O que é cabo de fibra óptica - Ótico-Elétrico

O cabo de fibra óptica é fabricado para atender, especificações de desempenho mecânico ou ambiental, é uma comunicação que utiliza uma ou mais fibras ópticas colocadas em uma bainha como meio de transmissão e pode ser usada individualmente ou em grupos de montagem de cabos.

Os cabos ópticos são compostos principalmente de fibras ópticas (filamentos de vidro tão finos quanto o cabelo), mangas protetoras de plástico e peles externas de plástico. Não há metais como o ouro, prata, cobre e alumínio nos cabos ópticos, e geralmente não têm valor de reciclagem.

O cabo óptico é um tipo de linha de comunicação em que um certo número de fibras ópticas formam um núcleo de cabo de acordo com um determinado método, que é coberto com uma bainha, e alguns também são cobertos com uma bainha externa para realizar a transmissão de sinal óptico. Isso é: um cabo formado por uma fibra óptica (portador de transmissão óptica) através de um determinado processo. A estrutura básica do cabo óptico é geralmente composta de núcleo de cabo, fio de aço de reforço, enchimento e bainha, etc. Além disso, há camada impermeável, camada de buffer, fio de metal isolado e outros componentes conforme necessário.

A história dos cabos de fibra óptica

Dentro 1976, o Bell Institute dos Estados Unidos construiu o primeiro sistema experimental de comunicação por fibra óptica em Atlanta, usando o cabo óptico que contém 144 fibras ópticas fabricadas pela Western Electric Company. Dentro 1980, cabos ópticos comerciais feitos de fibras ópticas multimodo começaram a ser usados em troncos intermunicipais e em algumas linhas de longa distância. Cabos de fibra óptica comerciais feitos de fibra monomodo começaram a ser usados em linhas de longa distância em 1983. Dentro 1988, o primeiro cabo submarino transatlântico conectando os Estados Unidos e a Grã-Bretanha e a França foi colocado com sucesso, e logo o primeiro cabo submarino transpacífico foi construído. A China desenvolveu seu próprio cabo óptico de comunicação em 1978, usando fibra óptica multimodo, e a estrutura do núcleo do cabo é em camadas. Testes de campo foram realizados em Xangai, Pequim, Wuhan e outros lugares sucessivamente. Logo depois, foi usado como um tronco entre escritórios na rede telefônica local. Depois de 1984, foi gradualmente usado para linhas de longa distância, e fibra monomodo foi usada. Os cabos ópticos de comunicação têm maior capacidade de transmissão do que os cabos de cobre, longa distância do relé, tamanho pequeno, peso leve, e sem interferência eletromagnética. Desde 1976, eles se desenvolveram em linhas troncais de longa distância, relés urbanos, comunicações submarinas offshore e transoceânicas , bem como o backbone de linhas de transmissão com fio para redes locais, redes privadas, etc., e começou a se desenvolver no campo de redes de distribuição de loop de usuário na cidade, fornecimento de linhas de transmissão para redes digitais de serviços integrados de fibra para casa e de banda larga.

O cabo óptico é a principal ferramenta de transmissão de várias redes de informação na sociedade da informação atual. Se o "Internet" é chamado de "autoestrada da informação", então a rede de cabos ópticos é a pedra angular da superestrada da informação --- a rede de cabos ópticos é a rota física da Internet. Uma vez que um determinado cabo óptico está danificado e bloqueado, a "autoestrada da informação" nessa direção será destruído. Além dos telefones habituais, telegramas, e fax, a informação transmitida através do cabo óptico é agora transmitida em grandes quantidades, incluindo sinais de televisão, remessas bancárias, cotações do mercado de ações, e outras informações que não podem ser interrompidas por um momento.

Atualmente, o modo de transmissão do cabo óptico de comunicação de longa distância foi desenvolvido de PDH para SDH, e a taxa de transmissão evoluiu de 140 MB/S original para 2,5 GB/S, 4×2,5 GB/S, 16×2,5 GB/S ou superior, ou seja Diz-se que um par de núcleos de fibra pode abrir 30,000, 120,000, 480,000 ou até mais canais. Com uma capacidade de transmissão tão grande, uma vez que o cabo óptico está bloqueado, não só causará enormes prejuízos ao sector das telecomunicações, mas também causam muitos inconvenientes ao público em geral devido à má comunicação, como usuários de computador que não conseguem acessar a Internet, não conhecer o mercado de ações, remessas bancárias, e depósitos remotos. Leve-o para uma bolha, e todos os tipos de informação não podem ser transmitidos. Em áreas montanhosas remotas, uma vez que o cabo óptico é interrompido, todo o município e até vários municípios ao longo do cabo óptico ficarão isolados do mundo em comunicação e se tornarão ilhas isoladas.

Estrutura do cabo óptico

Visão geral

O cabo óptico é composto pelo núcleo do cabo, fio de aço de reforço, enchimento e bainha, etc. Além disso, há camada impermeável, camada de buffer, fio de metal isolado e outros componentes conforme necessário.

fibra ótica

A parte mais importante do núcleo do cabo de fibra óptica é a fibra óptica. Vamos dar uma olhada na teoria da fibra óptica e na estrutura da fibra óptica.

A luz e suas propriedades

A luz é uma onda eletromagnética

A faixa de comprimento de onda da luz visível é: 390~760nm (nanômetro). A parte maior que 760nm é luz infravermelha, e a parte menor que 390nm é a luz ultravioleta. Atualmente, as fibras ópticas mais usadas são: 850, 1310, e 1550.

Refração, reflexão e reflexão total da luz.

Porque a luz viaja em diferentes velocidades em diferentes substâncias, quando a luz é emitida de uma substância para outra, refração e reflexão ocorrem na interface entre as duas substâncias. Também, o ângulo da luz refratada varia com o ângulo da luz incidente. Quando o ângulo da luz incidente atinge ou excede um certo ângulo, a luz refratada desaparecerá, e toda a luz incidente será refletida de volta, que é a reflexão total da luz. Diferentes substâncias têm diferentes ângulos de refração à luz do mesmo comprimento de onda (ou seja, diferentes substâncias têm diferentes índices de refração da luz), e a mesma substância tem diferentes ângulos de refração à luz de diferentes comprimentos de onda. A comunicação de fibra óptica é formada com base nos princípios acima.

Estrutura e tipo de fibra óptica:

Estrutura de fibra óptica:

A fibra nua é geralmente dividida em três camadas: o núcleo central de vidro de alto índice de refração (o diâmetro do núcleo é geralmente 50 ou 62,5μm), o meio é o revestimento de vidro de sílica de baixo índice de refração (o diâmetro é geralmente 125μm), e o mais externo é o revestimento de resina para reforço. Chão.

Abertura numerica:

A luz incidente na face final da fibra não pode ser toda transmitida pela fibra, apenas a luz incidente dentro de uma certa faixa de ângulo pode. Este ângulo é chamado de abertura numérica da fibra. Uma abertura numérica maior da fibra óptica é vantajosa para a junção de topo da fibra óptica. As fibras ópticas produzidas por diferentes fabricantes têm diferentes aberturas numéricas.

Tipos de fibras ópticas:

UMA. De acordo com o modo de transmissão de luz na fibra, pode ser dividido em: fibra monomodo e fibra multimodo.

Fibra multimodo: O núcleo central de vidro é mais espesso (50 ou 62,5μm) e pode transmitir luz em vários modos. Mas sua dispersão intermodal é grande, que limita a frequência de transmissão de sinais digitais, e será mais grave com o aumento da distância. Por exemplo: 600A fibra MB/KM tem apenas 300 MB de largura de banda a 2KM. Portanto, a distância de transmissão de fibra multimodo é relativamente curta, geralmente apenas alguns quilômetros.
Fibra monomodo: O núcleo central de vidro é relativamente fino (o diâmetro do núcleo é geralmente 9 ou 10 mm), e apenas um modo de luz pode ser transmitido. Portanto, sua dispersão intermodal é muito pequena, que é adequado para comunicação de longa distância, mas a sua dispersão cromática desempenha um papel importante, então a fibra monomodo tem requisitos mais altos na largura espectral e estabilidade da fonte de luz, isso é, a largura espectral é mais estreita e a estabilidade é melhor. .

B. De acordo com a janela de frequência de transmissão ideal: fibra monomodo convencional e fibra monomodo com dispersão deslocada.

Tipo convencional: O fabricante de fibra óptica otimiza a frequência de transmissão da fibra óptica em um único comprimento de onda de luz, como 1310nm.

Tipo de dispersão deslocada: Os fabricantes de fibra óptica otimizam a frequência de transmissão da fibra óptica em dois comprimentos de onda de luz, tal como: 1310nm e 1550nm.

C. De acordo com a distribuição do índice de refração, ele é dividido em: fibras abruptas e graduadas.

Tipo abrupto: O índice de refração do núcleo central da fibra para o revestimento de vidro é abrupto. Possui baixo custo e alta dispersão intermodal. É adequado para comunicação de baixa velocidade de curta distância, como controle industrial. no entanto, devido à pequena dispersão intermodal da fibra monomodo, a fibra monomodo adota o tipo abrupto.

Fibra graduada: O índice de refração do núcleo central da fibra para o revestimento de vidro é gradualmente reduzido, para que a luz de modo alto possa se propagar de forma senoidal, que pode reduzir a dispersão entre os modos, melhorar a largura de banda da fibra, e aumentar a distância de transmissão, mas o custo é alto. As fibras de modo são principalmente fibras graduadas.

Especificações comuns de fibra:

Modo único: 8/125mm, 9/125mm, 10/125mm
Multimodo: 50/125mm, padrão europeu
62.5/125mm, padrão americano
Industrial, Redes médicas e de baixa velocidade: 100/140mm, 200/230mm
Plástico: 98/1000μm para controle automotivo

Fabricação e atenuação de fibra óptica:

Fabricação de fibra óptica:

Atualmente, métodos de fabricação de fibra óptica incluem principalmente: CVD no tubo (deposição de vapor químico) método, método CVD em haste, PCVD (deposição de vapor químico de plasma) método e VAD (deposição de vapor axial) método.

Atenuação de fibra óptica:

Os principais fatores que causam a atenuação das fibras são: intrínseco, dobrar, extrusão, impurezas, não uniformidade e junta de topo.

Intrínseco: É a perda inerente da fibra, Incluindo: dispersão de Rayleigh, absorção intrínseca, etc.
Dobrar: Quando a fibra é dobrada, parte da luz na fibra será perdida devido à dispersão, resultando em perda.
Espremer: Perda causada por pequenas curvas em uma fibra óptica quando ela é comprimida.
Impurezas: Perdas causadas por impurezas na fibra absorvendo e espalhando a luz que se propaga na fibra.
Não uniformidade: Perda causada por índice de refração não uniforme do material de fibra.
Encaixe: A perda gerada quando a fibra óptica é encaixada, tal como: eixos diferentes (a coaxialidade da fibra monomodo deve ser inferior a 0,8μm), a face final não é perpendicular ao eixo, a face final não é plana, o diâmetro do núcleo de topo não corresponde e a qualidade da soldagem é ruim.

Vantagens da fibra óptica:

A banda passante da fibra óptica é muito ampla. Teoricamente, pode chegar 3 bilhão de megahertz.
Sem comprimento de salto. Dezenas a mais de 100 quilômetros, apenas algumas centenas de metros de fio de cobre.
Não afetado por campos eletromagnéticos e radiação eletromagnética.
Peso leve e tamanho pequeno. Por exemplo: 900 pares de cabos de par trançado com 21,000 canais de voz, o diâmetro é 3 polegadas, e o peso é 8 toneladas/km. O cabo de fibra óptica com dez vezes a capacidade de comunicação tem um diâmetro de 0.5 polegadas e um peso de 450P/KM.
A comunicação de fibra óptica não é eletrificada, e pode ser usado com segurança em locais inflamáveis e violentos.
Use uma ampla faixa de temperatura ambiente.
Corrosão química, longa vida útil.

Classificação de cabos ópticos

De acordo com o método de colocação, existem: cabo óptico suspenso autoportante, cabo óptico oleoduto, cabo óptico enterrado blindado e cabo óptico submarino.
De acordo com a estrutura do cabo óptico, ele é dividido em: cabo óptico empacotado, cabo óptico em camadas, cabo óptico bem apertado, cabo óptico de fita, cabo óptico não metálico e cabo óptico ramificado.
De acordo com o uso, existem: cabo óptico para comunicação de longa distância, cabo óptico externo de curta distância, cabo óptico híbrido e cabo óptico para construção.

Fabricação de cabos ópticos

O processo de fabricação do cabo óptico é geralmente dividido nos seguintes processos:

Triagem de fibras ópticas: selecione fibras ópticas com excelentes características de transmissão e tensão qualificada.
Tingimento de fibra óptica: use o cromatograma completo padrão para identificar, não requer desbotamento e nem migração em alta temperatura.
Extrusão secundária: Use plástico com alto módulo de elasticidade e baixo coeficiente de expansão linear para extrudar em um tubo de um determinado tamanho, incorpore a fibra óptica e encha-a com gel à prova de umidade e à prova d'água, e guarde por alguns dias (não menos de dois dias) .
Torção do cabo de fibra óptica: torcer várias fibras ópticas extrudadas e unidades de reforço juntas.
Aperte a bainha externa do cabo óptico: adicione uma camada de bainha ao cabo óptico trançado.

Instalação de cabos ópticos

Ao longo dos anos, a sociedade humana desenvolveu um conjunto de métodos e experiências maduras para a construção de cabos ópticos. Por exemplo, construção ao ar livre de cabos ópticos: a coisa mais importante para colocar cabos ópticos de longa distância é escolher um caminho adequado. O caminho mais curto não é necessariamente o melhor, mas também prestar atenção ao direito de uso da terra, a possibilidade de ereção ou enterro, etc.

Deve haver desenhos de projeto e construção muito completos para construção conveniente e confiável e inspeções futuras. Durante a construção, tenha cuidado para não colocar o cabo óptico sob forte pressão ou ser perfurado por objetos duros.

Quando o cabo óptico gira, seu raio de giro é 20 vezes maior que o diâmetro do próprio cabo óptico.

Construção de cabo óptico aéreo ao ar livre:

UMA. O método aéreo de pendurar suportes de arame é simples e barato, e é o mais utilizado no meu país, mas é demorado adicionar ganchos e organizá-los.
B. Método suspenso de enrolamento de fio suspenso, este método é mais estável e menos trabalho de manutenção. Mas uma máquina de embalagem especial é necessária.
C. O método aéreo autossustentável tem altos requisitos na linha tronco, construção e manutenção difíceis, e alto custo. Raramente é usado na China atualmente.
D. Quando em cima, deve ser instalado um dispositivo de guiamento no local onde o cabo óptico conduz ao tronco, e o cabo óptico não deve ser arrastado até o chão. Preste atenção para reduzir o atrito ao puxar o cabo óptico. Um pedaço de cabo de fibra óptica deve ser deixado em cada tronco para expansão e contração.
E. Preste atenção ao aterramento confiável de objetos metálicos no cabo óptico. Especialmente em áreas montanhosas, áreas de rede elétrica de alta tensão e muitas áreas, geralmente há 3 pontos de aterramento por quilômetro, e até cabos ópticos não metálicos são usados.

Construção de cabo óptico de tubulação externa:

UMA. Antes da construção, a ocupação do gasoduto deve ser verificada, os sub-tubos de plástico devem ser limpos e colocados, e a linha de tração deve ser colocada ao mesmo tempo.
B. Calcular o comprimento da implantação, e deve haver comprimento reservado suficiente.
C. O comprimento de uma postura não deve ser muito longo (geralmente 2 km). Ao fazer a fiação, deve ser puxado do meio para os dois lados.
D. A força de tração do cabo geralmente não é superior a 120 kg, e a parte do núcleo de reforço do cabo óptico deve ser puxada, e o tratamento de impermeabilização e fortalecimento da cabeça do cabo óptico deve ser feito.
E. A entrada e saída do cabo óptico devem ser equipadas com um dispositivo de acompanhamento, e o chão não pode ser esfregado diretamente.
F. O cabo óptico da tubulação também deve prestar atenção ao aterramento confiável.

Colocação de cabos ópticos diretamente enterrados:

UMA. A profundidade da vala do cabo óptico enterrado direto deve ser escavada de acordo com o padrão. O padrão é mostrado na tabela a seguir:
B. Onde trincheiras não podem ser cavadas, as tubulações podem ser colocadas em cima ou perfuradas.
C. O fundo da vala deve ser plano e firme, e uma parte de areia, cimento ou suporte podem ser pré-preenchidos, se necessário.
D. A tração manual ou mecânica pode ser usada ao colocar, mas atenção deve ser dada à orientação e lubrificação.
E. Após a colocação é concluída, o solo deve ser coberto e compactado o mais rápido possível.

Colocação de cabos ópticos em edifícios:

UMA. Ao colocar na vertical, atenção especial deve ser dada ao problema de suporte de carga do cabo óptico. Geralmente, o cabo óptico deve ser fixado uma vez a cada duas camadas.
B. Quando o cabo óptico passa pela parede ou pelo chão, um tubo de plástico protetor com um protetor bucal deve ser adicionado, e o tubo deve ser preenchido com enchimento retardador de chama.
C. Uma certa quantidade de tubos de plástico também pode ser colocada antecipadamente no edifício, e quando o cabo óptico deve ser colocado no futuro, o cabo óptico pode ser colocado por tração ou método de vácuo.

Seleção de cabo óptico

A seleção de cabos ópticos não se baseia apenas no número de fibras ópticas e no tipo de fibras ópticas, mas também a bainha externa do cabo óptico de acordo com o ambiente de uso do cabo óptico.

Quando o cabo óptico externo está diretamente enterrado, o cabo óptico blindado deve ser selecionado. Quando em cima, um cabo óptico com uma bainha externa de plástico preto com duas ou mais nervuras de reforço pode ser usado.
Ao selecionar cabos ópticos usados em edifícios, atenção deve ser dada ao seu retardador de chama, características tóxicas e de fumaça. Geralmente, o tipo retardante de chama, mas sem fumaça (Pleno) pode ser usado na tubulação ou ventilação forçada, e o retardador de chamas, tipo não tóxico e livre de fumaça (Condutor) deve ser usado no ambiente exposto.
Ao cabear verticalmente no edifício, cabos de distribuição podem ser usados; ao ligar horizontalmente, cabos breakout podem ser usados.
Se a distância de transmissão for inferior a 2 km, você pode escolher o cabo óptico multimodo. Se ultrapassar 2km, você pode usar o repetidor ou escolher o cabo óptico de modo único.

5/5 - (1 voto)

Definição de cabo de fibra óptica