Apakah kabel gentian optik

Apakah kabel gentian optik

Definisi kabel gentian optik

Kabel gentian optik dihasilkan untuk memenuhi optik, spesifikasi prestasi mekanikal atau persekitaran, ia adalah komunikasi menggunakan satu atau lebih gentian optik yang diletakkan dalam sarung sebagai medium penghantaran dan boleh digunakan secara individu atau berkumpulan pemasangan kabel.

Kabel optik terutamanya terdiri daripada gentian optik (filamen kaca nipis seperti rambut), lengan pelindung plastik dan kulit luar plastik. Tiada logam seperti emas, perak, tembaga dan aluminium dalam kabel optik, dan secara amnya tidak mempunyai nilai kitar semula.

Kabel optik ialah sejenis talian komunikasi di mana sejumlah gentian optik membentuk teras kabel mengikut kaedah tertentu, yang ditutup dengan sarung, dan beberapa juga ditutup dengan sarung luar untuk merealisasikan penghantaran isyarat optik. Itu dia: kabel yang dibentuk oleh gentian optik (pembawa penghantaran optik) melalui proses tertentu. Struktur asas kabel optik biasanya terdiri daripada teras kabel, dawai keluli tetulang, pengisi dan sarung, dan lain-lain. Sebagai tambahan, terdapat lapisan kalis air, lapisan penampan, wayar logam bertebat dan komponen lain mengikut keperluan.

Sejarah kabel gentian optik

Dalam 1976, Institut Bell Amerika Syarikat membina sistem eksperimen komunikasi gentian optik pertama di Atlanta, menggunakan kabel optik yang mengandungi 144 gentian optik yang dikeluarkan oleh Syarikat Elektrik Barat. Dalam 1980, kabel optik komersial yang diperbuat daripada gentian optik pelbagai mod mula digunakan pada batang antara pejabat antara bandar dan beberapa talian jarak jauh. Kabel gentian optik komersial yang diperbuat daripada gentian mod tunggal mula digunakan pada talian jarak jauh masuk 1983. Dalam 1988, kabel dasar selam trans-Atlantik pertama yang menghubungkan Amerika Syarikat dan Britain dan Perancis berjaya diletakkan, dan tidak lama kemudian kabel dasar selam trans-Pasifik yang pertama telah dibina. China membangunkan kabel optik komunikasinya sendiri di 1978, menggunakan gentian optik pelbagai mod, dan struktur teras kabel adalah berlapis. Ujian lapangan telah dijalankan di Shanghai, Beijing, Wuhan dan tempat-tempat lain berturut-turut. Tak lama selepas itu, ia digunakan sebagai batang antara pejabat dalam rangkaian telefon tempatan. Selepas 1984, ia digunakan secara beransur-ansur untuk talian jarak jauh, dan gentian mod tunggal telah digunakan. Kabel optik komunikasi mempunyai kapasiti penghantaran yang lebih besar daripada kabel tembaga, jarak geganti yang panjang, saiz kecil, ringan, dan tiada gangguan elektromagnet. Sejak 1976, mereka telah berkembang menjadi garisan batang jarak jauh, geganti bandar, komunikasi kapal selam luar pesisir dan rentas lautan , serta tulang belakang talian penghantaran berwayar untuk rangkaian kawasan setempat, rangkaian peribadi, dan lain-lain., dan mula berkembang menjadi bidang rangkaian pengedaran gelung pengguna di bandar, menyediakan talian penghantaran untuk rangkaian digital perkhidmatan bersepadu gentian ke rumah dan jalur lebar.

Kabel optik adalah alat penghantaran utama pelbagai rangkaian maklumat dalam masyarakat maklumat hari ini. Sekiranya "Internet" dipanggil "lebuh raya maklumat", maka rangkaian kabel optik adalah asas kepada lebuh raya maklumat --- rangkaian kabel optik ialah laluan fizikal Internet. Sebaik sahaja kabel optik tertentu rosak dan tersekat, yang "lebuh raya maklumat" ke arah itu akan musnah. Selain telefon biasa, telegram, dan faks, maklumat yang dihantar melalui kabel optik kini dihantar dalam kuantiti yang banyak, termasuk isyarat televisyen, kiriman wang bank, sebut harga pasaran saham, dan maklumat lain yang tidak boleh diganggu seketika.

Pada masa ini, mod penghantaran kabel optik komunikasi jarak jauh telah dibangunkan dari PDH ke SDH, dan kadar penghantaran telah berkembang daripada 140MB/S asal kepada 2.5GB/S, 4×2.5GB/S, 16×2.5GB/S atau lebih tinggi, iaitu Dikatakan bahawa sepasang teras gentian boleh terbuka 30,000, 120,000, 480,000 atau lebih banyak saluran. Dengan kapasiti penghantaran yang begitu besar, sebaik sahaja kabel optik disekat, ia bukan sahaja akan menyebabkan kerugian besar kepada sektor telekomunikasi, tetapi juga menyebabkan banyak kesulitan kepada orang awam kerana komunikasi yang lemah, seperti pengguna komputer tidak dapat mengakses Internet, tidak mengetahui pasaran saham, kiriman wang bank, dan deposit jauh. Bawa ia ke dalam gelembung, dan semua jenis maklumat tidak boleh dihantar. Di kawasan pergunungan terpencil, sebaik sahaja kabel optik terputus, seluruh daerah dan bahkan beberapa daerah di sepanjang kabel optik akan diasingkan dari dunia dalam komunikasi dan menjadi pulau terpencil.

Struktur kabel optik

Gambaran keseluruhan

Kabel optik terdiri daripada teras kabel, dawai keluli tetulang, pengisi dan sarung, dan lain-lain. Sebagai tambahan, terdapat lapisan kalis air, lapisan penampan, wayar logam bertebat dan komponen lain mengikut keperluan.

gentian optik

Bahagian terpenting teras kabel gentian optik ialah gentian optik. Mari kita lihat teori gentian optik dan struktur gentian optik.

Cahaya dan sifatnya

1. Cahaya ialah gelombang elektromagnet

Julat panjang gelombang cahaya nampak ialah: 390~760nm (nanometer). Bahagian yang lebih besar daripada 760nm ialah cahaya inframerah, dan bahagian yang lebih kecil daripada 390nm ialah cahaya ultraungu. Pada masa ini, gentian optik yang paling biasa digunakan ialah: 850, 1310, dan 1550.

2. pembiasan, pantulan dan pantulan total cahaya.

Kerana cahaya bergerak pada kelajuan yang berbeza dalam bahan yang berbeza, apabila cahaya dipancarkan dari satu bahan ke bahan yang lain, pembiasan dan pantulan berlaku pada antara muka antara dua bahan. Juga, sudut cahaya terbias berbeza dengan sudut cahaya kejadian. Apabila sudut tuju cahaya mencapai atau melebihi sudut tertentu, cahaya yang dibiaskan akan hilang, dan semua cahaya kejadian akan dipantulkan kembali, yang merupakan pantulan keseluruhan cahaya. Bahan yang berbeza mempunyai sudut biasan yang berbeza kepada cahaya dengan panjang gelombang yang sama (iaitu, bahan yang berbeza mempunyai indeks biasan cahaya yang berbeza), dan bahan yang sama mempunyai sudut biasan yang berbeza kepada cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza. Komunikasi gentian optik dibentuk berdasarkan prinsip di atas.

Struktur dan jenis gentian optik:

1. Struktur gentian optik:

Serat kosong biasanya dibahagikan kepada tiga lapisan: teras kaca indeks biasan tinggi pusat (diameter teras secara amnya 50 atau 62.5μm), bahagian tengah ialah pelapisan kaca silika indeks biasan rendah (diameter biasanya 125μm), dan yang paling luar ialah salutan resin untuk tetulang. Lantai.

2. Bukaan berangka:

Kejadian cahaya pada muka akhir gentian tidak boleh semua dihantar oleh gentian, hanya cahaya kejadian dalam julat sudut tertentu boleh. Sudut ini dipanggil apertur berangka gentian. Apertur berangka yang lebih besar bagi gentian optik adalah berfaedah untuk penyambung punggung gentian optik. Gentian optik yang dihasilkan oleh pengeluar yang berbeza mempunyai apertur berangka yang berbeza.

3. Jenis gentian optik:

A. Mengikut mod penghantaran cahaya dalam gentian, ia boleh dibahagikan kepada: gentian mod tunggal dan gentian pelbagai mod.

Gentian pelbagai mod: Teras kaca tengah lebih tebal (50 atau 62.5μm) dan boleh menghantar cahaya dalam pelbagai mod. Tetapi penyebaran intermodalnya besar, yang mengehadkan kekerapan menghantar isyarat digital, dan ia akan menjadi lebih serius dengan peningkatan jarak. Sebagai contoh: 600Gentian MB/KM hanya mempunyai lebar jalur 300MB pada 2KM. Oleh itu, jarak penghantaran gentian berbilang mod adalah agak pendek, umumnya hanya beberapa kilometer.
Gentian mod tunggal: Teras kaca pusat agak nipis (diameter teras secara amnya 9 atau 10 μm), dan hanya satu mod cahaya boleh dihantar. Oleh itu, penyebaran intermodalnya sangat kecil, yang sesuai untuk komunikasi jarak jauh, tetapi penyebaran kromatiknya memainkan peranan utama, jadi gentian mod tunggal mempunyai keperluan yang lebih tinggi pada lebar spektrum dan kestabilan sumber cahaya, itu dia, lebar spektrum lebih sempit dan kestabilan lebih baik. .

B. Mengikut tetingkap frekuensi penghantaran yang optimum: gentian mod tunggal konvensional dan gentian mod tunggal teralih penyebaran.

Jenis konvensional: Pengilang gentian optik mengoptimumkan frekuensi penghantaran gentian optik pada satu panjang gelombang cahaya, seperti 1310nm.

Jenis teralih penyebaran: Pengeluar gentian optik mengoptimumkan frekuensi penghantaran gentian optik pada dua panjang gelombang cahaya, seperti: 1310nm dan 1550nm.

C. Mengikut taburan indeks biasan, ia terbahagi kepada: gentian mendadak dan berperingkat.

Jenis mendadak: Indeks biasan dari teras pusat gentian ke pelapisan kaca adalah mendadak. Ia mempunyai kos rendah dan penyebaran antara mod yang tinggi. Ia sesuai untuk komunikasi berkelajuan rendah jarak dekat, seperti kawalan industri. Namun begitu, disebabkan oleh penyebaran kecil antara mod gentian mod tunggal, gentian mod tunggal menggunakan jenis mendadak.

Serat berperingkat: Indeks biasan dari teras tengah gentian ke pelapisan kaca dikurangkan secara beransur-ansur, supaya cahaya mod tinggi boleh merambat dalam bentuk sinusoidal, yang boleh mengurangkan serakan antara mod, meningkatkan lebar jalur gentian, dan meningkatkan jarak penghantaran, tetapi kosnya tinggi. Gentian mod kebanyakannya gentian berperingkat.

4. Spesifikasi gentian biasa:

Mod tunggal: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
Multimode: 50/125μm, standard Eropah
62.5/125μm, standard Amerika
Perindustrian, Perubatan dan Rangkaian Berkelajuan Rendah: 100/140μm, 200/230μm
plastik: 98/1000μm untuk kawalan automotif

Pengilangan gentian optik dan pengecilan:

1. Pembuatan gentian optik:

Pada masa ini, kaedah pembuatan gentian optik terutamanya termasuk: CVD dalam tiub (pemendapan wap kimia) kaedah, kaedah CVD dalam-rod, PCVD (pemendapan wap kimia plasma) kaedah dan VAD (pemendapan wap paksi) kaedah.

2. Pengecilan gentian optik:

Faktor utama yang menyebabkan pengecilan serat ialah: intrinsik, membengkok, penyemperitan, kekotoran, tidak seragam dan sendi punggung.

Intrinsik: Ia adalah kehilangan serat yang wujud, termasuk: Rayleigh menghambur, penyerapan intrinsik, dan lain-lain.
Membengkok: Apabila gentian itu bengkok, sebahagian daripada cahaya dalam gentian akan hilang akibat serakan, mengakibatkan kerugian.
Picit: Kehilangan yang disebabkan oleh lenturan kecil dalam gentian optik apabila ia dipicit.
kekotoran: Kehilangan yang disebabkan oleh kekotoran dalam serat yang menyerap dan menyerakkan cahaya yang merambat dalam gentian.
Ketidakseragaman: Kehilangan yang disebabkan oleh indeks biasan tidak seragam bahan gentian.
Berlabuh: Kehilangan yang terhasil apabila gentian optik didok, seperti: paksi yang berbeza (keserasian gentian mod tunggal dikehendaki kurang daripada 0.8μm), muka hujung tidak berserenjang dengan paksi, muka hujung tak rata, diameter teras punggung tidak sepadan dan kualiti kimpalan adalah buruk.

Kelebihan gentian optik:

1. Jalur laluan gentian optik adalah sangat lebar. Secara teorinya, ia boleh mencapai 3 bilion megahertz.
2. Tiada panjang hop. Berpuluh-puluh hingga lebih daripada 100 kilometer, hanya beberapa ratus meter dawai tembaga.
3. Tidak terjejas oleh medan elektromagnet dan sinaran elektromagnet.
4. Berat ringan dan saiz kecil. Sebagai contoh: 900 sepasang kabel pasangan terpiuh dengan 21,000 saluran suara, diameternya ialah 3 inci, dan beratnya ialah 8 tan/KM. Kabel gentian optik dengan sepuluh kali kapasiti komunikasi mempunyai diameter 0.5 inci dan berat 450P/KM.
5. Komunikasi gentian optik tidak menggunakan elektrik, dan boleh digunakan dengan selamat di tempat yang mudah terbakar dan ganas.
6. Gunakan julat suhu persekitaran yang luas.
7. Kakisan kimia, hayat perkhidmatan yang panjang.

Klasifikasi kabel optik

1. Mengikut kaedah peletakan, disana ada: kabel optik overhed sokongan sendiri, kabel optik saluran paip, kabel optik tertanam berperisai dan kabel optik dasar laut.
2. Mengikut struktur kabel optik, ia terbahagi kepada: kabel optik yang digabungkan, kabel optik berlapis, kabel optik yang dipeluk erat, kabel optik reben, kabel optik bukan logam dan kabel optik boleh bercabang.
3. Mengikut penggunaan, disana ada: kabel optik untuk komunikasi jarak jauh, kabel optik luar jarak dekat, kabel optik hibrid dan kabel optik untuk membina.

Pembuatan kabel optik

Proses pembuatan kabel optik secara amnya dibahagikan kepada proses berikut:

1. Penyaringan gentian optik: pilih gentian optik dengan ciri penghantaran yang sangat baik dan ketegangan yang layak.
2. Pewarna gentian optik: gunakan kromatogram penuh standard untuk mengenal pasti, tidak memerlukan pudar dan tiada penghijrahan pada suhu tinggi.
3. Penyemperitan sekunder: Gunakan plastik dengan modulus keanjalan tinggi dan pekali pengembangan linear rendah untuk menyemperit ke dalam tiub saiz tertentu, masukkan gentian optik dan isi dengan gel kalis lembapan dan kalis air, dan simpan selama beberapa hari (tidak kurang dari dua hari) .
4. Kabel gentian optik berpusing: pintal beberapa gentian optik tersemperit dan unit pengukuhan bersama-sama.
5. Picit sarung luar kabel optik: tambahkan lapisan sarung pada kabel optik yang terkandas.

Pemasangan kabel optik

Selama bertahun, masyarakat manusia telah membangunkan satu set kaedah dan pengalaman yang matang untuk pembinaan kabel optik. Sebagai contoh, pembinaan luar kabel optik: perkara yang paling penting untuk meletakkan kabel optik jarak jauh ialah memilih laluan yang sesuai. Jalan terpendek tidak semestinya yang terbaik, tetapi juga memberi perhatian kepada hak untuk menggunakan tanah, kemungkinan ereksi atau pengebumian, dan lain-lain.

Mesti ada reka bentuk dan lukisan pembinaan yang sangat lengkap untuk pembinaan yang mudah dan boleh dipercayai serta pemeriksaan masa hadapan. Semasa pembinaan, berhati-hati untuk tidak meletakkan kabel optik di bawah tekanan berat atau tercucuk oleh objek keras.

Apabila kabel optik berputar, jejari pusingannya ialah 20 kali lebih besar daripada diameter kabel optik itu sendiri.

Pembinaan kabel optik udara luar:

A. Kaedah overhed untuk menggantung kurungan wayar adalah mudah dan murah, dan paling banyak digunakan di negara saya, tetapi ia memakan masa untuk menambah cangkuk dan menyusunnya.
B. Kaedah overhed penggulungan wayar, kaedah ini lebih stabil dan kurang kerja penyelenggaraan. Tetapi mesin pembalut khas diperlukan.
C. Kaedah overhed sokongan diri mempunyai keperluan yang tinggi pada talian batang, pembinaan dan penyelenggaraan yang sukar, dan kos yang tinggi. Ia jarang digunakan di China pada masa ini.
D. Apabila overhead, peranti pemandu mesti dipasang di tempat di mana kabel optik menuju ke batang, dan kabel optik tidak boleh diseret ke tanah. Beri perhatian untuk mengurangkan geseran apabila menarik kabel optik. Panjang kabel gentian optik hendaklah ditinggalkan pada setiap batang untuk pengembangan dan pengecutan.
E. Beri perhatian kepada pembumian objek logam yang boleh dipercayai dalam kabel optik. Terutama di kawasan pergunungan, kawasan grid kuasa voltan tinggi dan banyak kawasan, terdapat secara amnya 3 titik pembumian setiap kilometer, malah kabel optik bukan logam digunakan.

Pembinaan kabel optik saluran paip luar:

A. Sebelum pembinaan, penghunian saluran paip hendaklah diperiksa, paip kecil plastik hendaklah dibersihkan dan diletakkan, dan garis daya tarikan hendaklah diletakkan pada masa yang sama.
B. Kira panjang penggunaan, dan mesti ada panjang simpanan yang mencukupi.
C. Panjang satu peletakan tidak boleh terlalu panjang (umumnya 2KM). Apabila pendawaian, ia hendaklah ditarik dari tengah ke kedua-dua belah.
D. Daya tarikan kabel biasanya tidak melebihi 120kg, dan bahagian teras pengukuhan kabel optik hendaklah ditarik, dan rawatan kalis air dan pengukuhan kepala kabel optik harus dilakukan.
E. Plumbum masuk dan keluar kabel optik mesti dilengkapi dengan peranti susulan, dan lantai tidak boleh dimop terus.
F. Kabel optik saluran paip juga harus memberi perhatian kepada pembumian yang boleh dipercayai.

Meletakkan kabel optik yang terkubur terus:

A. Kedalaman parit kabel optik yang tertimbus terus hendaklah digali mengikut piawaian. Piawaian ditunjukkan dalam jadual berikut:
B. Di mana parit tidak boleh digali, saluran paip boleh diletakkan di atas kepala atau digerudi.
C. Bahagian bawah parit hendaklah rata dan padat, dan sebahagian daripada pasir, simen atau sokongan boleh diisi terlebih dahulu jika perlu.
D. Daya tarikan manual atau mekanikal boleh digunakan semasa meletakkan, tetapi perhatian harus diberikan kepada bimbingan dan pelinciran.
E. Selepas peletakan selesai, tanah hendaklah ditutup dan dipadatkan secepat mungkin.

Meletakkan kabel optik dalam bangunan:

A. Apabila meletakkan secara menegak, perhatian khusus harus diberikan kepada masalah galas beban kabel optik. Secara amnya, kabel optik hendaklah dipasang sekali setiap dua lapisan.
B. Apabila kabel optik melalui dinding atau lantai, paip plastik pelindung dengan pelindung mulut perlu ditambah, dan paip hendaklah diisi dengan pengisi kalis api.
C. Sejumlah paip plastik juga boleh diletakkan terlebih dahulu di dalam bangunan, dan apabila kabel optik akan diletakkan pada masa hadapan, kabel optik boleh diletakkan dengan kaedah daya tarikan atau vakum.

Pemilihan kabel optik

Pemilihan kabel optik bukan sahaja berdasarkan bilangan gentian optik dan jenis gentian optik, tetapi juga sarung luar kabel optik mengikut persekitaran penggunaan kabel optik.

1. Apabila kabel optik luar ditanam terus, kabel optik berperisai harus dipilih. Apabila overhead, kabel optik dengan sarung luar plastik hitam dengan dua atau lebih tulang rusuk pengukuh boleh digunakan.
2. Apabila memilih kabel optik yang digunakan dalam bangunan, perhatian harus diberikan kepada kalis api mereka, ciri toksik dan asap. Secara amnya, jenis kalis api tetapi bebas asap (Plenum) boleh digunakan dalam saluran paip atau pengudaraan paksa, dan kalis api, jenis tidak toksik dan bebas asap rokok (Riser) hendaklah digunakan dalam persekitaran yang terdedah.
3. Apabila memasang kabel secara menegak di dalam bangunan, kabel pengedaran boleh digunakan; apabila pendawaian mendatar, kabel breakout boleh digunakan.
4. Jika jarak penghantaran kurang daripada 2km, anda boleh memilih kabel optik berbilang mod. Jika melebihi 2km, anda boleh menggunakan pengulang atau memilih kabel optik mod tunggal.