Що таке волоконно-оптичний кабель - Оптико-електричний

Волоконно-оптичний кабель виготовляється відповідно до оптичного, специфікації механічних або екологічних характеристик, це зв'язок з використанням одного або кількох оптичних волокон, розміщених в оболонці як середовища передачі, і може використовуватися окремо або в груповому кабельному зборі.

Оптичні кабелі в основному складаються з оптичних волокон (скляні нитки тонкі, як волосся), пластикові захисні рукави та пластикові зовнішні обшивки. Немає таких металів, як золото, срібло, мідь та алюміній в оптичних кабелях, і, як правило, не мають переробної цінності.

Оптичний кабель - це різновид лінії зв'язку, в якій певна кількість оптичних волокон утворює серцевину кабелю за певним способом., яка покрита оболонкою, а деякі також покриті зовнішньою оболонкою для здійснення передачі оптичного сигналу. Це є: кабель, утворений оптичним волокном (оптичний носій передачі) через певний процес. Основна структура оптичного кабелю, як правило, складається з жили кабелю, арматурний сталевий дріт, наповнювач і оболонка, тощо. На додачу, є водонепроникний шар, буферний шар, ізольований металевий дріт та інші компоненти за потреби.

Історія волоконно-оптичних кабелів

в 1976, Інститут Белла Сполучених Штатів побудував першу експериментальну систему оптоволоконного зв'язку в Атланті, за допомогою оптичного кабелю, що містить 144 оптичні волокна виробництва Western Electric Company. в 1980, комерційні оптичні кабелі з багатомодових оптичних волокон почали використовувати на міжміських міжміських магістралях і кількох міжміських лініях. Комерційні волоконно-оптичні кабелі з одномодового волокна почали використовуватися на міжміських лініях в 1983. в 1988, було успішно прокладено перший трансатлантичний підводний кабель, що з'єднав США, Великобританію і Францію, і незабаром був побудований перший транстихоокеанський підводний кабель. Китай розробив власний оптичний кабель зв'язку в 1978, за допомогою багатомодового оптичного волокна, і структура жили кабелю шарувата. У Шанхаї були проведені польові випробування, Пекін, Ухань та інші місця послідовно. Незабаром після цього, використовувався як міжофісна магістраль у місцевій телефонній мережі. Після 1984, його поступово почали використовувати для міжміських ліній, і використовувалося одномодове волокно. Оптичні кабелі зв'язку мають більшу пропускну здатність, ніж мідні кабелі, велика дистанція реле, маленький розмір, легка вага, і відсутність електромагнітних перешкод. Оскільки 1976, вони розвинулися в міжміські магістральні лінії, міські реле, морські та трансокеанські підводні комунікації , а також магістраль провідних ліній електропередачі для локальних мереж, приватні мережі, тощо, і почав розвиватися в сферу розповсюджувальних мереж у місті, забезпечення ліній передачі для волоконно-домашніх і широкосмугових інтегрованих цифрових мереж.

Оптичний кабель є основним засобом передачі різноманітних інформаційних мереж у сучасному інформаційному суспільстві. Якщо "Інтернет" називається "інформаційна супермагістраль", тоді мережа оптичного кабелю є наріжним каменем інформаційної супермагістралі --- мережа оптичного кабелю є фізичним маршрутом Інтернету. Як тільки певний оптичний кабель пошкоджений і заблокований, в "інформаційна супермагістраль" в цьому напрямку буде знищено. Крім звичайних телефонів, телеграми, і факси, інформація, що передається по оптичному кабелю, тепер передається у великих кількостях, включаючи телевізійні сигнали, банківські перекази, біржові котирування, та іншу інформацію, яку не можна переривати ні на мить.

Наразі, розроблено режим передачі оптичного кабелю міжміського зв'язку від PDH до SDH, і швидкість передачі зросла з початкових 140 МБ/с до 2,5 ГБ/с, 4×2,5 ГБ/с, 16×2,5 ГБ/с або навіть вище, тобто Кажуть, що пара волоконних жил може відкриватися 30,000, 120,000, 480,000 або навіть більше каналів. З такою великою пропускною здатністю, після блокування оптичного кабелю, це не тільки завдасть величезних збитків телекомунікаційному сектору, але також завдають багато незручностей широкому загалу через погану комунікацію, наприклад, користувачі комп’ютерів не можуть отримати доступ до Інтернету, не знаючи фондового ринку, банківські перекази, і віддалені родовища. Візьміть його в бульбашку, і не можна передавати будь-яку інформацію. У віддалених гірських районах, після переривання оптичного кабелю, весь округ і навіть кілька округів уздовж оптичного кабелю будуть ізольовані від світу в зв'язку і стануть ізольованими островами.

Структура оптичного кабелю

Огляд

Оптичний кабель складається з жили кабелю, арматурний сталевий дріт, наповнювач і оболонка, тощо. На додачу, є водонепроникний шар, буферний шар, ізольований металевий дріт та інші компоненти за потреби.

оптичне волокно

Найважливішою частиною сердечника волоконно-оптичного кабелю є оптичне волокно. Давайте подивимося на теорію оптичного волокна та структуру оптичного волокна.

Світло та його властивості

Світло - це електромагнітна хвиля

Діапазон довжин хвиль видимого світла: 390~760 нм (нанометр). Частина більше 760 нм є інфрачервоним світлом, а частина менше 390 нм - це ультрафіолетове світло. Наразі, Найбільш часто використовувані оптичні волокна: 850, 1310, і 1550.

Заломлення, відбиття і повне відбиття світла.

Тому що світло в різних речовинах поширюється з різною швидкістю, коли світло випромінюється від однієї речовини до іншої, заломлення і відбивання відбуваються на межі розділу двох речовин. Також, кут заломленого світла змінюється залежно від кута падіння світла. Коли кут падіння світла досягає або перевищує певний кут, заломлений світло зникне, і все падаюче світло буде відбиватися назад, що є повним відбиттям світла. Різні речовини мають різні кути заломлення світла однієї довжини хвилі (тобто, різні речовини мають різні показники заломлення світла), і одна і та ж речовина має різні кути заломлення світла різної довжини хвилі. Волоконно-оптичний зв'язок формується на основі вищезазначених принципів.

Структура і тип оптичного волокна:

Структура оптичного волокна:

Голе волокно, як правило, поділяється на три шари: центральне скляне ядро з високим показником заломлення (діаметр серцевини, як правило 50 або 62,5 мкм), середина — покриття з кремнеземного скла з низьким показником заломлення (діаметр зазвичай становить 125 мкм), і крайнє - це смоляне покриття для зміцнення. підлога.

Числова апертура:

Світло, що падає на торець волокна, не може повністю пропускатися волокном, може тільки падаюче світло в межах певного діапазону кутів. Цей кут називається числовою апертурою волокна. Більша числова апертура оптичного волокна є вигідною для стикового з'єднання оптичного волокна. Оптичні волокна різних виробників мають різні числові апертури.

Види оптичних волокон:

А. За режимом пропускання світла в волокні, його можна розділити на: одномодове і багатомодове волокно.

Багатомодове волокно: Центральна скляна серцевина товщі (50 або 62,5 мкм) і може передавати світло в декількох режимах. Але його інтермодальна дисперсія велика, що обмежує частоту передачі цифрових сигналів, і це буде серйозніше зі збільшенням відстані. Наприклад: 600Оптоволокно МБ/КМ має пропускну здатність лише 300 МБ при 2 км. Тому, відстань багатомодової передачі по волокну відносно невелика, зазвичай лише кілька кілометрів.
Одномодове волокно: Центральне скляне ядро відносно тонке (діаметр серцевини, як правило 9 або 10 мкм), і може передаватися тільки один режим світла. Тому, його інтермодальна дисперсія дуже мала, який підходить для міжміського спілкування, але головну роль відіграє його хроматична дисперсія, тому одномодове волокно має більш високі вимоги до спектральної ширини та стабільності джерела світла, це є, ширина спектра вужча, а стабільність краща. .

Б. Відповідно до оптимального вікна частоти передачі: звичайне одномодове волокно та одномодове волокно зі зміщенням дисперсії.

Звичайний тип: Виробник оптичного волокна оптимізує частоту передачі оптичного волокна на одній довжині хвилі світла, наприклад 1310 нм.

Дисперсійно-зміщений тип: Виробники оптичних волокон оптимізують частоту передачі оптичного волокна на двох довжинах хвилі світла, як от: 1310нм і 1550 нм.

C. За розподілом показника заломлення, воно поділяється на: круті та градуйовані волокна.

Різкий тип: Показник заломлення від центральної серцевини волокна до скляної оболонки різкий. Він має низьку вартість і високу інтермодальну дисперсність. Він підходить для швидкісного зв'язку на короткі відстані, наприклад промисловий контроль. Однак, через малу інтермодальну дисперсію одномодового волокна, одномодове волокно приймає різкий тип.

Градуйовані волокна: Показник заломлення від центральної серцевини волокна до скляної оболонки поступово зменшується, так що світло високого режиму може поширюватися в синусоїдальній формі, що може зменшити дисперсію між режимами, покращити пропускну здатність волокна, і збільшити відстань передачі, але вартість висока. Волокна моди в основному є волокнами, які сортуються.

Загальні характеристики волокна:

Одиночний режим: 8/125мкм, 9/125мкм, 10/125мкм
Багаторежимний: 50/125мкм, європейський стандарт
62.5/125мкм, американський стандарт
Промисловий, Медичні та низькошвидкісні мережі: 100/140мкм, 200/230мкм
Пластикові: 98/1000мкм для автомобільного контролю

Виробництво та ослаблення оптичного волокна:

Виробництво оптичного волокна:

Наразі, Методи виробництва оптичного волокна в основному включають: CVD в пробірці (хімічне осадження з пари) метод, стрижневий метод CVD, PCVD (плазмохімічне осадження з пари) метод і VAD (осьове осадження з парової фази) метод.

Загасання оптичного волокна:

Основними факторами, що викликають ослаблення волокна, є: внутрішній, згинання, екструзія, домішки, нерівномірність і стиковий з'єднання.

Внутрішнє: Це властива втрата волокна, в тому числі: Релеївське розсіювання, внутрішнє поглинання, тощо.
Згинання: Коли волокно згинається, частина світла у волокні буде втрачена через розсіювання, що призводить до втрати.
Стиснути: Втрата, викликана крихітними вигинами оптичного волокна при його стисканні.
Домішки: Втрати, викликані домішками у волокні, які поглинають і розсіюють світло, що поширюється в волокні.
Нерівномірність: Втрата, викликана нерівномірним показником заломлення волокнистого матеріалу.
Стиковка: Втрати, що виникають при підключенні оптичного волокна, як от: різні осі (коаксіальність одномодового волокна повинна бути менше 0,8 мкм), торець не перпендикулярний до осі, торець не плоский, діаметр стикового сердечника не відповідає і якість зварювання погана.

Переваги оптичного волокна:

Смуга пропускання оптичного волокна дуже широка. Теоретично, воно може досягти 3 мільярд мегагерц.
Немає довжини хмелю. Від десятків до більше ніж 100 кілометрів, всього кілька сотень метрів мідного дроту.
Не піддається впливу електромагнітних полів і електромагнітного випромінювання.
Невелика вага і невеликі розміри. Наприклад: 900 пари кабелів витої пари с 21,000 голосові канали, діаметр є 3 дюймів, а вага є 8 тонн/км. Діаметр волоконно-оптичного кабелю з десятикратною ємністю зв'язку 0.5 дюймів і вагою 450P/KM.
Волоконно-оптичний зв'язок не електрифікований, і можна безпечно використовувати у легкозаймистих і агресивних місцях.
Використовуйте широкий діапазон температури навколишнього середовища.
Хімічна корозія, тривалий термін служби.

Класифікація оптичного кабелю

За способом укладання, там є: самонесучий верхній оптичний кабель, трубопровідний оптичний кабель, броньований заглиблений оптичний кабель і підводний оптичний кабель.
Відповідно до структури оптичного кабелю, воно поділяється на: оптичний кабель в комплекті, багатошаровий оптичний кабель, щільно обійнятий оптичний кабель, стрічковий оптичний кабель, неметалевий оптичний кабель і розгалужений оптичний кабель.
Відповідно до використання, там є: оптичний кабель для міжміського зв'язку, зовнішній оптичний кабель короткої відстані, гібридний оптичний кабель і оптичний кабель для будівництва.

Виробництво оптичного кабелю

Процес виготовлення оптичного кабелю зазвичай поділяється на наступні процеси:

Екранування оптичних волокон: виберіть оптичні волокна з чудовими характеристиками передачі та кваліфікованим натягом.
Фарбування оптичного волокна: використовувати стандартну повну хроматограму для ідентифікації, не вимагає вицвітання та міграції при високій температурі.
Вторинна екструзія: Використовуйте пластик з високим модулем пружності та низьким коефіцієнтом лінійного розширення для екструдування в трубку певного розміру, включите оптичне волокно і наповніть його вологостійким і водонепроникним гелем, і зберігати кілька днів (не менше двох діб) .
Скручування волоконно-оптичного кабелю: скрутити кілька екструдованих оптичних волокон і зміцнювальних блоків разом.
Стисніть зовнішню оболонку оптичного кабелю: додати шар оболонки до багатожильного оптичного кабелю.

Монтаж оптичного кабелю

За роки, Людське суспільство розробило набір зрілих методів і досвіду для конструювання оптичних кабелів. Наприклад, зовнішньої конструкції оптичних кабелів: найголовніше для прокладки далеких оптичних кабелів - вибрати відповідний шлях. Найкоротший шлях не обов'язково є найкращим, але й звернути увагу на право користування землею, можливість зведення або поховання, тощо.

Для зручного та надійного будівництва та майбутніх перевірок повинні бути дуже повні проектні та будівельні креслення. Під час будівництва, будьте обережні, щоб оптичний кабель не чинили сильного тиску або не прокололи його твердими предметами.

Коли оптичний кабель повертається, його радіус повороту дорівнює 20 разів більше діаметра самого оптичного кабелю.

Конструкція зовнішнього антенного оптичного кабелю:

А. Накладний спосіб підвішування дротяних кронштейнів простий і дешевий, і є найбільш поширеним у моїй країні, але додавати гачки та розташовувати їх займає багато часу.
Б. Накладний спосіб намотування підвісного дроту, цей метод є більш стабільним і меншим обслуговуванням. Але необхідна спеціальна упаковочна машина.
C. Самонесучий підвісний метод пред'являє високі вимоги до магістралі, складне будівництво та обслуговування, і висока вартість. В даний час він рідко використовується в Китаї.
д. Коли над головою, на місці, де оптичний кабель веде до багажника, необхідно встановити напрямний пристрій, а оптичний кабель не слід тягнути на землю. Зверніть увагу на зменшення тертя під час витягування оптичного кабелю. На кожній магістралі слід залишити довжину волоконно-оптичного кабелю для розширення та стискання.
Е. Зверніть увагу на надійне заземлення металевих предметів в оптичному кабелі. Особливо в гірських районах, райони високовольтної електромережі та багато областей, взагалі є 3 точки заземлення на кілометр, і навіть використовуються неметалеві оптичні кабелі.

Будівництво зовнішнього трубопроводу оптичного кабелю:

А. До будівництва, слід перевірити заповненість трубопроводу, пластикові підтруби слід очистити та поставити, і тягову лінію слід розміщувати одночасно.
Б. Розрахуйте довжину розгортання, і має бути достатньо зарезервованої довжини.
C. Довжина однієї укладання не повинна бути занадто великою (зазвичай 2 км). При проводці, його слід тягнути з середини в обидві сторони.
д. Сила тяги троса зазвичай не перевищує 120 кг, а частина армуючого сердечника оптичного кабелю повинна бути витягнута, необхідно провести водонепроникну та зміцнювальну обробку головки оптичного кабелю.
Е. Введення та виведення оптичного кабелю повинні бути обладнані пристроєм для спостереження, і підлогу не можна мити безпосередньо.
Ф. У трубопровідному оптичному кабелі також слід звернути увагу на надійне заземлення.

Прокладка безпосередньо прокладених оптичних кабелів:

А. Глибина траншеї для прямого підкопу оптичного кабелю повинна бути викопана відповідно до стандарту. Стандарт наведено в наступній таблиці:
Б. Де не можна копати траншеї, Трубопроводи можна прокладати над головою або просвердлити.
C. Дно канави має бути плоским і твердим, і частина піску, при необхідності можна попередньо залити цемент або опору.
д. При укладанні можна використовувати ручну або механічну тягу, але слід звернути увагу на керівництво та змащування.
Е. Після завершення укладання, ґрунт потрібно якомога швидше засипати і утрамбувати.

Прокладка оптичних кабелів у будівлях:

А. При вертикальному укладанні, особливу увагу слід приділити проблемі несучої навантаження оптичного кабелю. Загалом, оптичний кабель слід закріплювати один раз на два шари.
Б. Коли оптичний кабель проходить через стіну або підлогу, слід додати захисну пластикову трубу з капом, і трубу слід заповнити вогнезахисним наповнювачем.
C. У будівлі також можна заздалегідь прокласти певну кількість пластикових труб, і коли оптичний кабель буде прокладено в майбутньому, оптичний кабель може бути прокладений тяговим або вакуумним методом.

Вибір оптичного кабелю

Вибір оптичних кабелів залежить не тільки від кількості оптичних волокон і типу оптичних волокон., а також зовнішню оболонку оптичного кабелю відповідно до середовища використання оптичного кабелю.

Коли зовнішній оптичний кабель безпосередньо закопаний, слід вибрати броньований оптичний кабель. Коли над головою, можна використовувати оптичний кабель із чорною пластиковою зовнішньою оболонкою з двома або більше армуючими ребрами.
При виборі оптичних кабелів використовуються в будівлях, Слід звернути увагу на їх вогнезахисність, токсичні та димні характеристики. Загалом, вогнезахисний, але бездимний тип (Пленум) може використовуватися в трубопроводі або примусовій вентиляції, і вогнезахисний, нетоксичний і бездимний тип (стояк) слід використовувати у відкритому середовищі.
При вертикальному монтажі кабелю в будівлі, можна використовувати розподільні кабелі; при горизонтальній проводці, можна використовувати розривні кабелі.
Якщо відстань передачі менше 2 км, Ви можете вибрати багатомодовий оптичний кабель. Якщо вона перевищує 2 км, Ви можете використовувати ретранслятор або вибрати одномодовий оптичний кабель.

5/5 - (1 голосувати)

Визначення оптоволоконного кабелю