Оптический кабель и типы конструкций волоконно-оптических кабелей
Оптический кабель и типы конструкций волоконно-оптических кабелей. Принцип построения оптоволокна и его конструкция. Принцип работы оптического волокна связи и основные разновидности кабеля.
27.06.2015
4 comments
Волоконно-оптический кабель связи изготавливают на основе тончайших элементов – волоконных световодов (fiber optic). Оптический кабель используется в диапазоне частот от 1013 до 1015 Гц и характеризуется нечувствительностью к различным помехам и низкими потерями, образуя при этом сотни тысяч телефонных каналов.
Световод состоит из сердцевины и оболочки, которые изготавливают из кварцевого стекла. Строение волокна таково, что световой луч испытывает полное внутреннее отражение на границе сердцевины с оболочкой ввиду разницы в показателях преломления данных элементов. Световод покрыт несколькими слоями для его защиты и улучшения технических характеристик. Подобный элемент с защитным покрытием и называют оптическим волокном.
При соединении портов аппаратуры и оптических кабелей важно обращать внимание на их совместимость, тип волокна, а также возможную дальность передачи сигнала. В случае применения одноточечных портов входы-выходы перепутать невозможно, однако нужно учитывать их разнотипность.
Оптическое оборудование достаточно разнообразно. Даже для одного и того же типоразмера волокна в различных аппаратурах применяются разные соединительные шнуры.
Волокна изготавливают как из стекла, так и из полимерных композиций. Причем последние намного дешевле, но при этом и расстояние передачи сигнала меньше. Поэтому чаще всего всё-таки используются кабели со стеклянными волокнами, которые в свою очередь подразделяются на одномодовые (SMF, Single Mode Fiber) с сердцевиной в 5 – 10 мкм и многомодовые (MMF, Multi Mode Fiber) с сердцевиной 50 и 62,5 мкм. Диаметр оболочки составляет 125 мкм.
Выбор между одномодовым и многомодовым волокном зависит от конкретных условий. Так достижение точности позиционирования сердцевин в одномодовых волокнах - процесс достаточно сложный, поэтому и вся одномодовая аппаратура стоит дорого. Многомодовое волокно дешевле одномодового, однако, оно вносит большее затухание и обладает модовой дисперсией, которая ограничивает полосу пропускания.
Передача данных по оптическому волокну происходит посредством инфракрасного диапазона. В качестве излучателей для многомодовых волокон используют недорогие светодиоды и полупроводниковые лазеры.
Для двусторонней связи между парой узлов используется метод мультиплексирования: в одном направлении передаются сигналы на одной длине волны, в обратном направлении – соответственно на другой. Для использования оптических кабелей необходимы разветвители, которые позволяют проводить сигнал в волокно и из этого же волокна выделять сигнал другой длины, передавая его в приемник. Сегодня на рынке представлено много односторонних приемопередатчиков со встроенным WDM и разъемом для подключения волокна, при этом цена практически не превышает стоимость традиционных двусторонних.
Возможности оптической связи огромны, но для использования их по-максимуму необходимо развитие технологий в области микроэлектроники. Оптические волокна обеспечивают высочайшую скорость передачи данных, при этом, не завися от помех.
На сегодняшний день многомодовый оптический кабель 50/125 и 62,5/125 используют для сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, для прокладки на расстояния до 500м. Пропускная способность данного типа кабеля – 2,5 Гбит/с.
Одномодовый кабель 9/125 используют для сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, для прокладки на большие расстояния (2000м). Пропускная способность - 10 Гбит/с.
Как правило, в конструкции кабеля предусмотрены оптические волокна в количестве от 4 до 216 штук. Срок службы волоконно-оптических кабелей обычно составляет не менее 25 лет. Напоминаем, что купить оптический кабель по цене производителя можно в нашем каталоге товаров компании "Вионет".
Температура эксплуатации: от 60 до +50 С.
Кабель имеет следующую конструкцию:
- стальной трос в качестве ЦСЭ (4) , расположенного по центру устройства в полимерной трубке (5);
- оптические волокна в специальной полимерной трубке (3);
- гидрофобный материал (2), заполняющий пустоты трубки, в котором расположены волокна;
- гидрофобный заполнитель (6) в технологических пустотах кабеля;
- внешние защитные покрытия – скрепляющая лента (7) и полиэтиленовая оболочка (8).
Оптические кабели ОК/Т предназначены для воздушной прокладки как ручным, так механизированным способом. Интервал температур, при котором возможна эксплуатация данного типа кабелей от – 60 до +50 С. Исполнение вариативно.
Структура кабеля ОК/Т имеет следующий вид:
- центральный силовой элемент (4) посередине устройства в специальной полимерной трубке (6);
- оптические волокна (1), расположенные в индивидуальной полимерной трубке (3);
- гидрофобный заполнитель (2) в пространстве трубки (3) для защиты проводящих элементов – волокон;
- несущий элемент (5) с ЦСЭ по центру в полиэтиленовой оболочке;
- гидрофобный заполнитель (7) в технологических пустотах кабеля;
- внешние слои – скрепляющая лента (8) и полиэтиленовая оболочка (9).
Кабель оптический ОКС - изделие, предназначенное для прокладки в кабельной канализации, в трубах, во влажных условиях, а также через водные преграды различного характера. Возможна прокладка во всех видах грунта, исключая подверженные мерзлотным изменениям структуры. Благодаря упрочненной конструкции кабель разрешено прокладывать на территориях, где возможно негативное влияние со стороны грызунов. Рекомендуемый эксплуатационный интервал температур: от – 60 до + 50 С.
Конструкция ОКС:
- стальной трос или стеклопластиковый пруток в качестве ЦСЭ (4) , расположенного по центру устройства в полимерной трубке (5);
- оптические волокна (1) в специальных полимерных трубках (3) с гидрофобным заполнением (2) свободного пространства;
- гидрофобное наполнение (6) межэлементного технологического пространства;
- скрепляющая лента, нанесенная поверх внутренних элементов;
- двойная полиэтиленовая оболочка (8, 10), между слоями которой расположена стальная ленточная броня (9).
Кабель оптический типа ОКБ - устройство, используемое в кабельной канализации, в трубах и коллекторах, в грунтах всех типов, исключая подверженных мерзлотным изменениям. Эксплуатация возможна при температуре воздуха от 60 до +50 С. Кабель исполняется в различных вариантах.
Структура кабеля ОКБ имеет следующий вид:
- стальной трос (4) в качестве ЦСЭ в специальной полимерной трубке (5) по центру конструкции;
- оптические волокна (1) в полимерной трубке (3), заполненной гидрофобным материалом (2);
- гидрофобный заполнитель (6) в технологических пустотах кабеля;
- скрепляющая лента (7), наложенная поверх трубок с волокнами;
- две полиэтиленовые оболочки (8, 10), между которыми проложена стальная проволочная броня.
Рис. 1 Рис.2
В современных оптоволоконных технологиях применяют волновую теорию света. В контексте данного учения свет рассматривают как электромагнитную волну конкретной длины. В однородной среде волна распространяется по прямой траектории. На границе изменения характеристик среды направление волны и её состав меняются. Для примера рассмотрим две среды разной плотности, граничащие друг с другом. На рисунке 1 схематически изображен процесс поглощения и отражения волны на границе двух сред.
Так, волна при распространении в одной среде достигает границы другой под некоторым углом. Далее она частично проникает в другую среду под новым углом «с» и частично отражается под углом «b». Угол падения «а» равен углу отражения «b». На рисунке 1 изображено соотношение для нахождения угла «с». Для того, чтобы эффект преломления отсутствовал достаточно, чтобы угол «с» был нулевым. Условие полного отражения света: sin a = n2/n1. Данный эффект и используют для управления распространением света в заданной среде.
Также необходимо задать правильную траекторию движения волны, что возможно осуществлять за счет эффекта полного отражения света. Для этого необходимо две среды разной плотности, в роли которых обычно выступают кварцевые стекла. Сердцевина оптического волокна выполняется из более плотного стекла и покрывается стеклом меньшей оптической плотности. Волна претерпевает полное отражение от менее плотного покрытия. В конструкции волокна также предусмотрено первичное защитное покрытие с целью предотвращения механических повреждений.
На практике условие полного отражения света невыполнимо. Всегда есть небольшие нюансы. Так достаточно сложно реализовать подобный источник света с абсолютно точным углом падения. Изготовление идеально ровного волокна невозможно, избежать определенных технологических шероховатостей – задача практически невыполнимая. Наконец, добиться абсолютно идеальной инсталляции также нельзя. Не смотря на все трудности и тонкости в сфере производства оптического волокна, разработчики оптических кабелей ведут постоянную работу над улучшением качества выпускаемой продукции.
Любой из перечисленных видов дисперсии негативно влияет на пропускную способность канала. Световая волна поступает в волокно импульсами. Размытость импульса по времени требует увеличенных интервалов между сигналами, что в свою очередь сильно снижает пропускную способность. Поэтому крайне важно снижать величину дисперсии, а также сокращать количество одновременно проникающих в пространство световода лучей.
Световод состоит из сердцевины и оболочки, которые изготавливают из кварцевого стекла. Строение волокна таково, что световой луч испытывает полное внутреннее отражение на границе сердцевины с оболочкой ввиду разницы в показателях преломления данных элементов. Световод покрыт несколькими слоями для его защиты и улучшения технических характеристик. Подобный элемент с защитным покрытием и называют оптическим волокном.
При соединении портов аппаратуры и оптических кабелей важно обращать внимание на их совместимость, тип волокна, а также возможную дальность передачи сигнала. В случае применения одноточечных портов входы-выходы перепутать невозможно, однако нужно учитывать их разнотипность.
Оптическое оборудование достаточно разнообразно. Даже для одного и того же типоразмера волокна в различных аппаратурах применяются разные соединительные шнуры.
Волокна изготавливают как из стекла, так и из полимерных композиций. Причем последние намного дешевле, но при этом и расстояние передачи сигнала меньше. Поэтому чаще всего всё-таки используются кабели со стеклянными волокнами, которые в свою очередь подразделяются на одномодовые (SMF, Single Mode Fiber) с сердцевиной в 5 – 10 мкм и многомодовые (MMF, Multi Mode Fiber) с сердцевиной 50 и 62,5 мкм. Диаметр оболочки составляет 125 мкм.
Выбор между одномодовым и многомодовым волокном зависит от конкретных условий. Так достижение точности позиционирования сердцевин в одномодовых волокнах - процесс достаточно сложный, поэтому и вся одномодовая аппаратура стоит дорого. Многомодовое волокно дешевле одномодового, однако, оно вносит большее затухание и обладает модовой дисперсией, которая ограничивает полосу пропускания.
Передача данных по оптическому волокну происходит посредством инфракрасного диапазона. В качестве излучателей для многомодовых волокон используют недорогие светодиоды и полупроводниковые лазеры.
Для двусторонней связи между парой узлов используется метод мультиплексирования: в одном направлении передаются сигналы на одной длине волны, в обратном направлении – соответственно на другой. Для использования оптических кабелей необходимы разветвители, которые позволяют проводить сигнал в волокно и из этого же волокна выделять сигнал другой длины, передавая его в приемник. Сегодня на рынке представлено много односторонних приемопередатчиков со встроенным WDM и разъемом для подключения волокна, при этом цена практически не превышает стоимость традиционных двусторонних.
Возможности оптической связи огромны, но для использования их по-максимуму необходимо развитие технологий в области микроэлектроники. Оптические волокна обеспечивают высочайшую скорость передачи данных, при этом, не завися от помех.
На сегодняшний день многомодовый оптический кабель 50/125 и 62,5/125 используют для сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, для прокладки на расстояния до 500м. Пропускная способность данного типа кабеля – 2,5 Гбит/с.
Одномодовый кабель 9/125 используют для сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, для прокладки на большие расстояния (2000м). Пропускная способность - 10 Гбит/с.
Как правило, в конструкции кабеля предусмотрены оптические волокна в количестве от 4 до 216 штук. Срок службы волоконно-оптических кабелей обычно составляет не менее 25 лет. Напоминаем, что купить оптический кабель по цене производителя можно в нашем каталоге товаров компании "Вионет".
Типы конструкций волоконно-оптических кабелей
Кабель оптический ОК – устройство, предназначенное для прокладки в кабельной канализации и коллекторах, в трубах и блоках. Прокладка – ручная и механизированная. Возможно выполнение различных модификаций данного кабеля с одномодовым и многомодовым волокном.Температура эксплуатации: от 60 до +50 С.
Кабель имеет следующую конструкцию:
- стальной трос в качестве ЦСЭ (4) , расположенного по центру устройства в полимерной трубке (5);
- оптические волокна в специальной полимерной трубке (3);
- гидрофобный материал (2), заполняющий пустоты трубки, в котором расположены волокна;
- гидрофобный заполнитель (6) в технологических пустотах кабеля;
- внешние защитные покрытия – скрепляющая лента (7) и полиэтиленовая оболочка (8).
Оптические кабели ОК/Т предназначены для воздушной прокладки как ручным, так механизированным способом. Интервал температур, при котором возможна эксплуатация данного типа кабелей от – 60 до +50 С. Исполнение вариативно.
Структура кабеля ОК/Т имеет следующий вид:
- центральный силовой элемент (4) посередине устройства в специальной полимерной трубке (6);
- оптические волокна (1), расположенные в индивидуальной полимерной трубке (3);
- гидрофобный заполнитель (2) в пространстве трубки (3) для защиты проводящих элементов – волокон;
- несущий элемент (5) с ЦСЭ по центру в полиэтиленовой оболочке;
- гидрофобный заполнитель (7) в технологических пустотах кабеля;
- внешние слои – скрепляющая лента (8) и полиэтиленовая оболочка (9).
Кабель оптический ОКС - изделие, предназначенное для прокладки в кабельной канализации, в трубах, во влажных условиях, а также через водные преграды различного характера. Возможна прокладка во всех видах грунта, исключая подверженные мерзлотным изменениям структуры. Благодаря упрочненной конструкции кабель разрешено прокладывать на территориях, где возможно негативное влияние со стороны грызунов. Рекомендуемый эксплуатационный интервал температур: от – 60 до + 50 С.
Конструкция ОКС:
- стальной трос или стеклопластиковый пруток в качестве ЦСЭ (4) , расположенного по центру устройства в полимерной трубке (5);
- оптические волокна (1) в специальных полимерных трубках (3) с гидрофобным заполнением (2) свободного пространства;
- гидрофобное наполнение (6) межэлементного технологического пространства;
- скрепляющая лента, нанесенная поверх внутренних элементов;
- двойная полиэтиленовая оболочка (8, 10), между слоями которой расположена стальная ленточная броня (9).
Кабель оптический типа ОКБ - устройство, используемое в кабельной канализации, в трубах и коллекторах, в грунтах всех типов, исключая подверженных мерзлотным изменениям. Эксплуатация возможна при температуре воздуха от 60 до +50 С. Кабель исполняется в различных вариантах.
Структура кабеля ОКБ имеет следующий вид:
- стальной трос (4) в качестве ЦСЭ в специальной полимерной трубке (5) по центру конструкции;
- оптические волокна (1) в полимерной трубке (3), заполненной гидрофобным материалом (2);
- гидрофобный заполнитель (6) в технологических пустотах кабеля;
- скрепляющая лента (7), наложенная поверх трубок с волокнами;
- две полиэтиленовые оболочки (8, 10), между которыми проложена стальная проволочная броня.
Закон Оптики
В современных оптоволоконных технологиях применяют волновую теорию света. В контексте данного учения свет рассматривают как электромагнитную волну конкретной длины. В однородной среде волна распространяется по прямой траектории. На границе изменения характеристик среды направление волны и её состав меняются. Для примера рассмотрим две среды разной плотности, граничащие друг с другом. На рисунке 1 схематически изображен процесс поглощения и отражения волны на границе двух сред.
Так, волна при распространении в одной среде достигает границы другой под некоторым углом. Далее она частично проникает в другую среду под новым углом «с» и частично отражается под углом «b». Угол падения «а» равен углу отражения «b». На рисунке 1 изображено соотношение для нахождения угла «с». Для того, чтобы эффект преломления отсутствовал достаточно, чтобы угол «с» был нулевым. Условие полного отражения света: sin a = n2/n1. Данный эффект и используют для управления распространением света в заданной среде.
Принцип Работы оптического волокна
Передача сигнала на большие расстояния требует сохранения его мощности на протяжении всего пути. Снижение потерь мощности обеспечивается, если среда распространения достаточно прозрачна, а соответственно поглощение волны минимально. Данное условие обеспечено посредством применения таких материалов, как чистое кварцевое стекло.Также необходимо задать правильную траекторию движения волны, что возможно осуществлять за счет эффекта полного отражения света. Для этого необходимо две среды разной плотности, в роли которых обычно выступают кварцевые стекла. Сердцевина оптического волокна выполняется из более плотного стекла и покрывается стеклом меньшей оптической плотности. Волна претерпевает полное отражение от менее плотного покрытия. В конструкции волокна также предусмотрено первичное защитное покрытие с целью предотвращения механических повреждений.
На практике условие полного отражения света невыполнимо. Всегда есть небольшие нюансы. Так достаточно сложно реализовать подобный источник света с абсолютно точным углом падения. Изготовление идеально ровного волокна невозможно, избежать определенных технологических шероховатостей – задача практически невыполнимая. Наконец, добиться абсолютно идеальной инсталляции также нельзя. Не смотря на все трудности и тонкости в сфере производства оптического волокна, разработчики оптических кабелей ведут постоянную работу над улучшением качества выпускаемой продукции.
Рис. А
Рис. Б
Рис. В
Межмодовая дисперсия
Траектория распространения волны называется модой. Ввиду неидеальности источников излучения, испускаемые волны могут иметь различия в траектории движения. Лучи, направленные по ломаной траектории, проходят большее расстояние за счет эффекта отражения, нежели лучи, направленные по прямой. Учитывая данный факт, возможна ситуация, в которой испускаемые одним источником волны будут двигаться по разной траектории, и в конечном итоге достигнут приемник в разное время. Это различие во времени называется межмодовой дисперсией (Рис. А).
Межчастотная дисперсия
Испускаемые одним источником волны не всегда одинаковы по таким параметрам как длина и частота. По законам физики, более короткие волны всегда распространяются быстрее. Соответственно имеет место ситуация, когда множество отдельных волн, испускаемых источником, достигают приемник в разное время в связи с различиями в частоте и длине. Это явление и называют межчастотной дисперсией (Рис.В).
Материальная дисперсия
Материальная дисперсия – разброс времени прохождения пути волнами, испускаемыми одним источником в одно время. Данное явление вызвано разностью в плотности среды и соответственно не идентичным поведением волн от одного источника. Любой из перечисленных видов дисперсии негативно влияет на пропускную способность канала. Световая волна поступает в волокно импульсами. Размытость импульса по времени требует увеличенных интервалов между сигналами, что в свою очередь сильно снижает пропускную способность. Поэтому крайне важно снижать величину дисперсии, а также сокращать количество одновременно проникающих в пространство световода лучей.
Многомодовое ступенчатое волокно
Для простого обывателя отличить один тип волокна от другого практически невозможно. В основном все характеристики и возможности оптического волокна определяет структура сердечника. Плотность распределения слоев волокна имеет ступенчатый характер, что отображено в его названии. Наибольшее влияние на пропускную способность волокна оказывает именно явление межмодовой дисперсии. На сегодняшний день производители изготавливают волокна с диаметром 100 мкн, 62.5 мкн и 50 мкн. Чем больше диаметр сердечника, тем больше вероятность проявления дисперсии, что негативно влияет на пропускную способность. Соответственно волокна с сердечником в 50 мкн обладают наименьшими потерями. Тем не менее, на сегодняшний день волокна с диаметром сердечника 62.5 мкн наиболее широко распространены ввиду идеального соотношения пропускной способности и сложности в его изготовлении. Размер сердечников не случаен и подобран под длины волн - 850 нм, 1300 нм и 1500 нм. К сожалению, ступенчатые волокна характеризуются большими потерями, поэтому чаще применяются градиентные волокна.
Многомодовое градиентное волокно
График 1
На графике 1 представлена плотность распределения градиентного волокна. Стоит отметить, что межмодовая дисперсия хоть и проявляется, но в гораздо меньшей степени. Как известно, световая волна быстрее распространяется в менее плотных средах. Более длинные расстояния компенсируются большей скоростью, что приводит к сглаживанию сигнала. Разница во времени достижения волнами приемника соответственно минимальна. Размеры сердечника градиентных волокон те же, что и у ступенчатых - 100 мкн, 62.5 мкн и 50 мкн, используемых на частотах 850 нм, 1300 нм и 1500 нм.
График 1
На графике 1 представлена плотность распределения градиентного волокна. Стоит отметить, что межмодовая дисперсия хоть и проявляется, но в гораздо меньшей степени. Как известно, световая волна быстрее распространяется в менее плотных средах. Более длинные расстояния компенсируются большей скоростью, что приводит к сглаживанию сигнала. Разница во времени достижения волнами приемника соответственно минимальна. Размеры сердечника градиентных волокон те же, что и у ступенчатых - 100 мкн, 62.5 мкн и 50 мкн, используемых на частотах 850 нм, 1300 нм и 1500 нм.
Одномодовое волокно
График 2
Не смотря на достаточно хорошую пропускную способность многомодовых градиентных волокон, они всё же проигрывают одномодовым. Межмодовая дисперсия в случае одномодовых волокон отсутствует (График 2.). Малые диаметры сердечника позволяют пропускать одну определенную волну. Отсутствие нежелательных явлений дисперсии делает одномодовые модификации на порядки производительнее. В основном применяют сердечник с диаметром 8 мкн. Бывают как ступенчатые, так и градиентные плотности распределения. Одномодовые градиентные волокна обладают наибольшей производительностью среди всех прочих вариаций. Из недостатков одномодовых технологий отметим, пожалуй, её высокую стоимость.
На сегодняшний день одномодовые волокна применяют в телекоммуникациях, а многомодовые – в локальных компьютерных сетях.
Не смотря на достаточно хорошую пропускную способность многомодовых градиентных волокон, они всё же проигрывают одномодовым. Межмодовая дисперсия в случае одномодовых волокон отсутствует (График 2.). Малые диаметры сердечника позволяют пропускать одну определенную волну. Отсутствие нежелательных явлений дисперсии делает одномодовые модификации на порядки производительнее. В основном применяют сердечник с диаметром 8 мкн. Бывают как ступенчатые, так и градиентные плотности распределения. Одномодовые градиентные волокна обладают наибольшей производительностью среди всех прочих вариаций. Из недостатков одномодовых технологий отметим, пожалуй, её высокую стоимость.
На сегодняшний день одномодовые волокна применяют в телекоммуникациях, а многомодовые – в локальных компьютерных сетях.
Затухание сигнала, окна прозрачности
График 3
График 3
Еще одна проблема, которая может возникнуть при работе с оптическими волокнами – потеря мощности передаваемого сигнала. В процессе прохождения волны по сердечнику происходит её поглощение и рассеивание. Применять слишком длинные волны нельзя ввиду увеличения потери мощности. При этом применение вол малых длин также нецелесообразно ввиду больших потерь на рассеивание. Важно найти оптимальный баланс между длиной волны и величинами рассеивания и поглощения. Оптимальные показатели достигаются на пересечении кривых рассеивания и поглощения (График 3). Однако, на практике данная зависимость сложнее. Химические свойства элементов световода оказывают некоторое влияние на прохождение волны. Кремний и кислород – основные элементы, из которых выполняются оптические волокна – имеют свойство активности на заданной частоте, что значительно ухудшает прозрачность материала световода в двух областях. Образуются три окна в диапазоне длин волн, в которых затухание имеет наименьшие показатели (График 3).
Так называемые "окна прозрачности" и определили длины волн, применяемые в современных оптоволоконных технологиях: 850 нм, 1300 нм и 1500 нм. Каналы на основе длины волны в 1500 нм обладают лучшими характеристиками, однако стоимость оборудования, способного работать при таких показателях, крайне высока. Длина волны в 1500 нм наиболее характерна для одномодовых волокон, а 850 нм – для многомодовых модификаций
В конструкции оптического кабеля со свободным буфером предусмотрена специальная пластиковая трубка, обладающая низкими показателями гибкости, значительно превышающая само волокно в диаметре. В такую трубу и помещают волокно, заполняя свободное пространство гелем. Таким образом, оптическое волокно надежно защищают от механических воздействий и прочих повреждений. Кабели с подобным типом первичной защиты волокна не рекомендуется прокладывать по вертикали, а также подвергать значительным изгибающим усилиям. Не рекомендуется применять подобные оптические кабели в условиях воздействия влаги.
В конструкции кабеля с плотным буфером подразумевается наличие защитного слоя, создаваемого посредством выдавливания пластмассы вокруг волокна. В настоящее время кабели с подобной структурой наиболее востребованы ввиду их хороших эксплуатационных показателей. Стоит отметить большое значение стойкости к растяжениям, сжатиям и ударам, а также изгибающим усилиям. Подобные кабели также характеризуются повышенной влаго- и огнестойкостью. Прокладка подобных кабелей и реализация соединений волокон значительно проще сравнительно модификациям со свободным буфером.
Выбор волоконно-оптического кабеля требует от покупателя знания определенных тонкостей. Важно, чтобы кабель подходил для применения в конкретных условиях и смог выдержать возможные негативные воздействия среды.
Как правило, для сборки кабеля используются обычные волокна в специальной оболочке. Наличие и вариации упрочняющих элементов индивидуально для каждой модели. В основном, их изготавливают в виде прутков определенного профиля. Защитные оболочки выполняют из полимерных материалов – поливинилхлорида, фторопласта, полиэтилена.
При выборе кабеля необходимо изучить его технические характеристики, в особенности обратить внимание на устойчивость к механическим нагрузкам, прежде всего к кратковременным нагрузкам, возникающим при его прокладке.
Для широкого разнообразия условий эксплуатации выпускается большое количество кабелей с определенными характеристиками. Бывают обычные медные кабели, оптические кабели для прокладки в грунтах любого типа и канализации, кабели для воздушной прокладки и прочие модификации, при этом на одном объекте обычно требуется прокладка кабелей различных типов.
Так, в целях уличной прокладки обычно применяют кабели со свободным буфером, а для обеспечения прочности конструкции используют мощные силовые элементы. Для прокладки внутри помещений используют волоконно-оптические кабели с плотным буфером - симплексные, дуплексные, многожильные и другие вариации.
Так называемые "окна прозрачности" и определили длины волн, применяемые в современных оптоволоконных технологиях: 850 нм, 1300 нм и 1500 нм. Каналы на основе длины волны в 1500 нм обладают лучшими характеристиками, однако стоимость оборудования, способного работать при таких показателях, крайне высока. Длина волны в 1500 нм наиболее характерна для одномодовых волокон, а 850 нм – для многомодовых модификаций
Первый уровень защиты оптического волокна
Для изоляции волокна, а также его защиты от механических воздействий применяют два типа защиты – свободный буфер и плотный буфер.В конструкции оптического кабеля со свободным буфером предусмотрена специальная пластиковая трубка, обладающая низкими показателями гибкости, значительно превышающая само волокно в диаметре. В такую трубу и помещают волокно, заполняя свободное пространство гелем. Таким образом, оптическое волокно надежно защищают от механических воздействий и прочих повреждений. Кабели с подобным типом первичной защиты волокна не рекомендуется прокладывать по вертикали, а также подвергать значительным изгибающим усилиям. Не рекомендуется применять подобные оптические кабели в условиях воздействия влаги. В конструкции кабеля с плотным буфером подразумевается наличие защитного слоя, создаваемого посредством выдавливания пластмассы вокруг волокна. В настоящее время кабели с подобной структурой наиболее востребованы ввиду их хороших эксплуатационных показателей. Стоит отметить большое значение стойкости к растяжениям, сжатиям и ударам, а также изгибающим усилиям. Подобные кабели также характеризуются повышенной влаго- и огнестойкостью. Прокладка подобных кабелей и реализация соединений волокон значительно проще сравнительно модификациям со свободным буфером.
Выбор волоконно-оптического кабеля требует от покупателя знания определенных тонкостей. Важно, чтобы кабель подходил для применения в конкретных условиях и смог выдержать возможные негативные воздействия среды.
Как правило, для сборки кабеля используются обычные волокна в специальной оболочке. Наличие и вариации упрочняющих элементов индивидуально для каждой модели. В основном, их изготавливают в виде прутков определенного профиля. Защитные оболочки выполняют из полимерных материалов – поливинилхлорида, фторопласта, полиэтилена.
При выборе кабеля необходимо изучить его технические характеристики, в особенности обратить внимание на устойчивость к механическим нагрузкам, прежде всего к кратковременным нагрузкам, возникающим при его прокладке.
Для широкого разнообразия условий эксплуатации выпускается большое количество кабелей с определенными характеристиками. Бывают обычные медные кабели, оптические кабели для прокладки в грунтах любого типа и канализации, кабели для воздушной прокладки и прочие модификации, при этом на одном объекте обычно требуется прокладка кабелей различных типов.
Так, в целях уличной прокладки обычно применяют кабели со свободным буфером, а для обеспечения прочности конструкции используют мощные силовые элементы. Для прокладки внутри помещений используют волоконно-оптические кабели с плотным буфером - симплексные, дуплексные, многожильные и другие вариации.
Симплексный и дуплексный кабели
Симплексный кабель обладает одним световодом, дуплексный – двумя. Фактически, дуплексный кабель представляет собой сдвоенный симплексный с оболочкой в виде восьмерки. Дуплексный кабель равносилен двум симплексным, однако прокладка первого наиболее предпочтительна. Дуплексный кабель всё же прокладывать дешевле, чем два симплексных. Кроме того такой вариант выглядит аккуратнее с эстетической стороны.
несколько свивок. Данное устройство покрывают внешней защитной оболочкой. Часто световоды имеют свою цветовую кодировку и маркировку для быстрого и правильного соединения. При выборе того или иного типа многожильного кабеля важно учитывать условия его эксплуатации.
Кабель для оконечной разводки (breakout cable) - вариант с волокнами в виде отдельных проводящих элементов в собственных оболочках. Данные кабели предназначены для передачи сигнала приемнику без использования специальных панелей соединения. В конструкции предусмотрена цветная маркировка волокон. Ввиду упрочненной конструкции кабель имеет достаточно большую массу и размер в сравнении с прочими многожильными моделями. Кабели вариативны в своем исполнении и применяются в основном в сетях локальных, в системах передачи данных и АСУТП.
Пожаробезопасный кабель – изделие, предназначенное для прокладки в пространствах между напольным покрытием и полом, между перекрытиями и навесным потолком. Оболочку кабелей plenum cables изготавливают из негорючего, малодымного, нетоксичного пластика, чаще из тетраполифторэтилена, либо из композиции LSFOH.
Производители выделяют еще один тип кабелей – многожильный, для разводки по этажам. К данному типу кабелей также предъявляют достаточно серьезные требования по пожаробезопасности.
Гибридный кабель – особая модификация, имеющая как конструкции для общего применения, так для специальных случаев. Данный кабель применяют в ситуациях, когда необходимо сочетать сразу несколько технологий.
Методом сварки, склейки или посредством специальных соединительных трубок проводят неразъемное соединение. При этом на стыке не должно быть дефектов и неровностей. В месте соединения волокон возможна установка защитной втулки или муфты.
С помощью коннекторов типа ST, SC, FDDI проводят разъемное соединение оптических волокон. Волокно зачищают, оставляют свободный конец и проводят обжим специальным устройством или фиксирующим составом (по технологии hot melt, заключающейся в нагреве до определенной температуры с целью затвердевания состава). По окончанию соединения концы обрезаются, а торец тщательно полируется.
В настоящее время для преобразования электронного сигнала в световое излучение применяют два типа устройств: светодиоды и инжекционные лазеры. Данное оборудование способно вырабатывать излучение, пригодное для волоконно-оптических линий.
Многожильный оптический кабель
Конструкцией многожильного кабеля предусмотрено наличие нескольких волокон-световодов, собранных в один или несколько жгутов. В свою очередь жгуты объединяются в одну илинесколько свивок. Данное устройство покрывают внешней защитной оболочкой. Часто световоды имеют свою цветовую кодировку и маркировку для быстрого и правильного соединения. При выборе того или иного типа многожильного кабеля важно учитывать условия его эксплуатации. Кабель для оконечной разводки (breakout cable) - вариант с волокнами в виде отдельных проводящих элементов в собственных оболочках. Данные кабели предназначены для передачи сигнала приемнику без использования специальных панелей соединения. В конструкции предусмотрена цветная маркировка волокон. Ввиду упрочненной конструкции кабель имеет достаточно большую массу и размер в сравнении с прочими многожильными моделями. Кабели вариативны в своем исполнении и применяются в основном в сетях локальных, в системах передачи данных и АСУТП.
Пожаробезопасный кабель – изделие, предназначенное для прокладки в пространствах между напольным покрытием и полом, между перекрытиями и навесным потолком. Оболочку кабелей plenum cables изготавливают из негорючего, малодымного, нетоксичного пластика, чаще из тетраполифторэтилена, либо из композиции LSFOH.
Производители выделяют еще один тип кабелей – многожильный, для разводки по этажам. К данному типу кабелей также предъявляют достаточно серьезные требования по пожаробезопасности.
Гибридный кабель – особая модификация, имеющая как конструкции для общего применения, так для специальных случаев. Данный кабель применяют в ситуациях, когда необходимо сочетать сразу несколько технологий.
Соединение оптических волокон и схема
Телекоммуникационные системы – огромная паутина, с большим числом соединений для разводки сигналов к конечному потребителю и подключения оборудования. Для соединения волоконно-оптических линий служат специальные устройства. К соединителям, как правило, предъявляют следующие требования:- - стойкость к внешним негативным воздействиям,
- - малое затухание в местах стыка,
- - легкость установки,
- - адекватная цена.
- - проводят зачистку кабеля, удаляя оболочку и буфер световода;
- - подготавливают торцы;
- - производят установку в соединитель;
- - в заключительном этапе наносят защитные покрытия и восстанавливают оболочку волокна.
Методом сварки, склейки или посредством специальных соединительных трубок проводят неразъемное соединение. При этом на стыке не должно быть дефектов и неровностей. В месте соединения волокон возможна установка защитной втулки или муфты.
С помощью коннекторов типа ST, SC, FDDI проводят разъемное соединение оптических волокон. Волокно зачищают, оставляют свободный конец и проводят обжим специальным устройством или фиксирующим составом (по технологии hot melt, заключающейся в нагреве до определенной температуры с целью затвердевания состава). По окончанию соединения концы обрезаются, а торец тщательно полируется.
В настоящее время для преобразования электронного сигнала в световое излучение применяют два типа устройств: светодиоды и инжекционные лазеры. Данное оборудование способно вырабатывать излучение, пригодное для волоконно-оптических линий.