Qu'est-ce qu'un câble à fibre optique

Qu'est-ce qu'un câble à fibre optique

Définition du câble à fibre optique

Le câble à fibre optique est fabriqué pour répondre aux normes optiques, spécifications de performances mécaniques ou environnementales, il s'agit d'une communication utilisant une ou plusieurs fibres optiques placées dans une gaine comme support de transmission et pouvant être utilisées individuellement ou en groupe câble assemblé.

Les câbles optiques sont principalement composés de fibres optiques (des filaments de verre aussi fins que des cheveux), manchons de protection en plastique et revêtements extérieurs en plastique. Il n'y a pas de métaux comme l'or, argent, cuivre et aluminium dans les câbles optiques, et n'ont généralement aucune valeur de recyclage.

Le câble optique est une sorte de ligne de communication dans laquelle un certain nombre de fibres optiques forment une âme de câble selon une certaine méthode, qui est recouvert d'une gaine, et certains sont également recouverts d'une gaine extérieure pour réaliser la transmission du signal optique. C'est-à-dire: un câble formé par une fibre optique (support de transmission optique) par un certain processus. La structure de base du câble optique est généralement composée d'une âme de câble, fil d'armature en acier, remplissage et gaine, etc. en outre, il y a une couche imperméable, Couche tampon, fil métallique isolé et autres composants au besoin.

L'histoire des câbles à fibre optique

Dans 1976, le Bell Institute des États-Unis a construit le premier système expérimental de communication par fibre optique à Atlanta, à l'aide du câble optique contenant 144 fibres optiques fabriquées par Western Electric Company. Dans 1980, des câbles optiques commerciaux constitués de fibres optiques multimodes ont commencé à être utilisés sur les troncs interurbains interurbains et quelques lignes longue distance. Les câbles à fibres optiques commerciaux en fibre monomode ont commencé à être utilisés sur les lignes longue distance en 1983. Dans 1988, le premier câble sous-marin transatlantique reliant les États-Unis et la Grande-Bretagne et la France a été posé avec succès, et bientôt le premier câble sous-marin transpacifique a été construit. La Chine a développé son propre câble optique de communication en 1978, utilisant la fibre optique multimode, et la structure de l'âme du câble est en couches. Des tests sur le terrain ont été effectués à Shanghai, Pékin, Wuhan et d'autres endroits successivement. Peu après, il a été utilisé comme tronc inter-bureaux dans le réseau téléphonique local. Après 1984, il a été progressivement utilisé pour les lignes longue distance, et la fibre monomode a été utilisée. Les câbles optiques de communication ont une plus grande capacité de transmission que les câbles en cuivre, longue distance de relais, petite taille, poids léger, et aucune interférence électromagnétique. Depuis 1976, elles se sont développées en lignes interurbaines longue distance, relais urbains, communications sous-marines offshore et transocéaniques , ainsi que l'épine dorsale des lignes de transmission filaires pour les réseaux locaux, réseaux privés, etc., et a commencé à se développer dans le domaine des réseaux de distribution de boucles d'utilisateurs dans la ville, offre de lignes de transmission pour les réseaux numériques à intégration de services de fibre jusqu'au domicile et à large bande..

Le câble optique est le principal outil de transmission de divers réseaux d'information dans la société de l'information d'aujourd'hui. Si la "l'Internet" s'appelle le "autoroute de l'information", alors le réseau de câbles optiques est la pierre angulaire de l'autoroute de l'information --- le réseau de câbles optiques est la route physique d'Internet. Une fois qu'un certain câble optique est endommagé et bloqué, la "autoroute de l'information" dans cette direction sera détruit. En plus des téléphones habituels, télégrammes, et télécopies, les informations transmises par le câble optique sont maintenant transmises en grande quantité, y compris les signaux de télévision, remises bancaires, cotations boursières, et d'autres informations qui ne peuvent pas être interrompues un instant.

Maintenant, le mode de transmission du câble optique de communication longue distance a été développé de PDH à SDH, et le taux de transmission est passé des 140 Mo/s d'origine à 2,5 Go/s, 4×2,5 Go/s, 16×2,5 Go/s ou même plus, c'est-à-dire qu'une paire de cœurs de fibre peut s'ouvrir 30,000, 120,000, 480,000 ou encore plus de chaînes. Avec une si grande capacité de transmission, une fois le câble optique bloqué, cela causera non seulement d'énormes pertes au secteur des télécommunications, mais aussi causer de nombreux désagréments au grand public en raison d'une mauvaise communication, comme les utilisateurs d'ordinateurs incapables d'accéder à Internet, ne connaissant pas la bourse, remises bancaires, et dépôts à distance. Emmenez-le dans une bulle, et toutes sortes d'informations ne peuvent pas être transmises. Dans les régions montagneuses reculées, une fois le câble optique interrompu, l'ensemble du comté et même plusieurs comtés le long du câble optique seront isolés du monde en communication et deviendront des îles isolées.

Structure du câble optique

Aperçu

Le câble optique est composé d'une âme de câble, fil d'armature en acier, remplissage et gaine, etc. en outre, il y a une couche imperméable, Couche tampon, fil métallique isolé et autres composants au besoin.

fibre optique

La partie la plus importante de l'âme du câble à fibre optique est la fibre optique. Jetons un coup d'œil à la théorie de la fibre optique et à la structure de la fibre optique.

La lumière et ses propriétés

1. La lumière est une onde électromagnétique

La gamme de longueurs d'onde de la lumière visible est: 390~760nm (nanomètre). La partie supérieure à 760 nm est la lumière infrarouge, et la partie inférieure à 390 nm est la lumière ultraviolette. Maintenant, les fibres optiques les plus couramment utilisées sont: 850, 1310, et 1550.

2. Réfraction, réflexion et réflexion totale de la lumière.

Parce que la lumière se déplace à des vitesses différentes dans différentes substances, lorsque la lumière est émise d'une substance à une autre, la réfraction et la réflexion se produisent à l'interface entre les deux substances. Également, l'angle de la lumière réfractée varie avec l'angle de la lumière incidente. Lorsque l'angle de la lumière incidente atteint ou dépasse un certain angle, la lumière réfractée disparaîtra, et toute la lumière incidente sera réfléchie, qui est la réflexion totale de la lumière. Différentes substances ont des angles de réfraction différents à la lumière de la même longueur d'onde (c'est à dire, différentes substances ont différents indices de réfraction de la lumière), et la même substance a différents angles de réfraction à la lumière de différentes longueurs d'onde. La communication par fibre optique est formée sur la base des principes ci-dessus.

Structure et type de fibre optique:

1. Structure de la fibre optique:

La fibre nue est généralement divisée en trois couches: le noyau central en verre à indice de réfraction élevé (le diamètre du noyau est généralement 50 ou 62.5μm), le milieu est le revêtement en verre de silice à faible indice de réfraction (le diamètre est généralement de 125μm), et le plus à l'extérieur est le revêtement de résine pour le renforcement. Sol.

2. Ouverture numérique:

La lumière incidente sur la face d'extrémité de la fibre ne peut pas être entièrement transmise par la fibre, seule la lumière incidente dans une certaine plage d'angle peut. Cet angle s'appelle l'ouverture numérique de la fibre. Une plus grande ouverture numérique de la fibre optique est avantageuse pour le raccordement bout à bout de la fibre optique. Les fibres optiques produites par différents fabricants ont des ouvertures numériques différentes.

3. Types de fibres optiques:

UNE. Selon le mode de transmission de la lumière dans la fibre, il peut être divisé en: fibre monomode et fibre multimode.

Fibre multimode: Le noyau de verre central est plus épais (50 ou 62.5μm) et peut transmettre la lumière dans plusieurs modes. Mais sa dispersion intermodale est grande, qui limite la fréquence de transmission des signaux numériques, et ce sera plus grave avec l'augmentation de la distance. Par exemple: 600La fibre MB/KM n'a que 300 Mo de bande passante à 2 KM. Donc, la distance de transmission par fibre multimode est relativement courte, généralement quelques kilomètres seulement.
Fibre monomode: Le noyau de verre central est relativement mince (le diamètre du noyau est généralement 9 ou 10 μm), et un seul mode de lumière peut être transmis. Donc, sa dispersion intermodale est très faible, qui convient à la communication longue distance, mais sa dispersion chromatique joue un rôle majeur, la fibre monomode a donc des exigences plus élevées en matière de largeur spectrale et de stabilité de la source lumineuse, C'est, la largeur spectrale est plus étroite et la stabilité est meilleure. .

B. Selon la fenêtre de fréquence de transmission optimale: fibre monomode conventionnelle et fibre monomode à dispersion décalée.

Type conventionnel: Le fabricant de fibre optique optimise la fréquence de transmission de la fibre optique sur une seule longueur d'onde de lumière, comme 1310nm.

Type à dispersion décalée: Les fabricants de fibres optiques optimisent la fréquence de transmission de la fibre optique à deux longueurs d'onde de lumière, comme: 1310nanomètre et 1550nm.

C. Selon la distribution de l'indice de réfraction, il est divisé en: fibres abruptes et graduées.

Type brusque: L'indice de réfraction du noyau central de la fibre à la gaine de verre est abrupt. Il a un faible coût et une forte dispersion intermodale. Il convient à la communication à faible vitesse à courte distance, comme le contrôle industriel. toutefois, en raison de la faible dispersion intermodale de la fibre monomode, la fibre monomode adopte un type abrupt.

Fibre calibrée: L'indice de réfraction du noyau central de la fibre à la gaine de verre est progressivement réduit, de sorte que la lumière en mode haut puisse se propager sous une forme sinusoïdale, ce qui peut réduire la dispersion entre les modes, améliorer la bande passante de la fibre, et augmenter la distance de transmission, mais le coût est élevé. Les fibres de mode sont principalement des fibres graduées.

4. Spécifications communes des fibres:

Mode unique: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
Multimode: 50/125μm, Norme européenne
62.5/125μm, Norme américaine
Industriel, Réseaux médicaux et bas débit: 100/140μm, 200/230μm
Plastique: 98/1000μm pour le contrôle automobile

Fabrication et atténuation de fibres optiques:

1. Fabrication de fibres optiques:

Maintenant, les procédés de fabrication de fibres optiques comprennent principalement: CVD dans le tube (dépôt chimique en phase vapeur) méthode, méthode CVD dans la tige, PCVD (dépôt chimique en phase vapeur par plasma) méthode et VAD (dépôt axial en phase vapeur) méthode.

2. Atténuation de la fibre optique:

Les principaux facteurs qui causent l'atténuation des fibres sont: intrinsèque, pliant, extrusion, impuretés, non-uniformité et joint bout à bout.

Intrinsèque: C'est la perte inhérente de la fibre, y compris: Diffusion Rayleigh, absorption intrinsèque, etc.
Pliant: Lorsque la fibre est courbée, une partie de la lumière dans la fibre sera perdue en raison de la diffusion, entraînant une perte.
Presser: Perte causée par de minuscules courbures dans une fibre optique lorsqu'elle est comprimée.
Impuretés: Pertes causées par des impuretés dans la fibre absorbant et diffusant la lumière se propageant dans la fibre.
Non-uniformité: Perte causée par un indice de réfraction non uniforme du matériau fibreux.
Amarrage: La perte générée lorsque la fibre optique est amarrée, comme: différents axes (la coaxialité de la fibre monomode doit être inférieure à 0,8 μm), la face d'extrémité n'est pas perpendiculaire à l'axe, la face d'extrémité n'est pas plate, le diamètre du noyau bout à bout ne correspond pas et la qualité du soudage est mauvaise.

Avantages de la fibre optique:

1. La bande passante de la fibre optique est très large. Théoriquement, il peut atteindre 3 milliard de mégahertz.
2. Pas de longueur de saut. Des dizaines à plus de 100 kilomètres, seulement quelques centaines de mètres de fil de cuivre.
3. Non affecté par les champs électromagnétiques et le rayonnement électromagnétique.
4. Poids léger et petite taille. Par exemple: 900 paires de câbles à paires torsadées avec 21,000 canaux vocaux, le diamètre est 3 pouces, et le poids est 8 tons/KM. Le câble à fibre optique avec dix fois la capacité de communication a un diamètre de 0.5 pouces et un poids de 450P/KM.
5. La communication par fibre optique n'est pas électrifiée, et peut être utilisé en toute sécurité dans des endroits inflammables et violents.
6. Utiliser une large plage de température ambiante.
7. Corrosion chimique, longue durée de vie.

Classement des câbles optiques

1. Selon la méthode de pose, il y a: câble optique aérien autoportant, câble optique de canalisation, câble optique enterré blindé et câble optique sous-marin.
2. Selon la structure du câble optique, il est divisé en: câble optique groupé, câble optique en couches, câble optique étroitement serré, câble optique ruban, câble optique non métallique et câble optique branchable.
3. Selon l'utilisation, il y a: câble optique pour communication longue distance, câble optique extérieur courte distance, câble optique hybride et câble optique pour le bâtiment.

Fabrication de câbles optiques

Le processus de fabrication du câble optique est généralement divisé en les processus suivants:

1. Blindage des fibres optiques: sélectionner des fibres optiques avec d'excellentes caractéristiques de transmission et une tension qualifiée.
2. Teinture de fibres optiques: utiliser un chromatogramme complet standard pour identifier, ne nécessitant aucune décoloration et aucune migration à haute température.
3. Extrusion secondaire: Utiliser du plastique avec un module élastique élevé et un faible coefficient de dilatation linéaire pour extruder dans un tube d'une certaine taille, incorporer la fibre optique et la remplir de gel hydrofuge et imperméable, et conservez-le quelques jours (pas moins de deux jours) .
4. Torsion de câble à fibre optique: tordre plusieurs fibres optiques extrudées et unités de renforcement ensemble.
5. Serrez la gaine extérieure du câble optique: ajouter une couche de gaine au câble optique toronné.

Installation de câbles optiques

Au cours des années, la société humaine a développé un ensemble de méthodes et d'expériences matures pour la construction de câbles optiques. Par exemple, construction extérieure de câbles optiques: la chose la plus importante pour la pose de câbles optiques longue distance est de choisir un chemin approprié. Le chemin le plus court n'est pas forcément le meilleur, mais aussi faire attention au droit d'utiliser la terre, la possibilité d'érection ou d'enterrement, etc.

Il doit y avoir des dessins de conception et de construction très complets pour une construction pratique et fiable et des inspections futures. Pendant la construction, veillez à ne pas mettre le câble optique sous forte pression ou à ne pas être percé par des objets durs.

Lorsque le câble optique tourne, son rayon de braquage est 20 fois plus grand que le diamètre du câble optique lui-même.

Construction de câble optique aérien extérieur:

UNE. La méthode aérienne de suspension des supports de fil est simple et peu coûteuse, et est le plus utilisé dans mon pays, mais cela prend du temps d'ajouter des crochets et de les disposer.
B. Méthode aérienne d'enroulement de fil suspendu, cette méthode est plus stable et nécessite moins de travaux d'entretien. Mais une machine d'emballage spéciale est nécessaire.
C. La méthode aérienne autoportante a des exigences élevées sur la ligne principale, construction et entretien difficiles, et coût élevé. Il est rarement utilisé en Chine à l'heure actuelle.
ré. Au-dessus de la tête, un dispositif de guidage doit être installé à l'endroit où le câble optique aboutit au tronc, et le câble optique ne doit pas être traîné au sol. Faites attention à réduire la friction lorsque vous tirez sur le câble optique. Une longueur de câble à fibre optique doit être laissée sur chaque tronc pour l'expansion et la contraction.
E. Faites attention à la mise à la terre fiable des objets métalliques dans le câble optique. Surtout dans les régions montagneuses, les zones du réseau électrique à haute tension et de nombreuses zones, il y a généralement 3 points d'ancrage par kilomètre, et même des câbles optiques non métalliques sont utilisés.

Construction d'un câble optique de pipeline extérieur:

UNE. Avant construction, l'occupation de la canalisation doit être vérifiée, les sous-tuyaux en plastique doivent être nettoyés et placés, et la ligne de traction doit être placée en même temps.
B. Calculer la durée du déploiement, et il doit y avoir suffisamment de longueur réservée.
C. La durée d'une ponte ne doit pas être trop longue (généralement 2KM). Lors du câblage, il doit être tiré du milieu vers les deux côtés.
ré. La force de traction du câble n'est généralement pas supérieure à 120 kg, et la partie centrale de renforcement du câble optique doit être tirée, et le traitement imperméable et de renforcement de la tête du câble optique doit être fait.
E. L'entrée et la sortie du câble optique doivent être équipées d'un dispositif de suivi, et le sol ne peut pas être directement lavé.
F. Le câble optique du pipeline doit également faire attention à une mise à la terre fiable.

Pose de câbles optiques directement enterrés:

UNE. La profondeur de la tranchée de câble optique enterrée directe doit être creusée conformément à la norme. La norme est indiquée dans le tableau suivant:
B. Où les tranchées ne peuvent pas être creusées, les canalisations peuvent être posées au-dessus de la tête ou percées.
C. Le fond du fossé doit être plat et ferme, et une partie de sable, le ciment ou le support peut être pré-rempli si nécessaire.
ré. La traction manuelle ou mécanique peut être utilisée lors de la pose, mais il faut faire attention au guidage et à la lubrification.
E. Une fois la pose terminée, le sol doit être couvert et compacté dès que possible.

Pose de câbles optiques dans les bâtiments:

UNE. Lors de la pose verticale, une attention particulière doit être portée au problème de portance du câble optique. Généralement, le câble optique doit être fixé une fois toutes les deux couches.
B. Lorsque le câble optique traverse le mur ou le sol, un tuyau de protection en plastique avec un protège-dents doit être ajouté, et le tuyau doit être rempli de mastic ignifuge.
C. Une certaine quantité de tuyaux en plastique peut également être posée à l'avance dans le bâtiment, et quand le câble optique doit être posé à l'avenir, le câble optique peut être posé par traction ou par dépression.

Sélection du câble optique

La sélection des câbles optiques n'est pas seulement basée sur le nombre de fibres optiques et le type de fibres optiques, mais aussi la gaine extérieure du câble optique selon l'environnement d'utilisation du câble optique.

1. Lorsque le câble optique extérieur est directement enterré, le câble optique armé doit être sélectionné. Au-dessus de la tête, un câble optique avec une gaine extérieure en plastique noir avec deux ou plusieurs nervures de renforcement peut être utilisé.
2. Lors de la sélection des câbles optiques utilisés dans les bâtiments, il faut faire attention à leur retardateur de flamme, caractéristiques toxiques et fumées. Généralement, le type ignifuge mais sans fumée (Plenum) utilisable en canalisation ou en ventilation forcée, et le retardateur de flamme, type non toxique et sans fumée (Colonne montante) doit être utilisé dans l'environnement exposé.
3. Lors du câblage vertical dans le bâtiment, des câbles de distribution peuvent être utilisés; lors du câblage horizontal, des câbles de dérivation peuvent être utilisés.
4. Si la distance de transmission est inférieure à 2 km, vous pouvez choisir un câble optique multimode. S'il dépasse 2 km, vous pouvez utiliser un répéteur ou choisir un câble optique monomode.