¿Qué es el cable de fibra óptica?

¿Qué es el cable de fibra óptica?

Definición de cable de fibra óptica.

El cable de fibra óptica se fabrica para satisfacer las necesidades ópticas, especificaciones de desempeño mecánico o ambiental, es una comunicación que utiliza una o más fibras ópticas colocadas en una funda como medio de transmisión y puede usarse individualmente o en grupos montaje de cables.

Los cables ópticos se componen principalmente de fibras ópticas (filamentos de vidrio tan finos como un cabello), fundas protectoras de plástico y revestimientos exteriores de plástico. No hay metales como el oro., plata, cobre y aluminio en los cables ópticos, y generalmente no tienen valor de reciclaje.

El cable óptico es un tipo de línea de comunicación en la que un cierto número de fibras ópticas forman un núcleo de cable de acuerdo con un método determinado, que está cubierto con una vaina, y algunos también están cubiertos con una funda exterior para realizar la transmisión de señales ópticas. Es decir: un cable formado por una fibra óptica (portador de transmisión óptica) a través de un determinado proceso. La estructura básica del cable óptico generalmente se compone de núcleo de cable, alambre de acero de refuerzo, relleno y funda, etc.. Además, hay capa impermeable, capa amortiguadora, alambre de metal aislado y otros componentes según sea necesario.

La historia de los cables de fibra óptica.

En 1976, el Instituto Bell de los Estados Unidos construyó el primer sistema experimental de comunicación por fibra óptica en Atlanta, utilizando el cable óptico que contiene 144 fibras ópticas fabricadas por Western Electric Company. En 1980, Los cables ópticos comerciales hechos de fibras ópticas multimodo comenzaron a usarse en troncales entre oficinas entre ciudades y algunas líneas de larga distancia.. Los cables comerciales de fibra óptica fabricados con fibra monomodo comenzaron a utilizarse en líneas de larga distancia en 1983. En 1988, se colocó con éxito el primer cable submarino transatlántico que conecta Estados Unidos, Gran Bretaña y Francia, y pronto se construyó el primer cable submarino transpacífico. China desarrolló su propio cable óptico de comunicación en 1978, mediante fibra óptica multimodo, y la estructura del núcleo del cable está en capas. Las pruebas de campo se han llevado a cabo en Shanghái., Beijing, Wuhan y otros lugares sucesivamente. Poco después, se utilizó como troncal entre oficinas en la red telefónica local. Después 1984, se fue utilizando paulatinamente para líneas de larga distancia, y se utilizó fibra monomodo. Los cables ópticos de comunicación tienen mayor capacidad de transmisión que los cables de cobre., larga distancia de relevo, talla pequeña, peso ligero, y sin interferencias electromagnéticas. Ya que 1976, se han convertido en líneas troncales de larga distancia, relés urbanos, comunicaciones submarinas offshore y transoceánicas , así como la columna vertebral de las líneas de transmisión por cable para redes de área local, redes privadas, etc, y comenzó a desarrollarse en el campo de las redes de distribución de bucle de usuario en la ciudad, suministro de líneas de transmisión para redes digitales de servicios integrados de banda ancha y fibra hasta el hogar.

El cable óptico es la principal herramienta de transmisión de varias redes de información en la sociedad de la información actual.. Si el "Internet" se llama el "superautopista de la información", entonces la red de cable óptico es la piedra angular de la autopista de la información --- la red de cable óptico es la ruta física de Internet. Una vez que cierto cable óptico está dañado y bloqueado, los "superautopista de la información" en esa dirección será destruido. Además de los teléfonos habituales, telegramas, y faxes, la información transmitida a través del cable óptico ahora se transmite en grandes cantidades, incluyendo señales de televisión, remesas bancarias, cotizaciones del mercado de valores, y otra información que no puede ser interrumpida por un momento.

En el presente, el modo de transmisión del cable óptico de comunicación de larga distancia se ha desarrollado de PDH a SDH, y la velocidad de transmisión se ha desarrollado desde los 140 MB/S originales a 2,5 GB/S, 4×2,5 GB/segundo, 16×2,5 GB/S o incluso superior, es decir, se dice que un par de núcleos de fibra pueden abrirse 30,000, 120,000, 480,000 o incluso más canales. Con una capacidad de transmisión tan grande, una vez que el cable óptico está bloqueado, no solo causará enormes pérdidas al sector de las telecomunicaciones, pero también causan muchos inconvenientes al público en general debido a la mala comunicación, como que los usuarios de computadoras no puedan acceder a Internet, no saber el mercado de valores, remesas bancarias, y depósitos remotos. Llévalo a una burbuja, y no se puede transmitir todo tipo de información. En áreas montañosas remotas, una vez que se interrumpe el cable óptico, todo el condado e incluso varios condados a lo largo del cable óptico estarán aislados del mundo en comunicación y se convertirán en islas aisladas.

Estructura del cable óptico

Visión de conjunto

El cable óptico se compone de núcleo de cable, alambre de acero de refuerzo, relleno y funda, etc.. Además, hay capa impermeable, capa amortiguadora, alambre de metal aislado y otros componentes según sea necesario.

fibra óptica

La parte más importante del núcleo del cable de fibra óptica es la fibra óptica. Echemos un vistazo a la teoría de la fibra óptica y la estructura de la fibra óptica..

La luz y sus propiedades.

1. La luz es una onda electromagnética.

El rango de longitud de onda de la luz visible es: 390~760nm (nanómetro). La parte mayor a 760nm es luz infrarroja, y la parte más pequeña que 390nm es luz ultravioleta. En el presente, Las fibras ópticas más utilizadas son: 850, 1310, y 1550.

2. Refracción, reflexión y reflexión total de la luz.

Porque la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes sustancias., cuando la luz se emite de una sustancia a otra, la refracción y la reflexión ocurren en la interfaz entre las dos sustancias. también, el ángulo de la luz refractada varía con el ángulo de la luz incidente. Cuando el ángulo de la luz incidente alcanza o supera un cierto ángulo, la luz refractada desaparecerá, y toda la luz incidente se reflejará de nuevo, cual es la reflexión total de la luz. Diferentes sustancias tienen diferentes ángulos de refracción a la luz de la misma longitud de onda. (es decir, diferentes sustancias tienen diferentes índices de refracción de la luz), y la misma sustancia tiene diferentes ángulos de refracción a la luz de diferentes longitudes de onda. La comunicación por fibra óptica se forma en base a los principios anteriores..

Estructura y tipo de fibra óptica.:

1. Estructura de fibra óptica:

La fibra desnuda se divide generalmente en tres capas: el núcleo central de vidrio de alto índice de refracción (el diámetro del núcleo es generalmente 50 o 62,5 μm), el medio es el revestimiento de vidrio de sílice de bajo índice de refracción (el diámetro es generalmente de 125 μm), y el exterior es el revestimiento de resina para refuerzo. Piso.

2. Apertura numérica:

La luz que incide en la cara final de la fibra no puede ser transmitida en su totalidad por la fibra., solo la luz incidente dentro de un cierto rango de ángulo puede. Este ángulo se denomina apertura numérica de la fibra.. Una mayor apertura numérica de la fibra óptica es ventajosa para la unión a tope de la fibra óptica.. Las fibras ópticas producidas por diferentes fabricantes tienen diferentes aperturas numéricas.

3. Tipos de fibras ópticas:

A. Según el modo de transmisión de la luz en la fibra, se puede dividir en: fibra monomodo y fibra multimodo.

fibra multimodo: El núcleo de vidrio central es más grueso. (50 o 62,5 μm) y puede transmitir luz en múltiples modos. Pero su dispersión intermodal es grande., que limita la frecuencia de transmisión de señales digitales, y sera mas grave con el aumento de la distancia. Por ejemplo: 600La fibra MB/KM tiene solo 300 MB de ancho de banda a 2 KM. Por lo tanto, la distancia de transmisión de fibra multimodo es relativamente corta, generalmente solo unos pocos kilómetros.
fibra monomodo: El núcleo de vidrio central es relativamente delgado. (el diámetro del núcleo es generalmente 9 o 10 micras), y solo se puede transmitir un modo de luz. Por lo tanto, su dispersión intermodal es muy pequeña, que es adecuado para la comunicación a larga distancia, pero su dispersión cromática juega un papel importante, por lo tanto, la fibra monomodo tiene mayores requisitos en cuanto al ancho espectral y la estabilidad de la fuente de luz, es decir, el ancho espectral es más estrecho y la estabilidad es mejor. .

B. Según la ventana de frecuencia de transmisión óptima: fibra monomodo convencional y fibra monomodo de dispersión desplazada.

Tipo convencional: El fabricante de fibra óptica optimiza la frecuencia de transmisión de fibra óptica en una sola longitud de onda de luz, como 1310nm.

Tipo de dispersión desplazada: Los fabricantes de fibra óptica optimizan la frecuencia de transmisión de fibra óptica en dos longitudes de onda de luz, tal como: 1310nanómetro y 1550nm.

C. Según la distribución del índice de refracción, se divide en: fibras abruptas y graduadas.

tipo abrupto: El índice de refracción desde el núcleo central de la fibra hasta el revestimiento de vidrio es abrupto. Tiene bajo costo y alta dispersión intermodal. Es adecuado para comunicaciones de baja velocidad a corta distancia., como el control industrial. Sin embargo, debido a la pequeña dispersión intermodal de la fibra monomodo, la fibra monomodo adopta un tipo abrupto.

fibra graduada: El índice de refracción desde el núcleo central de la fibra hasta el revestimiento de vidrio se reduce gradualmente., para que la luz de modo alto pueda propagarse en forma sinusoidal, que puede reducir la dispersión entre modos, mejorar el ancho de banda de la fibra, y aumentar la distancia de transmisión, pero el costo es alto. Las fibras modales son en su mayoría fibras graduadas.

4. Especificaciones comunes de fibra:

Modo singular: 8/125micras, 9/125micras, 10/125micras
multimodo: 50/125micras, estándar europeo
62.5/125micras, estándar americano
Industrial, Redes Médicas y de Baja Velocidad: 100/140micras, 200/230micras
El plastico: 98/1000μm para control de automóviles

Fabricación y atenuación de fibra óptica.:

1. fabricación de fibra óptica:

En el presente, Los métodos de fabricación de fibra óptica incluyen principalmente: ECV en tubo (deposición de vapor químico) método, método de CVD en la varilla, PCVD (deposición de vapor químico de plasma) método y VAD (deposición axial de vapor) método.

2. Atenuación de fibra óptica:

Los principales factores que causan la atenuación de la fibra son: intrínseco, doblando, extrusión, impurezas, falta de uniformidad y junta a tope.

Intrínseco: Es la pérdida inherente de la fibra., incluso: la dispersión de Rayleigh, absorción intrínseca, etc..
Doblado: Cuando la fibra está doblada, parte de la luz en la fibra se perderá debido a la dispersión, resultando en pérdida.
Estrujar: Pérdida causada por pequeños dobleces en una fibra óptica cuando se aprieta.
impurezas: Pérdidas causadas por impurezas en la fibra que absorben y dispersan la luz que se propaga en la fibra.
no uniformidad: Pérdida causada por el índice de refracción no uniforme del material de fibra.
Unión cósmica: La pérdida generada cuando la fibra óptica está acoplada, tal como: diferentes ejes (se requiere que la coaxialidad de la fibra monomodo sea inferior a 0,8 μm), la cara final no es perpendicular al eje, la cara final no es plana, el diámetro del núcleo a tope no coincide y la calidad de la soldadura es mala.

Ventajas de la fibra óptica:

1. La banda de paso de la fibra óptica es muy amplia.. teóricamente, puede alcanzar 3 mil millones de megahercios.
2. Sin longitud de salto. Decenas a más de 100 kilómetros, solo unos pocos cientos de metros de alambre de cobre.
3. No afectado por campos electromagnéticos y radiación electromagnética..
4. Peso ligero y tamaño pequeño.. Por ejemplo: 900 pares de cables de par trenzado con 21,000 canales de voz, el diametro es 3 pulgadas, y el peso es 8 toneladas/kilómetro. El cable de fibra óptica con diez veces la capacidad de comunicación tiene un diámetro de 0.5 pulgadas y un peso de 450P/KM.
5. La comunicación por fibra óptica no está electrificada, y se puede utilizar de forma segura en lugares inflamables y violentos.
6. Utilice una amplia gama de temperatura ambiente.
7. corrosión química, larga vida útil.

Clasificación de cables ópticos

1. Según el método de colocación., existen: cable óptico aéreo autoportante, cable óptico de tubería, cable óptico enterrado blindado y cable óptico submarino.
2. Según la estructura del cable óptico, se divide en: cable óptico incluido, cable óptico en capas, cable óptico fuertemente abrazado, cable óptico de cinta, cable óptico no metálico y cable óptico ramificable.
3. Según el uso, existen: cable óptico para comunicación a larga distancia, cable óptico exterior de corta distancia, cable óptico híbrido y cable óptico para la construcción.

fabricación de cables ópticos

El proceso de fabricación del cable óptico se divide generalmente en los siguientes procesos:

1. Apantallamiento de fibras ópticas: seleccione fibras ópticas con excelentes características de transmisión y tensión calificada.
2. Teñido de fibra óptica: utilice el cromatograma completo estándar para identificar, no requiere decoloración ni migración a alta temperatura.
3. Extrusión secundaria: Use plástico con módulo elástico alto y coeficiente de expansión lineal bajo para extruir en un tubo de cierto tamaño, incorporar la fibra óptica y rellenar con gel antihumedad e impermeable, y guárdalo por unos días (no menos de dos días) .
4. Torsión de cables de fibra óptica: retuerza varias fibras ópticas extruidas y unidades de refuerzo juntas.
5. Apriete la funda exterior del cable óptico: agregue una capa de funda al cable óptico trenzado.

instalación de cables ópticos

A través de los años, la sociedad humana ha desarrollado un conjunto de métodos y experiencias maduros para la construcción de cables ópticos. Por ejemplo, construcción exterior de cables ópticos: lo más importante para tender cables ópticos de larga distancia es elegir una ruta adecuada. El camino más corto no es necesariamente el mejor, pero también prestar atención al derecho de uso de la tierra, la posibilidad de erección o entierro, etc..

Debe haber planos de diseño y construcción muy completos para una construcción conveniente y confiable y para futuras inspecciones.. Durante la construcción, tenga cuidado de no poner el cable óptico bajo mucha presión o de no perforarlo con objetos duros.

Cuando el cable óptico gira, su radio de giro es 20 veces mayor que el diámetro del propio cable óptico.

Construcción de cable óptico aéreo exterior:

A. El método aéreo de colgar soportes de alambre es simple y económico., y es el mas usado en mi pais, pero lleva mucho tiempo agregar ganchos y organizarlos.
B. Método aéreo de bobinado de alambre colgante, este método es más estable y requiere menos trabajo de mantenimiento. Pero se requiere una máquina de embalaje especial.
C. El método aéreo autoportante tiene altos requisitos en la línea troncal, difícil construcción y mantenimiento, y alto costo. Rara vez se usa en China en la actualidad..
D. cuando sobrecarga, se debe instalar un dispositivo de guía en el lugar donde el cable óptico conduce al tronco, y el cable óptico no debe ser arrastrado al suelo. Preste atención a reducir la fricción al tirar del cable óptico. Se debe dejar una longitud de cable de fibra óptica en cada troncal para expansión y contracción..
mi. Preste atención a la conexión a tierra confiable de objetos metálicos en el cable óptico. Sobre todo en las zonas montañosas, áreas de la red eléctrica de alto voltaje y muchas áreas, generalmente hay 3 puntos de puesta a tierra por kilómetro, e incluso se utilizan cables ópticos no metálicos.

Construcción de cable óptico de tubería exterior.:

A. Antes de la construcción, se debe verificar la ocupación de la tubería, los subtubos de plástico deben limpiarse y colocarse, y la línea de tracción debe colocarse al mismo tiempo.
B. Calcular la longitud del despliegue, y debe haber suficiente longitud reservada.
C. La longitud de una puesta no debe ser demasiado larga. (generalmente 2 km). Al cablear, se debe tirar desde el medio hacia ambos lados.
D. La fuerza de tracción del cable generalmente no supera los 120 kg., y la parte del núcleo de refuerzo del cable óptico debe tirarse, y se debe realizar el tratamiento de impermeabilización y refuerzo de la cabeza del cable óptico.
mi. La entrada y salida del cable óptico debe estar equipada con un dispositivo de seguimiento, y el piso no se puede trapear directamente.
F. El cable óptico de la tubería también debe prestar atención a una conexión a tierra confiable.

Tendido de cables ópticos directamente enterrados:

A. La profundidad de la zanja de cable óptico directamente enterrada debe excavarse de acuerdo con el estándar. El estándar se muestra en la siguiente tabla.:
B. Donde no se pueden cavar trincheras, las tuberías se pueden colocar sobre la cabeza o perforar.
C. El fondo de la zanja debe ser plano y firme., y una parte de arena, el cemento o el soporte se pueden prellenar si es necesario.
D. Se puede utilizar tracción manual o mecánica al colocar, pero se debe prestar atención a la guía y la lubricación.
mi. Una vez finalizada la colocación, el suelo debe cubrirse y compactarse lo antes posible.

Tendido de cables ópticos en edificios:

A. Al acostarse verticalmente, se debe prestar especial atención al problema de carga del cable óptico. Generalmente, el cable óptico debe fijarse una vez cada dos capas.
B. Cuando el cable óptico atraviesa la pared o el suelo, se debe agregar un tubo protector de plástico con un protector bucal, y la tubería debe llenarse con un relleno ignífugo.
C. También se puede colocar una cierta cantidad de tuberías de plástico por adelantado en el edificio., y cuándo se tenderá el cable óptico en el futuro, el cable óptico se puede tender por tracción o por vacío.

Selección de cable óptico

La selección de cables ópticos no solo se basa en el número de fibras ópticas y el tipo de fibras ópticas, sino también la cubierta exterior del cable óptico según el entorno de uso del cable óptico.

1. Cuando el cable óptico exterior está directamente enterrado, se debe seleccionar el cable óptico blindado. cuando sobrecarga, se puede utilizar un cable óptico con cubierta exterior de plástico negro con dos o más nervios de refuerzo.
2. Al seleccionar cables ópticos utilizados en edificios, se debe prestar atención a su retardante de llama, características tóxicas y de humo. Generalmente, el tipo ignífugo pero libre de humo (Asamblea plenaria) puede ser utilizado en la tubería o ventilación forzada, y el retardante de llama, tipo no tóxico y libre de humo (Tubo de subida) debe ser utilizado en el ambiente expuesto.
3. Al cablear verticalmente en el edificio, Se pueden utilizar cables de distribución.; al cablear horizontalmente, se pueden utilizar cables multiconectores.
4. Si la distancia de transmisión es inferior a 2 km, Puedes elegir cable óptico multimodo. Si supera los 2km, Puedes usar un repetidor o elegir un cable óptico monomodo.