Ano ang fiber optic cable

Ang mga fiber optic cable ay malawakang ginagamit ngayon para sa paghahatid ng data. Sa ilang mga lugar ng IT, ganap nilang pinalitan ang mga tradisyonal na linya ng komunikasyon batay sa mga metal conductor. Ang mga optical na linya ay lalong epektibo kung saan ang malaking halaga ng data ay dapat ipadala sa malalayong distansya.

Ang pisikal na batayan ng fiber optics

Ang mga pisikal na prinsipyo ng operasyon ng optical fiber ay batay sa prinsipyo ng kabuuang pagmuni-muni. Kung kukuha tayo ng dalawang media na may magkaibang mga indeks ng repraktibo n₁ at n₂, at n₂<n₁ (halimbawa, hangin at salamin o salamin at transparent na plastik) at hayaan ang isang sinag ng liwanag sa isang anggulo α sa interface, pagkatapos ay dalawang kaganapan ang magaganap.

Ang isang sinag (ipinahiwatig sa pula sa figure), na inilunsad mula sa kaliwang tuktok (kasama ang arrow), ay bahagyang ire-refract at dadaan sa isang medium na may refractive index n₂ anggulo α₁<α - ang bahaging ito ng sinag ay ipinapahiwatig ng isang putol-putol na linya.Ang iba pang bahagi ng beam ay makikita mula sa interface sa parehong anggulo. Kung ang sinag ay pinaputok sa isang mas mababaw na anggulo β (ang berdeng sinag sa figure), kung gayon ang parehong bagay ay mangyayari - bahagyang pagmuni-muni at bahagyang pag-refraction sa isang anggulo β₁.

Kung ang anggulo ng saklaw na α ay higit na nabawasan (asul na sinag sa figure), kung gayon ang refracted na bahagi ng sinag ay maaaring "mag-slide" halos kahanay sa interface ng media (asul na dashed line). Ang isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng saklaw (isang berdeng sinag na insidente sa isang anggulo β) ay magiging sanhi ng isang husay na pagtalon - ang refracted na bahagi ay mawawala. Ang sinag ay ganap na makikita mula sa interface sa pagitan ng dalawang media. Ang anggulong ito ay tinatawag na anggulo ng kabuuang pagmuni-muni, at ang kababalaghan mismo ay tinatawag na kabuuang pagmuni-muni. Ang parehong ay maobserbahan sa isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng saklaw.

Optical fiber device

Ang optical fiber ay binuo sa prinsipyong ito. Binubuo ito ng dalawang coaxial layer na may magkaibang optical density.

Kung ang isang light beam ay pumasok sa bukas na dulo ng fiber sa isang anggulo na mas malaki kaysa sa anggulo ng light reflection, ito ay ganap na makikita mula sa contact boundary ng dalawang media na may iba't ibang mga refractive index, na may mababang attenuation sa bawat "jump".

Ang panlabas na bahagi ng optical fiber ay gawa sa plastic. Ang panloob ay maaari ding gawin ng transparent na plastik, pagkatapos ay maaari itong baluktot sa sapat na malalaking anggulo (kahit na pinagsama sa isang singsing, at ang liwanag na pumapasok sa loob ay dadaan pa rin mula sa isang dulo patungo sa isa na may pagpapalambing depende sa mga optical na katangian ng ang plastic at ang haba ng light guide). Para sa mga backbone cable kung saan hindi gaanong mahalaga ang flexibility, kadalasang gawa sa salamin ang panloob na core.Binabawasan nito ang pagpapalambing, binabawasan ang halaga ng hibla, ngunit nagiging sensitibo ito sa mga baluktot.

Upang mapataas ang throughput ng isang optical line, ang hibla ay ginawa sa isang two-mode o multi-mode na bersyon. Upang gawin ito, ang core cross section ay tinataasan sa 50 microns o 62.5 microns (kumpara sa 10 microns para sa single-mode). Ang dalawa o higit pang mga signal ay maaaring sabay na maipadala sa pamamagitan ng naturang optical fiber.

Ang konstruksiyon ng optical transmission line ay may ilang mga disadvantages. Isa na rito ang light dispersion na dulot ng magkaibang landas ng bawat signal. Natutunan nilang harapin ito sa pamamagitan ng paggawa ng isang core na may gradient (pagbabago mula sa gitna hanggang sa mga gilid) refractive index. Dahil dito, ang mga ruta ng iba't ibang mga beam ay naitama.

Ang mga cable na may multimode fibers ay pangunahing ginagamit para sa mga lokal na network (sa loob ng parehong gusali, isang enterprise, atbp.), At may single-mode fibers - para sa mga linya ng puno ng kahoy.

Fiber line device

Ang FOCL ay nagpapadala ng isang light signal na nabuo ng isang LED o isang laser. Ang isang de-koryenteng signal ay nabuo sa transmitter. Ang end device ay nangangailangan din ng signal sa anyo ng mga electrical impulses. Samakatuwid, kakailanganing baguhin ang orihinal na data nang dalawang beses. Ang isang pinasimple na diagram ng isang fiber optic na linya ay ipinapakita sa figure.

Ang signal mula sa transmitter ay na-convert sa mga light pulse at ipinadala sa isang optical line. Ang kapangyarihan ng mga naglalabas sa gilid ng pagpapadala ay limitado, samakatuwid, sa mga mahabang linya sa ilang mga agwat, ang mga aparato ay naka-install na nagbabayad para sa pagpapalambing - optical amplifier, regenerator o repeater.Sa receiving side ay may isa pang converter na nagpapalit ng optical signal sa electrical.

Disenyo ng optical cable

Upang ayusin ang isang fiber-optic na linya, ang mga indibidwal na hibla ay ginagamit bilang bahagi ng isang optical cable. Ang disenyo nito ay nakasalalay sa layunin ng linya ng paghahatid at ang paraan ng pagtula, ngunit sa pangkalahatan ay naglalaman ito ng ilang mga hibla na may indibidwal na proteksiyon na patong (mula sa mga gasgas at pinsala sa makina). Ang ganitong proteksyon ay karaniwang ginagawa sa dalawang layer - una, isang compound shell, at sa itaas - isang karagdagang patong ng plastic o barnisan. Ang mga hibla ay nakapaloob sa isang karaniwang kaluban (tulad ng maginoo na mga de-koryenteng kable), na tumutukoy sa saklaw ng cable at pinipili na isinasaalang-alang ang mga panlabas na impluwensya na sasailalim sa linya sa panahon ng operasyon.

Kapag naglalagay sa mga cable tray, may problema sa pagprotekta sa mga linya mula sa mga rodent. Sa kasong ito, kinakailangan na pumili ng isang cable na ang panlabas na kaluban ay pinalakas ng steel tape o wire armor. Ginagamit din ang mga hibla ng salamin bilang proteksyon laban sa pinsala.

Kung ang cable ay inilatag sa isang pipe, ang isang reinforced sheath ay hindi kinakailangan. Ang metal tube ay mapagkakatiwalaang nagpoprotekta laban sa mga ngipin ng mga daga at daga. Ang panlabas na shell ay maaaring gawing magaan. Ginagawa nitong mas madaling higpitan ang cable sa loob ng pipe.

Kung ang isang linya ay ilalagay sa lupa, ang proteksyon ay ginagawa sa anyo ng corrosion-protected wire armor o fiberglass rods. Nagbibigay ito ng mataas na pagtutol hindi lamang sa compression, kundi pati na rin sa pag-uunat.

Kung ang cable ay ilalagay sa mga lugar ng dagat, sa mga ilog at iba pang mga hadlang sa tubig, sa latian na lupa, atbp., ang karagdagang proteksyon mula sa isang aluminum polymer tape ay inilalapat. Ito ay kung paano pinipigilan ang tubig na makapasok.

Gayundin, maraming mga cable sa loob ng isang karaniwang kaluban ay naglalaman ng:

• reinforcing rods na nagsisilbi upang bigyan ang istraktura ng higit na lakas sa ilalim ng mga panlabas na mekanikal na impluwensya at sa panahon ng thermal elongation ng linya;
• mga tagapuno - mga plastic na thread na pumupuno sa mga walang laman na lugar sa pagitan ng mga hibla at iba pang mga elemento;
• power rods (ang layunin nila ay pataasin ang tensile load).

Sa malalaking span, sinuspinde ang linya sa isang cable, ngunit may mga self-supporting cable. Ang sumusuportang metal cable ay direktang itinayo sa shell.

Bilang isang hiwalay na uri ng fiber optic na linya, dapat na banggitin ang isang optical patch cord. Ang cable na ito ay naglalaman ng isa o dalawang fibers (single mode o dual mode) na nakapaloob sa isang karaniwang kaluban. Sa magkabilang panig, ang kurdon ay nilagyan ng mga konektor para sa koneksyon. Ang mga naturang cable ay may maikling haba at inilaan para sa pagkonekta ng mga kagamitan sa isang maikling distansya o para sa pagtula ng mga komunikasyon sa intracabinet.

Mga kalamangan at kawalan ng mga optical cable

Ang hindi mapag-aalinlanganang mga bentahe ng mga optical cable, na tumutukoy sa malawak na pamamahagi ng naturang mga linya ng komunikasyon, ay kinabibilangan ng:

• mataas na kaligtasan sa ingay - ang liwanag na signal ay hindi apektado ng sambahayan at pang-industriya na electromagnetic radiation, at ang linya mismo ay hindi naglalabas (ito ay nagpapahirap sa hindi awtorisadong pag-access sa ipinadala na impormasyon at hindi lumilikha ng mga problema ng electromagnetic compatibility);
• buong galvanic na paghihiwalay sa pagitan ng tumatanggap at nagpapadalang bahagi;
• mababang antas ng attenuation - mas mababa kaysa sa mga wired na linya;
• mahabang buhay ng serbisyo;
• malaking throughput.

Sa modernong mga katotohanan, mahalaga din na ang cable ay hindi nakakaakit ng mga magnanakaw na metal.

Ang optika ay walang mga bahid. Una sa lahat, ito ang pagiging kumplikado ng pag-install at koneksyon, na nangangailangan ng mga espesyal na kagamitan, tool at materyales, at nagpapataw din ng mas mataas na mga kinakailangan sa mga kwalipikasyon ng mga tauhan na kasangkot sa pag-install at pagpapanatili ng mga linya. Karamihan sa mga fault sa FOCL ay nauugnay sa mga error sa pag-install, na maaaring hindi agad makita. Sa una, ang halaga ng linya mismo ay mataas din, ngunit ang pag-unlad ng teknolohiya ay naging posible na i-level ang kawalan na ito sa mga antas ng mapagkumpitensya.

Ang mga linya ng komunikasyon sa optika ay sinakop ang isang seryosong sektor sa merkado ng mga materyales sa komunikasyon. Sa nakikinita na hinaharap, hindi sila nakakakita ng seryosong alternatibo maliban kung mayroong isang teknolohikal na tagumpay.

Mga katulad na artikulo: