▷ Оптична влакно: какво представлява, за какво се използва и как работи

Ще посветим тази статия, за да научим повече за оптиката на влакната, ще обясним какво е и как работи. Всички знаем, че този елемент за предаване се използва в мрежите за данни за свързване към Интернет, но не всеки знае как да идентифицира физически какво е влакно, така че ще изпаднем в проблеми.

Индекс на съдържанието

Създаването на Интернет безспорно е било една от най-важните информационни и комуникационни технологии на нашия век. Интернет е наскоро създаден, говорим за 1991 г., когато е създадена световната мрежа, по това време еволюцията в бързината и достъпността започва да нараства до днес. Именно благодарение на технологии като оптични влакна, увеличаването на капацитета за пренос на данни достигна изключително високи нива на скорост и разстояние.

Какво е оптична влакно

Както вече споменахме, оптиката на влакната е средство за предаване на данни чрез фотоелектрични импулси през жица, изработена от прозрачно стъкло или други пластмасови материали със същата функционалност. Тези нишки могат да станат почти толкова фини, колкото космите, и са именно средствата за предаване на сигнали.

По принцип чрез тези много фини кабели светлинен сигнал се предава от единия край на кабела до другия. Тази светлина може да се генерира с помощта на лазер или светодиод и най-широкото й използване е за транспортиране на данни на големи разстояния, тъй като този носител има много по-голяма честотна лента от металните кабели, по-ниските загуби и по-високите скорости на предаване.

Друг много важен аспект, който трябва да вземем предвид, е, че оптичното влакно е имунизирано срещу електромагнитни смущения, което е нещо, което например кабелите с усукана двойка страдат във всички случаи и допринасят за необходимостта от повторители на всяко определено разстояние. Трябва да знаем, че оптичните влакна не транспортират електрическа енергия, а само светлинни сигнали.

Но оптичната влакно не се използва само за предаване на данни в мрежите, но и за висококачествени аудио връзки. В допълнение, той е и източник на светлина, който осигурява видимост в тесни пространства и дори за продукти за декорация, например на коледни елхи и други подобни. Разбира се, тези влакна са изработени от пластмаса и са евтини и нямат много общо с кабелите, използвани за данни.

Части от оптичен кабел

Преди да видим как работи, смятаме, че е важно да знаем кои са частите, които съставят оптичен кабел.

• Ядро: Централният елемент на оптичния кабел не винаги присъства. Неговата функция е просто да осигурява подсилване, за да се избегне счупване и деформация на кабела. Изтичане на влага: Този елемент също не присъства във всички кабели. Неговата функция е да провежда възможна влажност, която има кабелът, така че да излезе през него. Навива се в сърцевината. Нишки от влакна: това е проводящият елемент, светлината и данните пътуват през него. Те са изработени от висококачествено силиконово стъкло или пластмаса, които създават среда, в която светлината може да отразява и пречупва правилно, докато достигне своето местоназначение. Буфер и облицовка (покритие): основно това е покритието на нишките от оптични влакна. Състои се от тъмен слой гел пълнител, за да се предотврати изтичането на светлинните лъчи от влакното. От своя страна буферът е външното покритие, което съдържа гела и фибрите. Миларова лента и изолационни слоеве: по същество това е изолиращо покритие, което покрива всички влакна буфери. В зависимост от вида на конструкцията, тя ще има няколко елемента, всички те са направени от диелектричен (непроводим) материал. Покритие с огнеустойчивост: Ако кабелът е пожароустойчив, ще ви е необходимо и покритие, способно да издържи на пламъците. Броня: Следващият слой е кабелната броня, която винаги е направена от кевларова тел с най-високо качество. Този материал е лек и силно устойчив и огнезащитен, можем да го видим в бронежилетки и пилотни каски. Външна обвивка: Както всеки кабел, се изисква външна обвивка, обикновено пластмасова или PVC.

Как работи оптичната влакно

Като кабели, през които пътува светлинен сигнал, режимът на предаване не се основава на прехвърлянето на електрони през проводим материал. В този случай ние присъстваме на физическите явления на отражението и пречупването на светлината.

Отражение: Отражението на светлинен лъч се случва, когато той удари повърхност, разделяща две среди, и посоката на вълната се променя, което го кара да поеме посока с ъгъл, равен на ъгъла на падане. Например, ако светлинният лъч удари ъгъл от 90 градуса върху повърхността, той ще отскочи в обратна посока, това се случва, когато застанем пред огледало. Ако в друг случай светлинният лъч удари повърхност с 30 градуса, лъчът ще отскочи със същите тези 30 градуса.

Пречупване: в този случай става въпрос, когато промяна на посоката и скоростта настъпва във вълна при преминаване от една среда към друга. Например, това е, което виждаме, когато светлината преминава от въздух във вода, ще видим същото изображение, но под различен ъгъл.

Чрез тези две явления светлината ще се предава по кабела на влакната, докато достигне своето местоназначение.

Типове и конектори за оптични влакна

Вече знаем как работи, но все още не знаем как се предава светлината вътре в тези кабели. В този случай трябва да разграничим едномодовото влакно и многомодовото влакно.

В едномодовите влакна само един светлинен лъч се предава през средата. Този лъч ще може да достигне в най-добрия случай разстояние от 400 км без използване на ретранслатор и за генериране на този лъч се използва лазер с висока интензивност. Този лъч е способен да транспортира до 10 Gbit / s за всяко влакно.

В многомодовото влакно, от друга страна, по един и същ кабел могат да се предават няколко светлинни сигнала, които се генерират от светодиоди с ниска интензивност. Използва се за трансмисии с по-малък обхват, а освен това е по-евтин и лесен за инсталиране.

Що се отнася до видовете оптични конектори, можем да намерим следното:

• SC: Този конектор е този, който ще видим най-често, тъй като се използва за предаване на данни в едномодови влакнести връзки. Съществува и SC-Duplex версия, която по същество е две SC присъединени. FC: Това е друго от най-използваните и изглеждат подобно на коаксиален конектор за антена. ST: Също така е подобен на предишния с централен елемент от около 2, 5 mm, който е по-изложен. LC: в този случай конекторът е квадратен, въпреки че централният елемент остава същата конфигурация като предишните два. FDDI: Това е дуплексен влакнест конектор, тоест свързва два кабела вместо един. MT-RJ: Той също е дуплексен конектор и обикновено не се използва за едномодови влакна.

Изводи и предимства и недостатъци на използването на оптични влакна

С тази информация можем да формираме доста обща и пълна представа за това какво представлява оптиката на влакната и как се основава на нейната работа. Вътрешните оптични връзки са все по-често срещани, въпреки че понякога вместо да идват директно при нас във влакна, той идва под формата на коаксиален кабел, ако мрежата е хибридна. Ще се възползваме от друга статия, за да поговорим повече за този тип кабели.

Безспорно бъдещето, което ни очаква, се крие ясно в оптичните мрежи, все повече и повече сравнително малки населени центрове, които имат този тип високоскоростна свързаност , тъй като това е едно от основните предимства. Освен това, базирайки се на светлина вместо на електрическа енергия, тя е напълно имунизирана срещу смущения и не я произвежда също. По същия начин той поддържа много добре климатичните промени и температури и е много лек, като неметални елементи.

Но не всичко е добре в оптичните влакна, тъй като едно от ограниченията е, че кабелите трябва да са много твърди и много добре защитени, за да се избегне счупване на влакна. Ние също не можем да предаваме електричество, това е логично, така че всеки елемент, който се нуждае от електрическа енергия, трябва да има близък източник на енергия.

Що се отнася до инсталирането и сплитането на кабели от влакна, това е доста сложен процес и е необходима голяма точност, така че сигналът да се прехвърля от един кабел в друг без деградация на сигнала. Устройствата за предаване и приемане също са много по-скъпи и сложни и в повечето случаи са необходими устройства за преобразуване на светлина в електричество, за да достигнат до домовете ни.

Това е всичко за оптичните кабели и връзки. Вярваме, че успяхме да разрешим съмненията, които сте имали относно тази технология и нейната употреба. Ако се интересувате от други уроци, свързани с мрежите, ето някои от тях.

Ако имате въпроси или искате да посочите или добавите нещо, пишете ни в коментарите. Винаги се опитваме да подобрим съдържанието доколкото е възможно.