákna byla menší než 0,8 μm), čelní plocha není kolmá k ose, čelní plocha není plochá, průměr jádra na tupo neodpovídá a kvalita svařování je špatná.

Výhody optického vlákna:

1. Propustné pásmo optického vlákna je velmi široké. Teoreticky, může dosáhnout 3 miliard megahertzů.
2. Žádná délka skoku. Desítky až více než 100 kilometrů, jen několik set metrů měděného drátu.
3. Není ovlivněn elektromagnetickými poli a elektromagnetickým zářením.
4. Nízká hmotnost a malé rozměry. Například: 900 páry kroucených párů kabelů s 21,000 hlasové kanály, průměr je 3 palce, a váha je 8 tun/KM. Optický kabel s desetinásobnou komunikační kapacitou má průměr o 0.5 palců a hmotnosti 450 P/KM.
5. Komunikace pomocí optických vláken není elektrifikovaná, a lze jej bezpečně používat na hořlavých a násilných místech.
6. Použijte široký rozsah okolní teploty.
7. Chemická koroze, dlouhá životnost.

Klasifikace optických kabelů

1. Podle způsobu pokládky, existují: samonosný nadzemní optický kabel, potrubní optický kabel, obrněný zakopaný optický kabel a podmořský optický kabel.
2. Podle struktury optického kabelu, dělí se na: přibalený optický kabel, vrstvený optický kabel, pevně stažený optický kabel, páskový optický kabel, nekovový optický kabel a rozvětvený optický kabel.
3. Podle použití, existují: optický kabel pro dálkovou komunikaci, venkovní optický kabel na krátkou vzdálenost, hybridní optický kabel a optický kabel pro budovy.

Výroba optických kabelů

Výrobní proces optického kabelu je obecně rozdělen do následujících procesů:

1. Screening optických vláken: vyberte optická vlákna s vynikajícími přenosovými vlastnostmi a kvalifikovaným napětím.
2. Barvení optických vláken: k identifikaci použijte standardní úplný chromatogram, nevyžadují žádné blednutí a migraci při vysoké teplotě.
3. Sekundární vytlačování: Použijte plast s vysokým modulem pružnosti a nízkým koeficientem lineární roztažnosti k vytlačení do trubky o určité velikosti, vložte optické vlákno a naplňte jej gelem odolným proti vlhkosti a vodě, a uložte jej na několik dní (ne méně než dva dny) .
4. Kroucení kabelu optických vláken: stočte několik extrudovaných optických vláken a výztužných jednotek dohromady.
5. Stiskněte vnější plášť optického kabelu: přidejte vrstvu pláště na lankový optický kabel.

Instalace optického kabelu

Během let, lidská společnost vyvinula soubor vyspělých metod a zkušeností pro konstrukci optických kabelů. Například, venkovní výstavba optických kabelů: pro pokládku dálkových optických kabelů je nejdůležitější zvolit vhodnou cestu. Nejkratší cesta nemusí být nutně ta nejlepší, ale také dbát na užívací právo k pozemku, možnost vztyčení nebo pohřbu, atd.

Pro pohodlnou a spolehlivou konstrukci a budoucí kontroly musí existovat velmi kompletní návrh a konstrukční výkresy. Během stavby, dejte pozor, abyste optický kabel nevystavili velkému tlaku nebo nebyl propíchnut tvrdými předměty.

Když se optický kabel otočí, jeho poloměr otáčení je 20 krát větší než průměr samotného optického kabelu.

Výstavba venkovního anténního optického kabelu:

A. Nadzemní způsob zavěšení drátěných držáků je jednoduchý a levný, a je nejrozšířenější v mé zemi, ale je časově náročné přidávat háčky a uspořádat je.
B. Způsob vinutí závěsného drátu nad hlavou, tato metoda je stabilnější a vyžaduje méně údržby. Je ale potřeba speciální balicí stroj.
C. Samonosná nadzemní metoda má vysoké požadavky na kmenové vedení, náročná stavba a údržba, a vysoké náklady. V Číně se v současnosti používá jen zřídka.
D. Když nad hlavou, v místě, kde vede optický kabel do kufru, musí být instalováno vodicí zařízení, a optický kabel by neměl být tažen k zemi. Při tažení optického kabelu dbejte na snížení tření. Na každém kmeni by měla být ponechána délka optického kabelu pro expanzi a kontrakci.
E. Dbejte na spolehlivé uzemnění kovových předmětů v optickém kabelu. Zejména v horských oblastech, oblasti vysokonapěťové rozvodné sítě a mnoho oblastí, obecně existují 3 uzemňovací body na kilometr, a dokonce se používají i nekovové optické kabely.

Výstavba venkovního potrubního optického kabelu:

A. Před stavbou, je třeba zkontrolovat obsazenost potrubí, plastové pomocné trubky by měly být vyčištěny a umístěny, a zároveň by mělo být umístěno trakční vedení.
B. Vypočítejte délku nasazení, a musí být dostatečně rezervovaná délka.
C. Délka jedné pokládky by neměla být příliš dlouhá (obecně 2 km). Při elektroinstalaci, měl by být vytažen ze středu na obě strany.
D. Tažná síla kabelu obecně není větší než 120 kg, a výztužná jádrová část optického kabelu by měla být vytažena, a měla by být provedena vodotěsná a zpevňující úprava hlavy optického kabelu.
E. Přívod a vývod optického kabelu musí být vybaven navazovacím zařízením, a podlahu nelze přímo vytírat.
F. Potrubní optický kabel by měl také dbát na spolehlivé uzemnění.

Pokládka přímo uložených optických kabelů:

A. Hloubka přímého podzemního výkopu optického kabelu by měla být vyhloubena podle normy. Norma je uvedena v následující tabulce:
B. Kde nelze kopat zákopy, potrubí může být položeno nad hlavou nebo vrtáno.
C. Dno příkopu by mělo být rovné a pevné, a část písku, cement nebo podpěra mohou být v případě potřeby předem vyplněny.
D. Při pokládce lze použít ruční nebo mechanickou trakci, ale pozornost je třeba věnovat vedení a mazání.
E. Po dokončení pokládky, půda by měla být co nejdříve zakryta a zhutněna.

Pokládání optických kabelů v budovách:

A. Při svislé pokládce, zvláštní pozornost by měla být věnována nosnému problému optického kabelu. Obvykle, optický kabel by měl být upevněn jednou za dvě vrstvy.
B. Když optický kabel prochází stěnou nebo podlahou, měla by být přidána ochranná plastová trubka s chráničem úst, a potrubí by mělo být naplněno plnivem zpomalujícím hoření.
C. Určité množství plastových trubek lze také předem položit v budově, a kdy se má v budoucnu pokládat optický kabel, optický kabel lze pokládat tahovou nebo vakuovou metodou.

Výběr optického kabelu

Výběr optických kabelů není založen pouze na počtu optických vláken a typu optických vláken, ale také vnější plášť optického kabelu podle prostředí použití optického kabelu.

1. Když je venkovní optický kabel přímo v zemi, měl by být zvolen pancéřový optický kabel. Když nad hlavou, lze použít optický kabel s černým plastovým vnějším pláštěm se dvěma nebo více výztužnými žebry.
2. Při výběru optických kabelů používaných v budovách, je třeba věnovat pozornost jejich zpomalovači hoření, toxické a kouřové vlastnosti. Obvykle, typ zpomalující hoření, ale bez kouře (Plénum) lze použít v potrubí nebo nucené ventilaci, a zpomalovač hoření, netoxický a nekuřácký typ (Stoupačka) by měly být používány v exponovaném prostředí.
3. Při svislé kabeláži v budově, lze použít rozvodné kabely; při vodorovném zapojení, lze použít vylamovací kabely.
4. Pokud je přenosová vzdálenost menší než 2 km, můžete si vybrat vícerežimový optický kabel. Pokud přesahuje 2 km, můžete použít opakovač nebo zvolit jednovidový optický kabel.