В последние годы волоконно-оптические кабели значительно упали в цене, делая их экономически доступными для телекоммуникаций и сетей передачи данных. В результате волоконная оптика теперь составляет основу большинства телекоммуникационных сетей и многих локальных сетей передачи данных.

оптоволокно

Конструкция оптического волокна

Волоконно-оптическая технология основана на том факте, что световой луч можно направить по тонкому волокну соответствующей конструкции. Оптоволоконный кабель состоит из стеклянного или кремнеземного сердечника. Сердцевина оптоволокна окружена аналогичным материалом – стеклом или диоксидом кремния, называемым оболочкой, с показателем преломления, ниже, чем у сердцевины.

В дополнение к этому, оптические волокна обычно группируются в жгуты, и они защищены общей внешней оболочкой. Это не только обеспечивает дополнительную защиту, но и удерживает вместе оптические волокна.

Типы оптического волокна

  1. Одномодовое волокно.

Ученые обнаружили, что если диаметр оптического волокна уменьшить до нескольких длин волн света, то свет может распространяться только по прямой линии и не будет отражаться из стороны в сторону волокна. Поскольку свет распространяется только в одном режиме, этот тип кабеля называется одномодовым волокном. Как правило, сердцевина одномодового волокна имеет диаметр от восьми до десяти микрон, что намного меньше волоса.

Недостатком одномодового волокна является то, что для его изготовления требуются высокие допуски, что увеличивает его стоимость.

  1. Многомодовое волокно

Волокно этой формы имеет больший диаметр, чем одномодовое волокно, обычно около 50 микрон в диаметре, и это упрощает производство, чем одномодовое волокно.

Многомодовое оптическое волокно имеет ряд преимуществ. Поскольку оно имеет больший диаметр, чем одномодовое волокно, оно может захватывать свет от источника света и передавать его приемнику с высоким уровнем эффективности. В результате его можно использовать с недорогими светодиодами. Кроме того, больший диаметр означает, что не требуются высокоточные соединители. Однако этот вид волоконно-оптических кабелей страдает от более высокого уровня потерь, чем одномодовое волокно, и ввиду этого его использование является более дорогостоящим, чем можно было бы ожидать на первый взгляд.

Затухание в оптическом волокне

Волоконно-оптический кабель обеспечивает намного лучшие характеристики по сравнению с другими видами кабелей, они, тем не менее, страдают от некоторых уровней затухания.

Это вызвано несколькими эффектами:

  • потери, связанные с примесями в сердцевине оптического волокна;

  • потери, связанные с отражением света между сердечником и оболочкой;

  • потери, связанные с длиной волны;

Несмотря на то, что затухание является проблемой, тем не менее можно передавать данные по одномодовым волокнам на значительные расстояния. Линии со скоростью передачи данных до 50 Гбит/с способны покрывать расстояния до 100 км без необходимости усиления.

Размеры оптического волокна

Один из основных способов определения волоконно-оптических кабелей - это диаметр внутренней жилы и внешней оболочки. Существуют отраслевые стандарты, и это помогает уменьшить разнообразие фитингов, необходимых для соединителей, стыков и инструментов, необходимых для установки.

Многомодовые оптические волокна имеют размер сердцевины 50 или 62,5 микрон, тогда как стандарты для одномодовых волокон составляют приблизительно от 8 до 10 микрон.

При описании волоконно-оптических кабелей диаметр обычно составляет основную часть спецификации кабеля. Многомодовое волокно с диаметром сердцевины 50 микрон и диаметром оболочки 125 микрон будет называться волокном 50/125.

По типу изготовления оптический кабель может быть:

  1. универсальный;

  2. для внешнего использования;

  3. для внутреннего использования;

  4. для подвеса.