Как устроен оптоволоконный кабель?
Волоконно-оптический кабель принципиально отличается от других типов. С помощью такого устройства информация может передаваться не электрическими сигналами, как обычно, а световыми. К главному элементу можно отнести прозрачное стекловолокно. По нему свет преодолевает большие расстояния, при этом происходит лишь незначительное его ослабление.
Структура кабеля относительно проста. Его отличие от обычного в том, что в нем используется тонкое стекловолокно. Еще одной особенностью выступает изоляция. Она представляет собой оболочку, которая препятствует свету и не дает ему выходить за стекловолокно. Такой кабель работает по системе отражения света. Он отражается от границ веществ, которые имеют различные степени преломления. Таким образом у подобной защиты этот коэффициент будет значительно меньше, чем у обычной.
Защита металлической оплеткой от помех обычно не требуется. Но в редких случаях ее применение просто необходимо. Это касается ситуаций, когда нужно защитить кабель от сильных воздействий (обуславливается окружающей средой).
Почему оптический кабель лучше витой пары?
Кабель из оптоволокна имеет исключительные качества и это дает ему огромные преимущества перед классической "витой парой". Это касается его защищенности от помех и сохранности передаваемого материала (части информации). Практически никакие помехи не могут искажать передаваемый сигнал. Вдобавок он и сам не излучает никаких электромагнитных импульсов. Защита гарантируется еще и тем, что подключение к такому кабелю, для незаконной прослушки, сведено к нулю. Для того, чтобы это сделать, придется нарушить целостность провода.
Цена данного продукта, на сегодняшний день, практически равна цене обычного кабеля и продолжает постоянно снижаться. Но к оптоволокну придется докупать дополнительное оборудование (приемники, передатчики и пр.), что в конечном итоге сильно увеличивает комплект такого оборудования.
Стандартная величина затухания сигнала равна 5 дБ/км. Это приблизительно равно величине низкочастотных электрических проводов. Однако при возрастании частоты, увеличение затухания практически незаметно. Поэтому на больших частотах применяются, в основном, только кабели из оптоволокна. По этим характеристикам они пока не имеют аналогов.
Минусы оптоволокна
У оптоволоконного кабеля, конечно, есть и свои недостатки. Например, данная модель очень сложно устанавливается. Монтаж подразумевает максимальную точность в разъемах и осторожность при полировке волокна. От этих параметров будет зависеть уровень затухания сигнала. Чтобы сделать разъемы, прибегают к использованию сварки или склеивают гелем. Обязательным условием выступает идентичный коэффициент светового преломления этого геля и стекловолокна. Поэтому для монтажа требуется высококвалифицированный персонал и специализированные приборы и инструменты.
Оптоволоконный кабель способен и разветвлять сигнал, однако чаще всего он используется только для его передачи. Дело в том, что такое разветвление будет ослаблять проходящие сигналы.
У оптоволоконного кабеля есть и другие, менее существенные, недостатки. Например он не такой прочный и гибкий (нежели электрический). Также он чувствительный к другим излучениям, которые снижают прозрачность материала и приводят к более быстрому затуханию сигналов. Для данной модели нежелательны и резкие перепады температур. Из-за этого фактора материал может попросту треснуть. Однако, сейчас технологии позволяют производить стойкое волокно, которое отлично сопротивляется температуре. Стоить они будут немного дороже, чем стандартные.
Оптоволоконный кабель может быть чувствительным к сильным ударам и ультразвуку. Во избежание этих проблем активно используются защитные оболочки, которые уменьшают воздействие.
Согласование использования оптического кабеля связи
Особых проблем с согласованием и заземлением такого кабеля нет. Он также позволяет обеспечить правильную развязку сети компьютеров. Скорее всего, эта модель, в конечном итоге, совсем вытеснит электрический кабель. Это связано с материалами для производства: меди становится меньше, а изготовление оптоволокна зависит от наличия другого сырья, которого пока в достатке.
Одномодовое и многомодовое оптоволокно
Оптоволоконные кабели можно поделить на две группы:
1. Мультимодовый (многомодовый)
2. Мономодовый (одномодовый)
Главными различиями выступают разные режимы прохода света внутри кабеля.
Одномодовый кабель подразумевает прохождение всех лучей через один путь. Это приводит к тому, что все сигналы доходят одновременно и за-за этого они не искажаются. У такого кабеля размер центрального волокна не больше 1,3 мкм. При этом он передает лучи исключительно той длины, которая также равна этому показателю. Значения потери света практически незаметны. Это позволяет передавать информацию на большую дистанцию. Кабель с одним модом предполагает использование лазерных передатчиков, которые работают со светом только необходимой волны. Такое оборудование пока еще остается дорогостоящим и недолговечным. Хотя в перспективе прогнозируется, что одномодовый кабель станет единственным из-за своих превосходных качеств.
В случае с многомодовым кабелем все траектории лучей будут разбросаны. Из-за этого значительно снижается сигнал на выходе. Диаметр центрального волокна - 62,5 мкм, а оболочки - 125 мкм. Снижение стоимости данной модели было достигнуто путем использования обычного светодиода для передачи. Это решение также привело к более долгому сроку службы продукции. Волна света в таком кабеле равна 0,85 мкм. А его длина не превышает 5 км. На сегодняшний день многомодовый кабель является основным видом из всех оптоволоконных кабелей. Это объясняется его доступностью, более широким распространением и более низкой ценой. По задержке передачи сигнала такой вид оптоволоконного кабеля практически не отличается от электрического.
Читайте также:
Эти кабели опасны для жизни! Какие провода не стоит использовать
Самые необычные и уникальные виды кабеля
Сколько может служить кабель и провод? Срок жизни кабельной продукции
