Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Оптическое волокно
Оптическое волокно – нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.
Принцип работы
На рис. 1 показано, как свет передается по волокну. Рассмотрим пловца на дне водоема. Если он посмотрит на поверхность воды под достаточно малым углом, дно водоема полностью отразится на поверхности раздела вода – воздух. Примерно то же происходит внутри волокна; свет передастся благодаря множеству внутренних отражений. Внутри волокна свет отражается от материала оптической оболочки, имеющей меньший коэффициент преломления, снова в сторону сердцевины. Таким образом, непрерывные внутренние отражения позволяют свету распространяться по ходу движения.
Конструкция оптического волокна
На современном рынке сетевого оборудования представлено множество видов оптоволоконных кабелей, однако сами волокна в них мало чем отличаются друг от друга. Кроме этого, волокна, из которых собирают кабеля, производит совсем маленькое число предприятий.
Конструкция не так сложна, как кажется на первый взгляд. Клэдинг (так называется внешний диаметр отражающей оболочки) – это постоянная величина, находящаяся в пределах 125±2 мкм. Для защиты кабеля от проникновения влаги и водорода применяют специальный полимерный лак (его слой 2-3 мкм.).
Для придания кабелю гибкости, и, при этом, сохранения его прочности, используют специальное защитное покрытие. Его название – буфер и изготовляется оно из эпоксиакрилата. Оболочка может быть различных цвета – это делают для облегчения работы монтажников. Ее толщина равна 250±15 мкм. Для облегчения монтажа кабельной системы и повышения защиты, используют решения с вторичным буфером диаметром 900 мкм.
Все последующие части кабеля просто выполняют функцию защиты хрупких волокон от повреждений извне.
Типы волокон
Волокно различается по типам маршрутов световых лучей или способам их прохождения по сердечнику волокна. Существует 2 основных типа волокон: одномодовое (однолучевое) и многомодовое (многолучевое). Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления n1 и n2.
В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода).
В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).
Характеристики волокон
Оба типа волокна характеризуются двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией.
Затухание измеряется в дБ/км и определяется потерями на поглощение и на рассеяние излучения в оптическом волокне.
При распространении импульсов света по волокну наблюдается их расплывание, или явление дисперсии. По оптическому волокну передается не просто световая энергия, но также полезный информационный сигнал. Импульсы света, последовательность которых определяет информационный поток, в процессе распространения расплываются. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приеме.
Конструкции оптических кабелей
Конструкции ОК в основном определяются назначением и областью их применения. В связи с этим имеется много конструктивных вариантов. В настоящее время в различных странах разрабатывается и изготавливается большое число типов кабелей.
Рис. 2. Типовые конструкции оптических кабелей:
а—повивная концентрическая скрутка; б—скрутка вокруг профилированного сердечника; в—плоская конструкция; 1— волокно; 2— силовой элемент; 3— демпфирующая оболочка; 4—защитная оболочка; 5—профилированный сердечник; 6— ленты с волокнами
Однако все многообразие существующих типов кабелей можно подразделять на три группы (рис.2) :
Кабели первой группы имеют традиционную повивную концентрическую скрутку сердечника по аналогии с электрическими кабелями. Каждый последующий повив сердечника по сравнению с предыдущим имеет на шесть волокон больше. Известны такие кабели преимущественно с числом волокон 7, 12, 19. Чаще всего волокна располагаются в отдельных пластмассовых трубках, образуя модули.
Кабели второй группы имеют в центре фигурный пластмассовый сердечник с пазами, в которых размещаются ОВ. Пазы и соответственно волокна располагаются по геликоиде, и поэтому они не испытывают продольного воздействия на разрыв. Такие кабели могут содержать 4, 6, 8 и 10 волокон. Если необходимо иметь кабель большой емкости, то применяется несколько первичных модулей.
Кабель ленточного типа состоит из стопки плоских пластмассовых лент, в которые вмонтировано определенное число ОВ. Чаще всего в ленте располагается 12 волокон, а число лент составляет 6, 8 и 12. При 12 лентах такой кабель может содержать 144 волокна.
Классификация по назначению
По условиям эксплуатации кабели подразделяют на:
Первые два типа кабелей предназначены для прокладки внутри зданий и сооружений. Они компактны, легки и, как правило, имеют небольшую строительную длину.
Кабели последних двух типов предназначены для прокладки в колодцах кабельных коммуникаций, в грунте, на опорах вдоль ЛЭП, под водой. Эти кабели имеют защиту от внешних воздействий и строительную длину более двух километров.