▷ Волоконна оптика: що це таке, для чого використовується і як працює

Ми збираємося присвятити цю статтю, щоб дізнатися більше про волоконну оптику, ми пояснимо, що це таке і як це працює. Ми всі знаємо, що цей елемент передачі використовується в мережах передачі даних для підключення до Інтернету, але не всі знають, як фізично визначити, що таке волокно, тому ми зіткнемося з проблемою.

Зміст індексу

Створення Інтернету, безсумнівно, було однією з найважливіших інформаційно-комунікаційних технологій нашого століття. Інтернет є останнім часом, ми говоримо про 1991 рік, коли була створена всесвітня павутина, в цей час еволюція швидкості та доступності почала зростати і донині. Саме завдяки таким технологіям, як волоконна оптика, збільшення ємності передачі даних досягло надзвичайно високих рівнів швидкості та відстані.

Що таке волоконна оптика

Як ми вже згадували, волоконна оптика - це засіб передачі даних фотоелектричними імпульсами через дріт із прозорого скла або інших пластикових матеріалів з однаковою функціональністю. Ці нитки можуть стати майже такими ж тонкими, як волосся, і є саме засобом передачі сигналу.

В основному за допомогою цих дуже тонких кабелів світловий сигнал передається від одного кінця кабелю до іншого. Це світло може генеруватися за допомогою лазера або світлодіода, і найпоширенішим його застосуванням є транспортування даних на великі відстані, оскільки цей носій має набагато більшу пропускну здатність, ніж металеві кабелі, менші втрати та більшу швидкість передачі.

Ще один дуже важливий аспект, який ми повинні враховувати, - це те, що оптичне волокно не спричинене електромагнітними перешкодами. Це, наприклад, кабелі з крученою парою, які страждають у всіх випадках і сприяють потребі в ретрансляторах на кожній певній відстані. Треба знати, що оптоволокна не транспортує електричну енергію, а лише світлові сигнали.

Але оптоволоконна оптика використовується не тільки для передачі даних у мережах, але і для високоякісного аудіозв'язку. Крім того, це також джерело світла для забезпечення видимості в тісних приміщеннях і навіть для прикрас виробів, наприклад, на ялинках тощо. Звичайно, ці волокна виготовлені з пластику і коштують недешево, і мають мало спільного з кабелями, які використовуються для передачі даних.

Частини волоконно-оптичного кабелю

Перш ніж ми побачимо, як це працює, ми думаємо, що важливо знати, які саме деталі складають волоконно-оптичний кабель.

• Основні: Це центральний елемент волоконно-оптичного кабелю, який не завжди присутній. Його функція полягає просто у забезпеченні арматури, щоб уникнути обриву та деформації кабелю. Злив вологи: Цей елемент також присутній у всіх кабелях. Його функція - проводити можливу вологість, яку має кабель, щоб він виходив через нього. Він намотаний в серцевину. Волокнисті нитки: це провідний елемент, світло і дані проходять через нього. Вони виготовлені з високоякісного кремнієвого скла або пластику, які створюють середовище, в якому світло може правильно відбиватися і заломлюватися до досягнення свого призначення. Буфер і облицювання (покриття): в основному це покриття волоконно-оптичними нитками. Він складається з темношарового гелевого наповнювача, щоб запобігти потрапляння світлових променів від волокна. У свою чергу буфер - це зовнішнє покриття, яке містить гель і волокно. Міларова стрічка та ізоляційні шари: в основному це ізолююче покриття, яке покриває всі волокна буфера. Залежно від типу конструкції, вона буде мати кілька елементів, всі вони виготовлені з діелектричного (непровідного) матеріалу. Покриття вогнезахисним: Якщо кабель є вогнестійким, вам також знадобиться покриття, здатне протистояти полум'ям. Броня: Наступний шар - це броньована кабель, яка завжди виготовляється з дроту Kevlar найвищої якості. Цей матеріал легкий і високостійкий і вогнезахисний, його ми можемо побачити в бронежилетах та пілотних шоломах. Зовнішня оболонка: як і будь-який кабель, потрібна зовнішня оболонка, як правило, пластикова або ПВХ.

Як працює волоконна оптика

Будучи кабелями, по яких проходить світловий сигнал, режим передачі не заснований на передачі електронів через електропровідний матеріал. У цьому випадку ми відвідуємо фізичні явища відбиття та заломлення світла.

Відбиття: Відбиття променя світла відбувається, коли воно вражає поверхню, що розділяє два середовища, і напрямок хвилі змінюється, внаслідок чого вона приймає напрямок під кутом, рівним куту падіння. Наприклад, якщо світловий промінь вдариться під кутом 90 градусів на поверхню, він відскочить у зворотному напрямку, це те, що станеться, коли ми стоїмо перед дзеркалом. Якщо в іншому випадку світловий промінь потрапляє на поверхню з 30 градусами, промінь буде відскакувати з тими ж 30 градусами.

Заломлення: в цьому випадку це коли хвиля змінює напрямок і швидкість при переході від одного середовища до іншого. Наприклад, це те, що ми бачимо, коли світло переходить з повітря у воду, ми побачимо те саме зображення, але під іншим кутом.

Через ці два явища світло буде пропускатися по волокнистому кабелю, поки не досягне свого призначення.

Типи волоконно-оптичні та з'єднувачі

Ми вже знаємо, як це працює, але ми ще не знаємо, як світло пропускається всередині цих кабелів. У цьому випадку ми повинні розрізняти одномодове волокно і багатомодове волокно.

В одномодовому волокні через середовище пропускається лише один світловий промінь. Цей промінь зможе досягти, в кращому випадку, відстані 400 км без використання ретранслятора, а для створення цього променя використовується лазер високої інтенсивності. Цей промінь здатний транспортувати до 10 Гбіт / с для кожного волокна.

У багатомодовому волокні, з іншого боку, на одному кабелі може передаватися кілька світлових сигналів, які генеруються світлодіодами низької інтенсивності. Він використовується для передач коротшого діапазону, а також дешевший і простіший в установці.

Що стосується типів волоконно-оптичних роз'ємів, ми можемо знайти наступне:

• SC: Цей з'єднувач ми будемо бачити найчастіше, оскільки він використовується для передачі даних в одномодових волоконних з'єднаннях. Існує також версія SC-Duplex, яка в основному є двома об'єднаними SC. ФК: Це ще одне з найбільш використовуваних і вони схожі на роз'єм коаксіальної антени. СТ: Він також подібний до попереднього з центральним елементом приблизно 2, 5 мм, який більше піддається впливу. LC: у цьому випадку з'єднувач квадратний, хоча центральний елемент залишається тієї ж конфігурації, що і попередні два. FDDI: Це двосторонній волоконний роз'єм, тобто він з'єднує два кабелі замість одного. MT-RJ: Це також дуплексний роз'єм і зазвичай не використовується для одномодового волокна.

Висновки та переваги та недоліки використання волоконної оптики

За допомогою цієї інформації ми можемо сформувати досить загальне і повне уявлення про те, що таке волоконна оптика і як вона заснована на її роботі. Побутові волоконно-оптичні з'єднання все частіше зустрічаються, хоча іноді замість того, щоб безпосередньо до нас надходити з волокна, він надходить у вигляді коаксіального кабелю, якщо мережа гібридна. Ми скористаємося ще однією статтею, щоб детальніше розповісти про цей тип кабелю.

Безперечно, майбутнє, яке чекає нас, чітко лежить у волоконно-оптичних мережах, дедалі більше відносно невеликих населених пунктах, які мають цей тип високопропускної здатності, оскільки це одна з головних переваг. Крім того, будучи на основі світла, а не електричної енергії, він абсолютно не застрахований від перешкод, і він також не виробляє. Таким же чином він дуже добре підтримує кліматичні зміни і температури, і дуже легкий, будучи неметалічними елементами.

Але не все добре в волоконній оптиці, оскільки одне з обмежень полягає в тому, що кабелі повинні бути дуже міцними і дуже добре захищеними, щоб уникнути поломки волокна. Ми також не можемо передавати електроенергію, це логічно, тому кожен елемент, який потребує електричної енергії, повинен мати поблизу джерело живлення.

Що стосується встановлення та сплайсування волоконних кабелів, то це досить складний процес, і потрібна велика точність, щоб сигнал передавався з одного кабелю на інший без погіршення сигналу. Пристрої для передачі та прийому також набагато дорожчі та складніші, і в більшості випадків пристрої для перетворення світла в електрику потрібні, щоб дістатися до наших будинків.

Це все про волоконно-оптичні кабелі та з'єднання. Ми віримо, що нам вдалося вирішити сумніви, які ви мали щодо цієї технології та її використання. Якщо вас цікавлять інші навчальні посібники, пов’язані з мережами, ось деякі з них.

Якщо у вас є питання або хочете вказати або додати щось, напишіть нам у коментарях. Ми завжди намагаємось максимально вдосконалити контент.