Где используется оптоволоконный кабель – Оптический кабель, виды волоконно-оптического кабеля и пропускная способность, конструкция оптического кабеля, одномодовый и многомодовый оптический кабель

Содержание

Как выбрать оптоволоконный кабель

Оптоволоконный кабель стал стандартным компонентом в большинстве современных кабельных инфраструктур. Его устойчивость к электромагнитным и радиочастотным помехам сделали его одним из лучших для передачи сигнала. Он способен транспортировать сигналы на значительные расстояния в большинстве сетей. В настоящее время, оптоволоконный кабель используется на многих жилых улицах и ведет непосредственно к домам. Тем не менее, для многих людей, само значение оптоволокна, как оно работает и используется, по-прежнему не очень понятно. В этой статье мы рассмотрим ответы на некоторые из основных вопросов об оптоволоконном кабеле, поможем его выбрать и расскажем о том, когда и как он должен быть использован.

Что такое оптоволокно?

Оптическое волокно, или оптическое стекло, по существу, очень тонкие нити из стекла, через которое передается импульс света. Стекло с тонкой рубашкой называют оболочкой, через нее проходит сигнал. Эти оптоволоконные пряди собирают вместе общей рубашкой с образованием кабеля. Если вы попробуете растянуть пряди волокна во время установки, скорее всего, это приведет к их повреждению. В некоторых кабельных конструкциях можно увидеть твердый стержень из композитных материалов для придания дополнительной защиты.

Для передачи сигнала по стеклянным нитям, электрические устройства, называемые оптическими передатчиками, преобразовывают электрические сигналы (электроны) в импульсы света (фотоны). Импульсы модулированы так, чтобы приемный конец смог интерпретировать полученный сигнал от передающего конца. После того, как сигнал получен, он преобразуется обратно из фотонов в электроны, а затем передается в сеть. Обычно оптический канал требуется две нити волокна, одну для отправки и одну для приема.

Есть два типа оптического волокна, многомодовое и одномодовое

Многомодовое волокно

позволяет сигналу пройти в нескольких режимах вдоль внутренней поверхности стекла нити или стержня. Сердцевина волокна бывает диаметром 62,5 и 50 микрон. Мкм составляет 1 миллионная часть метра. Для сравнения, человеческие волосы около 100 мкм в диаметре. В многомодовом волокне, свет генерируется из недорогого источника света, светоизлучающего диода. В цифровых часах используется схожая технология. Этот оптический передатчик на светодиодной основе обычно называют медиа конвертером. Поскольку сигнал от конвертера проходит через стекло, он отскакивает вперед и назад вдоль внутренней стенки оболочки до тех пор, пока не достигнет своего пункта назначения. Этот процесс, происходит в миллионы в секунду и обеспечивает скорость передачи данных, 10 Мбит / с или 100 Мбит / с. Медленнее светодиоды уже почти не используются, так как спрос на большой пропускной канал данных возросла. Для достижения более высокой скорости передачи данных, рынок создал вертикальный резонатор поверхностного излучающего лазера. ВИЛ фокусирует свет в более узкой полосе в стекле и работает на более высоких скоростях. Технология позволяет увеличивать скорость передачи до 1 Гбит / с и 10 Гбит / с при небольших затратах, с использованием соответствующего волокна. Специально разработанное стекло работает лучше на более высоких скоростях передачи данных и позволяет сигналам путешествовать дальше. Например, самое лучшее 50 мкм волокно, может вместить 10 Гбит / с на расстоянии до 550 метров. Одномодовое оптическое волокно обычно имеет сердечник, 8,3 мкм в диаметре. Для одномодового волокна требуется лазерная технология для передачи и приема данных. Хотя используется лазер, свет в одномодовом волокне преломляется от оболочки волокна. Одиночный режим имеет возможность передачи сигнала на много километров, что делает его идеальным для телефона и кабельного телевидения. Электроника, необходимая для передачи одномодового сигнала, значительно дороже, чем для многомодовых, поэтому они не часто используется в локальной сети. Хотя основные размеры многомодового и одномодового волокна различаются,
оба типа волокон имеют наружный диаметр около 250 мкм. С такими кабелями проще работать.

Где используется оптоволоконный кабель?

Оптоволоконные кабели могут передавать больше данных на огромные расстояние, больше, чем обычные медные кабели. Волокно используется для связи сетей зданий вместе, к примеру, связь общежития и здания на территории университетского кампуса, и на сегодняшний день ими пользуются большое количество бытовых потребителей телевизионных и телефонных услуг. В большинстве коммерческих зданий, волокно используется для соединений стационарного кросса MDF, там, где находятся обычно сетевые серверы, и телекоммуникационные шкафы. Например, небольшая группа из пользователей может быть расположена в 500 метров от MDF. Примером, по сути, является соединение всех своих компьютеры в сеть. Так, стандартные медные кабели связи ограничены 100 метрами, на больших расстояниях они просто не будут работать. Размещая сетевые коммутаторы и в том числе медиа конвертер в одном корпусе, вы можете использовать оптоволоконный кабель для преодоления этих 100 метров. Конвертер данных на другом конце оптоволоконного кабеля завершает канал. Оптоволоконный кабель может быть установлен даже в небольших помещениях, так как

один оптический кабель может заменить сотни медных кабелей связи.

Какое оптическое волокно выбрать, 50 микрон или 62,5 мкм?

Хотя 62,5 мкм волокно было на пике популярности лишь несколько лет назад, 50 микрон быстро завоевало значительную долю рынка. 50 мкм волокно может иметь в 20 раз большую пропускную способность (пропускную способность данных) чем 62,5 микрон. Для целей идентификации, многомодовое и одномодовое волокно часто разделяют как по уровню производительности, так и по определенным стандартом ISO / IEC, которые зависят от ширины полосы пропускания. 62,5 мкм многомодовое волокно называют OM1. 50 мкм волокно называют OM2, OM3 и недавно появилось еще и OM4. Как вы можете себе представить, OM4 имеет большую пропускную способность, чем OM3, а OM3 имеет большую пропускную способность, чем OM2. Пятьдесят мкм OM3 волокно рассчитано на 10 Гбит полосу, передаваемую на расстояние до 300 метров, а OM4 может передавать на 550 метров. Таким образом, многие пользователи сейчас предпочитают OM3 и OM4 по сравнению с другими типами стекол. Почти 80% из 50 мкм волокна это волокно типа OM3 или OM4. Если вам требуется более высокие скорости передачи данных или у вас есть план по модернизации сети, рекомендую выбрать OM3 или OM4.

Какие типы разъемов следует использовать?

Существуют разъемы LC, FC, MT-RJ, ST и SC. Есть также разъемы MT / MTP типа, которые вмещают до 12 нитей волокна и занимают гораздо меньше места, чем другие разъемы. Самые популярные — разъемы SC типа, также известные, как разъемы общего назначения, которые нужно нажать и повернуть для блокировки. Производители отдают предпочтение SC и ST разъемам.

Какой дизайн кабеля выбрать?

Существуют многочисленные проекты оптических кабелей и уникальный дизайн практически у любого из них. Закрытый или открытый кабель с жесткими буферными волокнами очень популярен, если при установке кабель должен покинуть здание на небольшое расстояние, а затем повторно вернуться в другой корпус. Есть закрытые бронированные кабели, которые могут быть использованы в производственных помещениях или местах, где кабель может подвергаться механическому воздействию. Этот тип кабеля может сэкономить деньги, поскольку

бронирование является альтернативой металлической трубе или пластиковому кабельному туннелю.

Как видите, при выборе соответствующего дизайна оптоволоконного кабеля, вы должны тщательно проанализировать все пути кабеля и определить, какая нужна защита нитей волокна, как вы хотите разместить их в помещении и как вы намерены их спрятать.

www.xlr.ru

Что такое оптоволоконный кабель и где его применяют :: SYL.ru

В современном мире информация имеет огромное значение. На ней построена культура, общение, быт и экономика. При этом скорость получения информации должна быть максимально высокой, чтобы полностью удовлетворить запросы современности и поддерживать темп развития новых технологий. Именно поэтому большинство Интернет-провайдеров заменяют свои проводные системы на оптоволоконный кабель.

Назначение

Данный тип проводников рассчитан только на передачу светового импульса, который несет определенную информацию. Именно поэтому его используют для передачи данных, а не в качестве питающей системы. При этом оптоволоконный кабель позволяет увеличить скорость по сравнению с металлическим проводником в несколько раз, а при своей работе не имеет побочных эффектов в виде потери качества на больших расстояниях или нагрева проводника. Самым же большим преимуществом является то, что на посылаемый сигнал практически невозможно повлиять со стороны, а значит, он не подвергается воздействию блуждающих токов и не нуждается в экранировании.

Принцип действия

Работу подобного проводника в домашних условиях можно наблюдать в оптоволоконных лампах-ночниках. По специальным проводникам проходит световой импульс, который может обладать не только определенной периодичностью, но и цветом. В это время на другом конце его принимает устройство, преобразующее сигнал в необходимую форму.

Прокладка оптоволоконного кабеля

В настоящее время существует большое количество различных типов данного проводника, который отличается типом скрутки, наличием дополнительной оболочки и бронирования. Фактически можно сказать, что оптоволоконный кабель имеет такие же параметры, как и обычный проводник подобного типа, и требует одинакового процесса укладки. Однако при этом стараются избегать большого количества изгибов и витков, а также не производят работы на участках, подверженных сильному механическому воздействию.

Монтаж оптоволоконного кабеля

В отличие от металлических проводников, которые соединяются между собой способом скрутки, данный тип кабеля предполагает наличие специальных муфт или соединителей. Это связанно именно со способом передачи данных и материалом, который требует точной стыковки. Такие трудности при соединении можно назвать единственным недостатком, который имеет оптоволоконный кабель. При этом его цена постоянно уменьшается, в то время как стоимость металлических проводников постоянно возрастает.

Область применения

В наше время такой тип кабеля часто применяют для присоединения к сети Интернет. Он позволяет получить наибольшую скорость передачи данных, даже на значительном удалении от ретранслятора, и обеспечить стабильную связь. Большинство современных провайдеров повсеместно занимаются заменой всех своих старых линий на новые маршруты, основанные на применении оптоволоконного кабеля. Такие компании могут предложить своим пользователям качественное и высокоскоростное подключение к сети, и поэтому они пользуются большой популярностью.

www.syl.ru

Оптоволоконные кабели, виды и характеристики

Оптоволоконный кабель (он же волоконно-оптический) — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с другими типами электрических или медных кабелей. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент — это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции — стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически воз¬можная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля. Однако в данном случае необходимо применение специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Самый главный из них — высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.

Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.

Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10-20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Чувствителен он также к резким перепадам температуры, в результате которых стекловолокно может треснуть. В настоящее времы выпускаются оптические кабели из радиационно стойкого стекла (стоят они, естественно, дороже).

Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) — так называемый микрофонный эффект. Для его уменьшения используют мягкие звукопоглощающие оболочки.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией «звезда» и «кольцо». Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели всех типов или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

Многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;
Одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие ха¬рактеристики.

Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень не¬значительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не слишком долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным благодаря своим прекрасным характеристикам.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки — 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм. Допустимая длина кабеля достигает 2-5 км. В настоящее время многомодовый кабель — основной тип оптоволоконного кабеля, так как он дешевле и доступнее. Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м.

rostech.info

Оптический кабель и его применение в телекоммуникационных технологиях

Сегодня практически в каждом жилище есть свободный доступ к высокоскоростному интернету. Если бы не оптоволоконный кабель, который активно применяется провайдерами, подобные услуги не отличались таким качеством.

Особенности оптического волокна

Передавать информацию на внушительные расстояния можно различными способами. Раньше для этих целей применялся стандартный кабель, по которому шел электрический сигнал.

Но новаторы и изобретатели понимали, что луч света преодолевает определенное расстояние значительно быстрее. Современный волоконно оптический кабель сконструирован таким способом, что по специальным жилам из кварцевого стекла движется поток света, который и передает определенный объем информации.

Классификация такой продукции широка. Он может монтироваться прямо в грунт, в специально подготовленные трубы, в несущие конструкции.

Востребован и самонесущий кабель, который прокладывается в подвешенном состоянии. Он позволяет передавать информацию на внушительные расстояния. Без магистрального оптоволокна мы не смогли бы пользоваться интернетом, мобильной связью.

Внутренние жилы кабеля стеклянные. Из-за этого в процессе монтажа его нельзя изгибать под сильным углом.

Прежде чем начать процесс прокладки коммуникаций, необходимо изучить соответствующую техническую документацию.

Элементы, монтируемые по воздуху или в грунт, подвергаются существенному воздействию факторов среды. Солнечное излучение, сильный ветер, влага, дождь – все эти природные явления негативно влияют на эксплуатационные свойства продукции.

Поэтому кабель покрывается слоем надежной полимерной изоляции, позволяющей продлить срок использования продукции.

Самонесущий кабель должен быть прочным. Нередко на такие провода, подвешиваемые между специальными опорами по воздуху, садятся крупные птицы. Под их весом оптоволокно не должно обрываться. Зная обо всех особенностях применяемых материалов, намного проще сделать адекватный обоснованный выбор.

Производство и продажа оптического волокна

Оптическое волокно закупается в немалых объемах. Чтобы получить качественную продукцию, необходимо обратиться к надежному производителю.

Отечественные компании преуспевают в этой сфере. Они предлагают продукцию собственного производства в достаточном ассортименте для удовлетворения потребностей основной массы клиентов. Если потребителю нужен самонесущий оптический кабель, представитель компании поинтересуется, для каких целей тот делает приобретение, где оптоволокно будет использоваться.

Это необходимо, чтобы подобрать оптимальные варианты поставки. Следует прислушиваться к мнению специалистов. Они дают дельные советы. Многие постоянные клиенты знают, насколько важно получить предварительную консультацию, чтобы потом не жалеть о неправильном решении.

Поставляется производимая продукция в специальных бобинах. Транспортируется в контейнерах или любым другим удобным для заказчика способом. Производитель предлагает всю сопутствующую техническую документацию. Клиенты получают подробное руководство по монтажу и дальнейшей эксплуатации.

Долговечность предлагаемой продукции – основное ее достоинство. Но если определенный участок оптического волокна нуждается в ремонте, нет нужды демонтировать всю коммуникационную сеть.

Достаточно выполнить замену поврежденных элементов. Отдельные части кабеля крепятся посредством специальных муфт. Они тоже поставляются производителем. Чтобы сделать заказ, необходимо отправить заявку менеджеру производственной компании.

Также смотрите на видео познавательную передачу о производстве оптоволоконных кабелей.

По материалам: http://www.intg.ru/

По материалам: http://www.intg.ru/production/s/

euroelectrica.ru

Оптоволокно — это… Что такое Оптоволокно?

Связка оптоволокна. Теоретически, использование передовых технологий, таких как DWDM, со скромным количеством волокон, которое представлено здесь, может дать достаточную пропускную способность, с помощью которой легко было бы передать всю необходимую информацию, в которой нуждается вся планета (около 100 терабит в секунду в одном оптоволокне. )

Оптоволокно — это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

Простой принцип действия позволяет использовать различные методы, дающие возможность создавать самые разнообразные оптоволокна:

Одномодовые оптоволокна
Многомодовые оптоволокна
Оптоволокна с градиентным показателем преломления
Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.

Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837—1901 гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950-х годах. Они стали использоваться в связи несколько позже, в 1970-х; с этого момента технический прогресс значительно увеличил диапазон применения и скорость распространения оптоволокон, а также уменьшил стоимость систем оптоволоконной связи.

Применение

Оптоволоконная связь

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны из кварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов.

Оптоволоконный датчик

Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определенных областях.

Оптоволокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптоволокном^[1].

Оптоволоконные датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Оптоволоконные датчики хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков (Оптоволоконное измерение температуры).

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Другое применение оптоволокна — в качестве датчика в лазерном гироскопе, который используется в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна полученные при вращении заготовки с сильным встроеным двойным лучепреломлением.

Оптоволокно применяется в охранной сигнализации на особо важных объектах (например, ядерное оружие). Когда злоумышленик пытается переместить боеголовку, условия прохождения света через световод изменяются, и срабатывает сигнализация.

Другие применения оптоволокна

Диск фрисби, освещенный оптоволокном

Оптоволокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптоволокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные ёлки.

Оптоволокно также используется для формирования изображения. Когерентный пучок, передаваемый оптоволокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Примечания

См. также

Литература

Gambling, W. A., «The Rise and Rise of Optical Fibers», IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, pp. 1084–1093, Nov./Dec. 2000
Gowar, John, Optical Communication Systems, 2 ed., Prentice-Hall, Hempstead UK, 1993 (ISBN 0-13-638727-6)
Hecht, Jeff, City of Light, The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, New York, 1999 (ISBN 0-19-510818-3)
Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0-13-027828-9)
Nagel S. R., MacChesney J. B., Walker K. L., «An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance», IEEE Journal of Quantum Mechanics, Vol. QE-18, No. 4, April 1982
Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1-55860-445-6)

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Оптоволоконный кабель: характеристики, виды монтажа

Оптическое волокно предложило новый уровень коммуникационного обеспечения на высокой скорости и с оптимизированной технической базой. Но для максимального достижения положительных факторов применения данной технологии требуется выполнение качественного монтажа. Дело в том, что оптоволоконный кабель только внешне напоминает привычные и традиционные средства передачи сигнала, однако его структура гораздо сложнее и требовательнее в обращении.

Что представляет собой оптоволокно?

Само по себе оптическое волокно – это тонкая кварцевая трубка-цилиндр разной степени плотности. Состав его тоже неоднороден, так как для повышения отдельных параметров еще на этапе производства могут добавляться легирующие включения. Функциональная структура формируется двумя частями – сердцевиной и оболочкой (не относится к изоляционному покрытию).

Импульс света всегда находится в границах этих двух уровней, но отражается только к ядру проводника. Собственно, данный принцип работы и обуславливает высокую скорость передачи данных оптоволоконным кабелем. Витая пара, к слову, в стандартных форматах типа САТ3 и САТ5 обеспечивает скорость передачи на уровне 10, 100, Мбит/с, в то время как оптоволокно достигает 1000 Мбит/с.

Классификация по структуре кабеля

Оптоволоконная линия может содержать одну или несколько мод, под которыми понимается режим распространения светового луча. Одномодные кабели обеспечивают передачу всех лучей в одном направлении. Они проходят тот же путь на одинаковой скорости, достигая конечной точки приема в равное время, что не искажает сигнал. Технологически работа одномодового оптоволоконного кабеля поддерживается лазерными приемниками, которые используют световое излучение только с одной длиной волны.

Многомодовые волокна поддерживают несколько траектории светового направления, что обуславливает существенный разброс лучей, поэтому сигнал искажается. Непосредственно передачу обеспечивает не лазерный, а стандартный светодиод, что позволяет сокращать затраты на прокладку линии. Это же решение сказывается на увеличении эксплуатационного срока кабеля относительно показателей одномодового проводника.

Классификация кабеля по назначению

Пожалуй, одним из слабых мест с точки зрения прокладки оптоволоконного кабеля будет его низкая универсальность. Чувствительная структура зачастую накладывает ограничения на использование одного кабеля в разных условиях. Как правило, это связано с толщиной и защитными изоляторами провода. Поэтому на базовом уровне разделяют следующие типы оптоволокна:

Для внешней прокладки. Обычно формирует магистральные сети на много километров. Предъявляет высокие требования к наружной защите – преимущественно от механических повреждений, поэтому широкое распространение получила бронированная изоляция на основе стали, алюминия или поликарбоната. Для придания контуру жесткости в структуре провода также используется металлическая проволока.
Для внутренней прокладки. Типичным представителем этой группы является оптоволоконный кабель для Интернета, который может образовывать многоуровневую и сложную по структуре сеть передачи информации к широкому массиву абонентов в рамках небольшой подсистемы. Если речь идет о внутренних магистральных линиях, то оптоволокно может применяться в комбинации с витой парой.
Для шнуров. Оптические или коммутационные отрезки кабеля, выполняющие не столько функции проводника сигнала, сколько задачи переходных соединений на небольших расстояниях.

Характеристики кабеля

Как и у других видов проводников, оптоволокно имеет широкие диапазоны различных параметров. Если же говорить о наиболее распространенных форматах и усредненном стандарте, то электротехнические характеристики оптоволоконного кабеля можно представить так:

Сопротивление металлической изоляции при контактах с землей/водой на 1 км – не менее 2000 МОм.
Способность выдерживать напряжение в цепи с металлической изоляцией – до 20 кВ.
Максимально допустимая сила импульсного тока – до 105 кА.
Радиус изгиба – до 20 внешних диаметров кабеля.
Срок службы оптических кабелей – до 25 лет.

Что касается размеров сердцевины, то для одномодового волокна диапазон диаметров составляет 8-10 мкм, а для многомодовых сердечников – от 50 до 62,5 мкм. У внешней оболочки стандартный диаметр универсален для всех типов оптоволокна и составляет 125 мкм. Такие кабели можно использовать в структурированной кабельной системе с разъемными и неразъемными соединениями. Для специализированного применения в особых условиях может применяться изоляционный буфер оболочки, с которым внешний диаметр будет варьироваться от 250 до 900 мкм.

Технологические этапы прокладки оптоволокна

После согласования необходимых документов можно приступать к разработке технического решения. На первом этапе подбирается оптимальный способ организации кабельной линии. Если речь идет о магистральной трассе, то допускаются практически все варианты прокладки – под землей, под водой, по воздуху или наземным способом. В немалой степени это будет зависеть и от типа самого проводника. Например, самонесущий оптоволоконный кабель на основе высокопрочных арамидных нитей оптимально подходит для подвеса на опорных линиях электропередач и связи. Причем его используют как для устройства небольших контуров между домами, так и для километровых трасс. В любом случае выбранный кабель подвергается тщательному контролю и только после этого допускается к монтажу.

На следующем этапе готовится сама трасса. Главные задачи исполнителей в этой части – обеспечить максимально благополучные условия для укладки, фиксации и будущей эксплуатации кабеля. Должна быть обеспечена опорно-несущая инфраструктура, а сама линия прокладки формируется с расчетом на минимизацию изгибов и поворотных узлов. Далее можно приступать непосредственно к рабочим мероприятиям.

Закрытая прокладка под грунтом

Размещение оптоволоконной линии под землей может осуществляться открытым траншейным способом или посредством трубопровода. Изоляционные трубы для протяжения в них кабеля обычно используются при укладке толстых трасс на многокилометровые расстояния. Самый надежный способ – организовать траншею глубиной 70-150 см, после чего смонтировать опорные стойки или блоки. На них укладывается труба, в которую предварительно заводится линия. Как правило, прокладка оптоволоконного кабеля под землей осуществляется сегментами. Защитные трубы поочередно формируют контур и свариваются частями, а линия проводится по мере наращивания расстояния. На завершающем этапе трасса засыпается землей.

Открытая прокладка кабеля под землей

В данном случае обходятся без специальных труб, но с применением кабелеукладчика. Это устройство, позволяющее разместить оптоволокно в траншее с минимальными изгибами и поддержкой намеченного контура фиксации. В процессе укладки кабель плавно пропускается сквозь кассету ножа кабелеукладчика с ранее установленным диапазоном изгиба. Важно, чтобы глубина прокладки составляла не менее 120 см и на пути не было частых пересечений с подземными коммуникациями.

Чтобы по всей трассе оптоволоконный кабель разместился с одинаковыми параметрами допустимого угла уклона, радиус изгиба в укладчике должен сохраняться одинаковым на протяжении всей дистанции. После завершения укладки выше уровня нахождения кабеля проводится сигнальная лента, а в точках пересечения с другими коммуникациями устанавливаются электронные маркерные информаторы.

Подвеска по воздуху

Для установки кабеля таким способом можно использовать уже существующую инфраструктуру линий электропередач, железнодорожного или городского транспорта в зависимости от характеристик и назначения трассы. Как уже отмечалось, самый простой монтаж оптоволоконного кабеля по воздуху выполняется с помощью самонесущего провода. В этом случае прокладывается пучок кабелей в одном направлении. Крепление производится к предварительно протянутому тросу. По мере размотки жесткой проволоки оптоволокно приклеивается к ней и обвязывается полиэтиленовой нитью. Стяжки и хомуты использовать можно лишь в качестве дополнения фиксирующей системы. Небольшая масса оптического волокна позволяет прокладывать его кабели натяжным способом на многие километры.

Способы соединения оптических волокон

Желательно избегать частых узлов соединения, но полностью их исключить все равно не удастся. Независимо от способа прокладки и назначения кабеля потребуется выполнять сведение двух контуров.

Это делается следующими способами:

С помощью коннекторов. Конструкционный вариант, предполагающий использование механических устройств – своего рода сплиттеров. Метод удобный, но качество связи и надежность такого соединения оставляют желать лучшего.
Склейка. Более надежный вариант соединения оптоволоконного кабеля, выполняемый посредством эпоксидного клея. Желательно использовать двухкомпонентные составы с характеристикой преломления, соответствующей конкретному волокну. Этот способ дает хороший эксплуатационный эффект, но сам процесс монтажа может доставить немало хлопот.
Сваривание. Специальным аппаратом-паяльником выполняется термическая обработка окончаний двух линий оптоволокна, после чего податливая структура формирует монолитный стык. Шов укрепляется термоусаживающимися гильзами и через некоторое время позволяет использовать кабель в дальнейших монтажных операциях.

Подключение оптоволоконного кабеля

Когда линия будет подведена к непосредственному объекту эксплуатации, остается лишь завершить монтажный процесс с помощью электротехнической фурнитуры. Базовым элементом в данной инфраструктуре выступит розетка. Она размещается в доме или квартире у входа и соединяет аппаратуру потребителя с распределительным щитком.

Для ввода кабеля в розетку желательно использовать оптический патч-корд. От этого узла можно прокладывать оптоволоконный кабель для Интернета под роутер, линию для телефона или телевизора. В процессе монтажных операций используются обжимные кримперы под стандартный разъем RJ11, штекер формата RJ, а также инструменты для зачистки кабеля.

Заключение

Сложно переоценить значение оптоволокна для организации современных линий электросвязи. Практичность и универсальность вкупе с высокими технико-эксплуатационными данными сделали оптоволоконный кабель наиболее востребованным проводником информации как в коммерческих структурах, так и на бытовом уровне. Разумеется, пока не обходится и без негативных факторов применения данного кабеля, что выражается и в высокой стоимости, и в отдельных нюансах монтажа. Но практика показывает, что и эти слабые места с лихвой компенсируются положительными эффектами применения, не говоря о стремлении производителей оптимизировать технологии прокладки оптоволоконных трасс.

fb.ru

Волоконно-оптический кабель – что это и зачем он нужен?

Фото из открытых источников
Волоконно-оптический кабель – представляет собой стеклянный пучок нитей, который может передавать оптические сигналы. Еще совсем недавно такой кабель стали применять для абонентских линий, а уже сейчас – это основная среда для того, чтоб передавать цифровую информацию на больших расстояниях.

Зачем нужен кабель ОКГ?

Кабель ОКГ разработали для того, чтоб заменить громоздкие кабеля из меди. Они могут выпускаться в таких модификациях как – одномодовые (получили свое применение в телефонии) и многомодовые (широко применяются в сетях). Различия между ними состоит в том, что одномодовые волокна могут передавать сигналы с волнами одной длинны, а многомодовые – волны с разной длинной.

Производство

Ранее уже было сказано, что ВОК – представляет собой стеклянные волокна. Изначально одно волокно – это стержень из стекла, диаметр которой от пяти до восьми сантиметров. Далее такой стержень загружается в специальную машину, которая путем плавки и протягивания превращает его в волокно. После этого такое волокно покрывается оболочкой с внутренними силовыми компонентами.

Прокладывается ВОК практически так же как и медный, но разница состоит в хрупкости, т.е. если ВОК чрезмерно изгибать или натягивать – он ломается.

Безопасность

Для работы с волокно-оптическими кабелями необходимо ни в коем случае не смотреть на торец без специального оборудования, т.к. практически невидимый кусок волокна может, попав в глаза нанести им непоправимый ущерб.

Сращивание

ВОК сращивают либо механически (благодаря специальному устройству концы кабеля полируются, а гель заполняет микро-полости) либо с помощью плавления (волокна плавятся и становятся одним целым).

В основном сращивают волокна механически, т.к. для этого необходим простой набор инструментов, которые предлагают практически все производители, а полировкой может заняться любой рабочий службы поддержки. Если же сращивать волокна методам плавления, то необходимо дорогое оборудование, и не каждый монтажник сможет это сделать.

Ремонт кабеля

Конструкция ВОК изначально совершенна и имеет достаточно каналов в своем резерве, что дает гарантию работы сети с потерями, сведенными к минимуму, если кабель был поврежден. Но в тоже время, если повреждение произошло, то для ремонта потребуется сделать как минимум 2 дополнительных стыка, что может привести к потере мощности. Для того, чтоб этого не произошло, следует заранее включить в кабельную систему ремонтно-восстановительные работы. Конечно, это потребует лишних средств, но поможет сэкономить если возникли какие-либо неполадки в кабеле.
planet-today.ru