Что такое и из чего состоит оптоволокно: полный разбор от Аллочки

Привет, мои дорогие товарищи! Мы уже имели удовольствие ознакомиться с информацией об оптоволокне от нашего эксперта в области интернета и беспроводных технологий — Сисадминыча (ссылка на его статью будет ниже). Однако мои коллеги настаивают, что и Аллочка должна высказать свое мнение на эту тему и приобрести новые знания. Ну что ж, будем разбираться в этом вопросе.

Конечно, пришлось немного полукоролеваться и задавать глупые вопросы нашим партнерам из LANart. За что им огромное спасибо)

Определение для чайников

Оптическое волокно — это тонкие провода (волокна) изготовленные из стекла или пластика, по которым передается свет благодаря внутреннему отражению. Кабель из оптического волокна используется для передачи информации на большие расстояния со скоростью света. Так формируются оптоволоконные линии связи (ОВЛ).

Интересный факт из истории России: первая оптоволоконная линия связи «Санкт-Петербург-Аберслунд» (город в Дании) была прокладена Ростелеком (тогда известная как Совтелеком).

Предлагаю сразу посмотреть документальный фильм на эту тему:

Материалы

Стеклооптоволокно изготавливается из кварца, что обеспечивает ряд преимуществ:

• Высокая оптическая проницаемость, которая позволяет передавать волны различных диапазонов.
• Минимальные потери сигнала (низкое затухание).
• Устойчивость к температуре.
• Гибкость.

Для дальнего диапазона используют халькогенидные стекла, калий цирконий фтористый или криолит калия.

В настоящее время также развивается производство оптоволокна из пластика. При этом ядро делается из органического стекла, а оболочка из фторопластов. Однако полимерные материалы имеют недостаток в низкой способности пропускания в инфракрасной зоне.

Строение

Что такое оптоволокно? Это круглая нить с ядром внутри и оболочкой снаружи. Для полного внутреннего отражения показатель преломления ядра должен быть выше, чем у оболочки, что позволяет лучу света отражаться внутри несколько раз.

Диаметр оптоволоконной нити, используемой в телекоммуникациях, составляет 124-126 микрон. Диаметр ядра может меняться в зависимости от типа оптоволокна и национальных стандартов (об этом будет рассказано в следующем разделе).

1 микрон = 0,001 мм. Следовательно, диаметр составляет всего 0,125 мм.

Виды и области применения

Прежде чем приступить к изучению дальнейшего материала, стоит обратить внимание на данный каталог оптического кабеля. Т.е. важно увидеть, что можно приобрести на практике в реальном магазине, а затем попытаться разобраться в том, что представлено ниже. Это не только интересно, но и поможет лучше понять предоставленную информацию)

Существуют два типа оптического волокна (в зависимости от количества лучей в волокне – мод):

1. Одномодовое. Диаметр ядра – 7-10 микрон, светоотражение проходит в одной моде. Вот некоторые типы:
2. Стандартное (с несмещенной дисперсией).
3. Со смещенной дисперсией.
4. С ненулевой смещенной дисперсией.
5. Многомодовое. Диаметр сердцевины – 50-62 микрон (зависит от национальных стандартов), излучение проходит по нескольким модам. Классифицируются на:
6. Лестничные.
7. Переходные.

Если вам трудно понять этот раздел, не стесняйтесь задавать вопросы в комментариях. Наши участники обязательно помогут вам разобраться во всем, что вызвало у вас затруднения.

Основные области применения оптоволокна включают в себя волоконно-оптическую связь и волоконно-оптические датчики. Кроме того, его используют в следующих сферах:

• Освещение.
• Формирование изображения.
• Создание волоконного лазера.

Однако основное применение оптоволоконных линий связи заключается в построении транспортных сетей для передачи интернета в крупных городах.

А вот что рассказывает научно-просветительская передача «Галилео» для детей и взрослых:

Оптический кабель

Вот мы наконец добрались до самой главной загадки современности – оптоволоконный кабель, который соединяет города и континенты, передавая информацию со скоростью света. И все же у нас в квартире интернет по-прежнему приходит через витую пару из 8 проводков, обычно. Но максимальная скорость достигает 1 Гбит/сек.

Если вы в теме, то вы знаете, что не в каждый кабель-канал можно уложить 8-жильный провод. В этом и заключается основное преимущество оптоволокна. Оптический кабель в несколько раз тоньше витой пары и обеспечивает более высокую скорость (до 10 Гбит/с).

Похоже, что провайдеры начинают постепенно переводить абонентов на оптоволокно – «оптика» будет доходить не только до подъезда, но и до квартиры. Неприятная новость состоит в том, что для использования такого кабеля необходим специальный маршрутизатор.

В зависимости от способа монтажа, оптический кабель классифицируется на следующие виды:

• Прокладывается в земле.
• Передается через коллекторы и канализационные трубы.
• Пролегает под водой.
• Устанавливается по воздуху (в воздушной среде).

В зависимости от цели использования и дальности передачи сигнала, оптоволоконный кабель имеет разные виды:

• Магистральный – применяется для создания длинных линий на большие расстояния.
• Зоновый – используется для соединения различных регионов.
• Городской – аналогичен зоновому, но применяется на расстоянии до 10 км.
• Полевой – прокладывается как над землей, так и под землей.
• Водный – применяется для передачи сигнала через водные объекты.
• Объектовый – используется для конкретного участка, легко прокладывается.
• Монтажный – применяется для использования многомодового градиентного оптоволокна.

Также имеется разделение по методу выполнения ядра и числу волокон в нем. Наверняка, это может показаться не очень увлекательным, но при необходимости коллеги поделятся информацией и об этом – достаточно просто написать в комментариях.

Достоинства и недостатки

В завершение давайте рассмотрим плюсы и минусы оптоволоконного кабеля. Давайте начнем с преимуществ:

• Небольшие потери при больших длинах ретрансляционного участка.
• Способность передавать информацию по тысячам каналов.
• Маленькие размеры и масса.
• Высокая защищенность от помех и внешних воздействий.
• Безопасность.

А теперь о недостатках:

• Воздействие радиации, что приводит к увеличению затухания сигнала.
• Подверженность стекла водородной коррозии, что приводит к повреждению материала и ухудшению свойств.

На эту тему у нас есть ещё 2 статьи. Почитать можно тут и тут.

И на этом заканчиваем. Надеюсь, информация была полезной, а мой рассказ интересным. Всем доброго времени суток!