Čo je kábel z optických vlákien

Čo je kábel z optických vlákien

Definícia kábla z optických vlákien

Kábel z optických vlákien je vyrobený tak, aby vyhovoval optickým, špecifikácie mechanického alebo environmentálneho výkonu, je to komunikácia využívajúca jedno alebo viac optických vlákien umiestnených v plášti ako prenosové médium a môže byť použitá jednotlivo alebo v skupine káblov.

Optické káble sa skladajú hlavne z optických vlákien (sklenené vlákna tenké ako vlasy), plastové ochranné návleky a plastové vonkajšie plášte. Neexistujú žiadne kovy ako zlato, striebro, meď a hliník v optických kábloch, a vo všeobecnosti nemajú žiadnu recyklačnú hodnotu.

Optický kábel je druh komunikačného vedenia, v ktorom určitý počet optických vlákien tvorí jadro kábla podľa určitej metódy, ktorý je pokrytý plášťom, a niektoré sú tiež pokryté vonkajším plášťom na realizáciu prenosu optického signálu. Teda: kábel tvorený optickým vláknom (optický prenosový nosič) cez určitý proces. Základná štruktúra optického kábla sa vo všeobecnosti skladá z káblového jadra, výstužný oceľový drôt, výplň a plášť, atď. Okrem toho, má vodotesnú vrstvu, vyrovnávacia vrstva, izolovaný kovový drôt a ďalšie komponenty podľa potreby.

História optických káblov

In 1976, Bell Institute of United States vybudoval prvý optický komunikačný experimentálny systém v Atlante, pomocou optického kábla obsahujúceho 144 optické vlákna vyrábané spoločnosťou Western Electric Company. In 1980, komerčné optické káble vyrobené z multimódových optických vlákien sa začali používať na medzimestských medzimestských vedeniach a niekoľkých diaľkových vedeniach. Komerčné optické káble vyrobené z jednovidového vlákna sa začali používať na diaľkových linkách v r 1983. In 1988, bol úspešne položený prvý transatlantický podmorský kábel spájajúci Spojené štáty americké, Britániu a Francúzsko, a čoskoro bol postavený prvý transpacifický podmorský kábel. Čína vyvinula vlastný komunikačný optický kábel v r 1978, pomocou multimódového optického vlákna, a štruktúra jadra kábla je vrstvená. Testy v teréne boli vykonané v Šanghaji, Peking, Wuhan a ďalšie miesta postupne. Čoskoro potom, bol používaný ako medzipobočkový zväzok v miestnej telefónnej sieti. Po 1984, postupne sa začala používať na diaľkové linky, a bolo použité jednovidové vlákno. Komunikačné optické káble majú väčšiu prenosovú kapacitu ako medené káble, dlhá štafetová vzdialenosť, malá veľkosť, nízka hmotnosť, a žiadne elektromagnetické rušenie. Od r 1976, vyvinuli sa do diaľkových kmeňových liniek, mestské relé, pobrežná a zaoceánska podmorská komunikácia , ako aj chrbticu káblových prenosových vedení pre lokálne siete, súkromné ​​siete, atď., a začala sa rozvíjať do oblasti užívateľských slučiek distribučných sietí v meste, Poskytovanie prenosových liniek pre fibre-to-the-home a širokopásmové digitálne siete s integrovanými službami.

Optický kábel je hlavným prenosovým nástrojom rôznych informačných sietí v dnešnej informačnej spoločnosti. Ak "Internet" sa nazýva "informačná superdiaľnica", potom je sieť optických káblov základným kameňom informačnej superdiaľnice --- sieť optických káblov je fyzickou cestou internetu. Raz je určitý optický kábel poškodený a zablokovaný, na "informačná superdiaľnica" v tomto smere budú zničené. Okrem bežných telefónov, telegramy, a faxy, informácie prenášané cez optický kábel sa teraz prenášajú vo veľkých množstvách, vrátane televíznych signálov, bankové prevody, burzové kotácie, a ďalšie informácie, ktoré nemožno na chvíľu prerušiť.

V súčasnosti, prenosový režim diaľkového komunikačného optického kábla bol vyvinutý z PDH na SDH, a prenosová rýchlosť sa vyvinula z pôvodných 140 MB/S na 2,5 GB/S, 4× 2,5 GB/S, 16×2,5 GB/S alebo ešte viac, to je Hovorí sa, že pár vláknitých jadier sa môže otvoriť 30,000, 120,000, 480,000 alebo dokonca viac kanálov. Pri takej veľkej prenosovej kapacite, po zablokovaní optického kábla, spôsobí obrovské straty nielen telekomunikačnému sektoru, ale tiež spôsobujú mnohé nepríjemnosti širokej verejnosti v dôsledku zlej komunikácie, napríklad, že používatelia počítačov nemajú prístup na internet, neznalosť akciového trhu, bankové prevody, a vzdialené vklady. Vezmite to do bubliny, a nie je možné prenášať všetky druhy informácií. V odľahlých horských oblastiach, po prerušení optického kábla, celý kraj a dokonca aj niekoľko krajov pozdĺž optického kábla bude komunikačne izolovaný od sveta a stanú sa izolovanými ostrovmi.

Konštrukcia optického kábla

Prehľad

Optický kábel sa skladá z káblového jadra, výstužný oceľový drôt, výplň a plášť, atď. Okrem toho, má vodotesnú vrstvu, vyrovnávacia vrstva, izolovaný kovový drôt a ďalšie komponenty podľa potreby.

optické vlákno

Najdôležitejšou časťou jadra optického kábla je optické vlákno. Poďme sa pozrieť na teóriu optických vlákien a štruktúru optických vlákien.

Svetlo a jeho vlastnosti

1. Svetlo je elektromagnetické vlnenie

Rozsah vlnových dĺžok viditeľného svetla je: 390~760 nm (nanometer). Časť väčšia ako 760 nm je infračervené svetlo, a časť menšia ako 390 nm je ultrafialové svetlo. V súčasnosti, najčastejšie sa používajú optické vlákna: 850, 1310, a 1550.

2. Refrakcia, odraz a úplný odraz svetla.

Pretože svetlo sa v rôznych látkach šíri rôznou rýchlosťou, keď sa svetlo vyžaruje z jednej látky do druhej, lom a odraz sa vyskytujú na rozhraní medzi týmito dvoma látkami. Tiež, uhol lomu svetla sa mení s uhlom dopadajúceho svetla. Keď uhol dopadajúceho svetla dosiahne alebo prekročí určitý uhol, lomené svetlo zmizne, a všetko dopadajúce svetlo sa odrazí späť, čo je úplný odraz svetla. Rôzne látky majú rôzne uhly lomu svetla rovnakej vlnovej dĺžky (tj, rôzne látky majú rôzne indexy lomu svetla), a tá istá látka má rôzne uhly lomu svetla rôznych vlnových dĺžok. Komunikácia optických vlákien je vytvorená na základe vyššie uvedených princípov.

Štruktúra a typ optického vlákna:

1. Štruktúra optických vlákien:

Holé vlákno je vo všeobecnosti rozdelené do troch vrstiev: centrálne sklenené jadro s vysokým indexom lomu (priemer jadra je všeobecne 50 alebo 62,5 μm), v strede je obklad z kremičitého skla s nízkym indexom lomu (priemer je všeobecne 125 μm), a vonkajšia vrstva je živicový povlak na vystuženie. Poschodie.

2. Numerická clona:

Svetlo dopadajúce na koncovú stranu vlákna nemôže byť celé vlákno prenesené, iba dopadajúce svetlo v určitom rozsahu uhla. Tento uhol sa nazýva numerická apertúra vlákna. Väčšia numerická apertúra optického vlákna je výhodná na spájanie optického vlákna na tupo. Optické vlákna vyrábané rôznymi výrobcami majú rôzne číselné apertúry.

3. Druhy optických vlákien:

A. Podľa spôsobu prenosu svetla vo vlákne, dá sa rozdeliť na: jednovidové vlákno a viacvidové vlákno.

Multimódové vlákno: Stredové sklenené jadro je hrubšie (50 alebo 62,5 μm) a môže prenášať svetlo vo viacerých režimoch. Jeho intermodálny rozptyl je však veľký, ktorý obmedzuje frekvenciu vysielania digitálnych signálov, a s narastajúcou vzdialenosťou to bude vážnejšie. Napríklad: 600Vlákno MB/KM má pri 2 km šírku pásma iba 300 MB. Preto, vzdialenosť multimódového vláknového prenosu je relatívne krátka, spravidla len niekoľko kilometrov.
Jednovidové vlákno: Stredové sklenené jadro je pomerne tenké (priemer jadra je všeobecne 9 alebo 10 μm), a môže byť prenášaný iba jeden režim svetla. Preto, jeho intermodálny rozptyl je veľmi malý, ktorý je vhodný pre komunikáciu na diaľku, ale hlavnú úlohu zohráva jeho chromatická disperzia, takže jednovidové vlákno má vyššie požiadavky na spektrálnu šírku a stabilitu svetelného zdroja, to jest, spektrálna šírka je užšia a stabilita lepšia. .

B. Podľa optimálneho okna prenosovej frekvencie: konvenčné jednovidové vlákno a jednovidové vlákno s posunom disperzie.

Konvenčný typ: Výrobca optických vlákien optimalizuje prenosovú frekvenciu optického vlákna na jednej vlnovej dĺžke svetla, napríklad 1310 nm.

Typ s posunutým rozptylom: Výrobcovia optických vlákien optimalizujú prenosovú frekvenciu optických vlákien pri dvoch vlnových dĺžkach svetla, ako napr: 1310nm a 1550 nm.

C. Podľa rozdelenia indexu lomu, delí sa na: náhle a odstupňované vlákna.

Prudký typ: Index lomu od centrálneho jadra vlákna po sklenený plášť je prudký. Má nízku cenu a vysoký intermodálny rozptyl. Je vhodný pre nízkorýchlostnú komunikáciu na krátke vzdialenosti, ako je priemyselná kontrola. Avšak, v dôsledku malého intermodálneho rozptylu jednovidového vlákna, jednovidové vlákno používa náhly typ.

Triedené vlákno: Index lomu od stredového jadra vlákna po sklenený plášť sa postupne znižuje, aby sa svetlo s vysokým režimom mohlo šíriť v sínusovej forme, čo môže znížiť rozptyl medzi režimami, zlepšiť šírku pásma vlákna, a zväčšiť prenosovú vzdialenosť, ale náklady sú vysoké. Mode vlákna sú väčšinou triedené vlákna.

4. Spoločné špecifikácie vlákien:

Jediný režim: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
Multimode: 50/125μm, európsky štandard
62.5/125μm, americký štandard
Priemyselná, Lekárske a nízkorýchlostné siete: 100/140μm, 200/230μm
Plastové: 98/1000μm pre ovládanie automobilov

Výroba a tlmenie optických vlákien:

1. Výroba optických vlákien:

V súčasnosti, Medzi spôsoby výroby optických vlákien patria najmä: in-tube CVD (chemické vylučovanie pár) metóda, in-rod CVD metóda, PCVD (plazmovo-chemická depozícia z pár) metóda a VAD (axiálne naparovanie) metóda.

2. Optical fiber attenuation:

The main factors that cause fiber attenuation are: intrinsic, bending, extrusion, impurities, non-uniformity and butt joint.

Intrinsic: It is the inherent loss of the fiber, including: Rayleigh scattering, intrinsic absorption, atď.
Bending: When the fiber is bent, part of the light in the fiber will be lost due to scattering, resulting in loss.
Squeeze: Loss caused by tiny bends in an optical fiber when it is squeezed.
Impurities: Losses caused by impurities in the fiber absorbing and scattering light propagating in the fiber.
Non-uniformity: Loss caused by non-uniform refractive index of the fiber material.
Docking: The loss generated when the optical fiber is docked, ako napr: different axes (the coaxiality of single-mode fiber is required to be less than 0.8μm), the end face is not perpendicular to the axis, the end face is not flat, priemer jadra na tupo nezodpovedá a kvalita zvárania je nízka.

Výhody optického vlákna:

1. Priepustné pásmo optického vlákna je veľmi široké. Teoreticky, môže dosiahnuť 3 miliardy megahertzov.
2. Žiadna dĺžka chmeľu. Desiatky až viac ako 100 kilometrov, len niekoľko sto metrov medeného drôtu.
3. Nie je ovplyvnená elektromagnetickými poľami a elektromagnetickým žiarením.
4. Nízka hmotnosť a malé rozmery. Napríklad: 900 párov krútených párov káblov s 21,000 hlasové kanály, priemer je 3 palce, a váha je 8 ton/KM. Kábel z optických vlákien s desaťnásobnou komunikačnou kapacitou má priemer o 0.5 palcov a hmotnosť 450 P/KM.
5. Komunikácia cez optické vlákno nie je elektrifikovaná, a možno ho bezpečne používať na horľavých a násilných miestach.
6. Používajte široký rozsah teploty okolia.
7. Chemická korózia, dlhá životnosť.

Klasifikácia optických káblov

1. Podľa spôsobu kladenia, existujú: samonosný nadzemný optický kábel, pipeline optical cable, armored buried optical cable and submarine optical cable.
2. According to the optical cable structure, delí sa na: bundled optical cable, layered optical cable, tightly hugged optical cable, ribbon optical cable, non-metallic optical cable and branchable optical cable.
3. According to the use, existujú: optical cable for long-distance communication, short-distance outdoor optical cable, hybrid optical cable and optical cable for building.

Výroba optických káblov

The manufacturing process of optical cable is generally divided into the following processes:

1. Screening of optical fibers: select optical fibers with excellent transmission characteristics and qualified tension.
2. Optical fiber dyeing: use standard full chromatogram to identify, requiring no fading and no migration at high temperature.
3. Secondary extrusion: Na vytlačenie do rúrky určitej veľkosti použite plast s vysokým modulom pružnosti a nízkym koeficientom lineárnej rozťažnosti, vložte optické vlákno a naplňte ho gélom odolným voči vlhkosti a vode, a uložte ho na niekoľko dní (nie menej ako dva dni) .
4. Krútenie kábla optických vlákien: skrútiť dohromady niekoľko extrudovaných optických vlákien a spevňujúcich jednotiek.
5. Stlačte vonkajší plášť optického kábla: pridajte vrstvu plášťa na lankový optický kábel.

Inštalácia optického kábla

V priebehu rokov, ľudská spoločnosť vyvinula súbor zrelých metód a skúseností pre konštrukciu optických káblov. Napríklad, vonkajšia konštrukcia optických káblov: najdôležitejšou vecou pre kladenie diaľkových optických káblov je výber vhodnej trasy. Najkratšia cesta nemusí byť nevyhnutne najlepšia, ale pozor aj na užívacie právo k pozemku, možnosť postavenia alebo pohrebu, atď.

Pre pohodlnú a spoľahlivú konštrukciu a budúce kontroly musia existovať veľmi kompletné konštrukčné a konštrukčné výkresy. Počas výstavby, dávajte pozor, aby ste optický kábel nevystavili silnému tlaku alebo ho neprepichli tvrdé predmety.

Keď sa optický kábel otočí, jeho polomer otáčania je 20 krát väčší ako priemer samotného optického kábla.

Výstavba vonkajšieho anténneho optického kábla:

A. Stropný spôsob zavesenia drôtených konzol je jednoduchý a lacný, a je v mojej krajine najpoužívanejší, je však časovo náročné pridávať háčiky a usporiadať ich.
B. Závesný spôsob vinutia drôtu nad hlavou, táto metóda je stabilnejšia a vyžaduje menej údržby. Vyžaduje sa však špeciálny ovinovací stroj.
C. Samonosná nadzemná metóda má vysoké požiadavky na kmeňové vedenie, náročná konštrukcia a údržba, a vysoké náklady. V Číne sa v súčasnosti používa zriedka.
D. Keď nad hlavou, v mieste, kde vedie optický kábel do kufra, musí byť nainštalované vodiace zariadenie, a optický kábel by sa nemal ťahať k zemi. Pri ťahaní optického kábla dbajte na zníženie trenia. Na každom kmeni by mala byť ponechaná dĺžka kábla z optických vlákien kvôli roztiahnutiu a stiahnutiu.
E. Dbajte na spoľahlivé uzemnenie kovových predmetov v optickom kábli. Najmä v horských oblastiach, oblasti rozvodnej siete vysokého napätia a mnohé oblasti, všeobecne existujú 3 uzemňovacích bodov na kilometer, a dokonca sa používajú aj nekovové optické káble.

Výstavba vonkajšieho potrubného optického kábla:

A. Pred výstavbou, mala by sa skontrolovať obsadenosť potrubia, plastové pomocné potrubia by sa mali vyčistiť a umiestniť, a zároveň by malo byť umiestnené trakčné vedenie.
B. Vypočítajte dĺžku nasadenia, a musí byť dostatočná rezervovaná dĺžka.
C. Dĺžka jednej pokládky by nemala byť príliš dlhá (všeobecne 2 km). Pri elektroinštalácii, treba ho ťahať zo stredu na obe strany.
D. Ťažná sila lana vo všeobecnosti nie je väčšia ako 120 kg, a výstužnú jadrovú časť optického kábla treba vytiahnuť, a mala by sa urobiť vodotesná a spevňujúca úprava hlavy optického kábla.
E. Prívod a vývod optického kábla musí byť vybavený nadväzovacím zariadením, a podlaha sa nedá priamo utrieť.
F. Potrubný optický kábel by mal dbať aj na spoľahlivé uzemnenie.

Pokládka priamo uložených optických káblov:

A. Hĺbka priameho podzemného výkopu optického kábla by mala byť vykopaná podľa normy. Norma je uvedená v nasledujúcej tabuľke:
B. Kde sa zákopy kopať nedajú, potrubia môžu byť položené nad hlavou alebo vŕtané.
C. Dno priekopy by malo byť ploché a pevné, a časť piesku, cement alebo podpera môžu byť v prípade potreby vopred naplnené.
D. Pri pokladaní je možné použiť ručnú alebo mechanickú trakciu, ale treba dávať pozor na vedenie a mazanie.
E. Po dokončení pokládky, pôdu treba čo najskôr zasypať a zhutniť.

Pokládka optických káblov v budovách:

A. Pri zvislom kladení, osobitná pozornosť by sa mala venovať problémom s nosnosťou optického kábla. Vo všeobecnosti, optický kábel by mal byť pripevnený raz za dve vrstvy.
B. Keď optický kábel prechádza cez stenu alebo podlahu, mala by sa pridať ochranná plastová rúrka s chráničom úst, a potrubie by malo byť naplnené plnivom spomaľujúcim horenie.
C. Určité množstvo plastových rúrok je možné položiť aj vopred v budove, a kedy sa má v budúcnosti položiť optický kábel, optický kábel môže byť položený trakčnou alebo vákuovou metódou.

Výber optického kábla

Výber optických káblov nie je založený len na počte optických vlákien a druhu optických vlákien, ale aj vonkajší plášť optického kábla podľa prostredia použitia optického kábla.

1. Keď je vonkajší optický kábel priamo zakopaný, mal by sa vybrať pancierový optický kábel. Keď nad hlavou, možno použiť optický kábel s čiernym plastovým vonkajším plášťom s dvoma alebo viacerými výstužnými rebrami.
2. Pri výbere optických káblov používaných v budovách, pozornosť by sa mala venovať ich spomaľovačom horenia, toxické a dymové vlastnosti. Vo všeobecnosti, typ spomaľujúci horenie, ale bez dymu (plénum) možno použiť v potrubí alebo nútenej ventilácii, a spomaľovač horenia, non-toxic and smoke-free type (Riser) should be used in the exposed environment.
3. When cabling vertically in the building, distribution cables can be used; when wiring horizontally, breakout cables can be used.
4. If the transmission distance is less than 2km, you can choose multi-mode optical cable. If it exceeds 2km, you can use repeater or choose single-mode optical cable.