Оптический кабель что это

Зильгараева, А. К. Применение и возможности оптоволоконного кабеля / А. К. Зильгараева, Т. В. Круговых, Е. А. Ненашев. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы III Междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2015 г.). — Пермь : Зебра, 2015. — С. 49-52. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/125/7554/ (дата обращения: 03.09.2023).

Рассмотрены различные виды оптоволоконного кабеля, характеристики и свойства кабелей, их воздействие на передачу информации.

Various types of fiber optic cables, the characteristics and properties of wires and cables, their impact on the transmission of information.

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым.

Главный его элемент — это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением. Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1–10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции — стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, ФАКТЫ ПРО ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ СВЯЗИ, от которых вы обоссытесь

Рис. 1. Структура оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.

Самый главный из них — высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.

Галилео. Оптоволокно

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

— многомодовый или мультимодовый кабель, более дешевый, но менее качественный;

— одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики.

Рис. 2. Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон: слева вверху — одномодовое волокно; слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно; справа — градиентное волокно с параболическим профилем

Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле. В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается.

Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Кабель первого вида имеет плотный буфер, стальную бронированную ленту, устойчив к влаге. Применяется при создании подсистем для прокладки внешних магистралей и для объединения нескольких зданий. Обычно его прокладывают в кабель-канале.

Рис. 2. Пучок оптических волокон

Принцип, по которому работает оптическое волокно и почему по нему распространяется свет, очень прост. Как многие знают, свет распространяется только по прямой линии, и он не может изменять направление самостоятельно. Следовательно, чтобы свет распространялся по кругу его нужно несколько раз отразить. На этом, и основан принцип работы оптоволокна. В нём свет многократно переотражается, так как показатель преломления сердцевины немного больше, чем у поверхности оптоволокна.

В современном мире оптоволоконные кабели соединяют не только дома страны, но и целые континенты.

Садясь сегодня за компьютер и выходя в интернет, не многие пользователи задумываются о том, почему сегодня сеть стала такой качественной и быстрой. Хотя, всего десять лет назад ситуация была куда более плачевной и доступ к сегодняшним скоростям имели в основном крупные информационные компании и пользователи, живущие в технологически развитых городах.

В современном мире хороший интернет уже не является чем-то необычным, а скорее является необходимостью, которая открывает всем пользователям более широкие возможности коммуникации с окружающим их миром. Говоря о деформациях, можно привести такой пример, оптическое волокно можно изгибать произвольным образом, даже в кольцо и свет будет без особых проблем проходить по нему, не теряя своих физических характеристик. Хотя, если требуется передать информацию на более дальние расстояния и в других диапазонах длин электромагнитных волн (инфракрасный свет), тогда применяются другие материалы: халькогенидное стекло, флуоро-алюминат и флуоро-цирконат. Более современные кабели изготавливаются из полимерных материалов, они так и называются оптические волокна из пластика. Все эти материалы имеют схожий со стеклом показатель преломления, что позволяет использовать их в оптоволоконных кабелях, соединяющие целые континенты.

1. Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004 г.

2. Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006 г.

3. Гюнтер Мальке, Петер Гёссинг «Волоконно-оптические кабели», 2001г. Новосибирск, Издательский дом «Вояж»

Основные термины (генерируются автоматически): оптоволоконный кабель, кабель, свет, коэффициент преломления, оптическое волокно, современный мир, тип кабеля, центральное волокно.

Похожие статьи

Затухания в идеальном оптоволокне | Статья в журнале.

n1 — коэффициент преломления

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными.

Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет.

Применение и перспективы использования легированных.

Применение и перспективы использования легированных оптических волокон в волоконно-оптических устройствах.

Затухания в идеальном оптоволокне | Статья в журнале. Ключевые слова: оптоволоконный кабель, затухания, длина волны, собственные.

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это.

Применение и возможности оптоволоконного кабеля. Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1.

Определение физических параметров радиационных процессов.

В настоящее время оптические волокна применяются не только в телекоммуникационной технике, а

Величина нелинейного коэффициента преломления для кварцевых световодов принимает разные значения в зависимости от длины волны света, состава, концентрации и.

Оптоволоконная система передачи данных системы.

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель — это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Применение волоконно-оптических линий связи в установках.

Волоконно-оптические системы передачи и интернет вещей

В основном прогресс связан с развитием технологии передачи информации по современным волоконно-оптическим кабелям.

В данной технологии волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) передаёт информацию в оптическое волокно одновременно большим.

Особенности материалов для голографических носителей

В то время как оптоволоконный кабель работает на длинах волн 800–1600нМ, что.

Температурные оптические контактные датчики созданы на основе волноводов, записанные Брэгговские дифракционные решетки (БР) коэффициента преломления лучей.

Основные понятия геометрической оптики | Статья в журнале.

Основные типы оптических волокон, их конструкции, профили показателя преломления (ППП) и схемы распространения оптических лучей.

В первом случае рассеяние света наночастицами приводит к падению коэффициента отражения света от ячейки и повышению ее.

Исследование генерации второй гармоники твердотельного лазера.

В результате такого взаимодействия в волокне возникают волны показателя преломления, движущиеся со скоростью звука. В. Г. Воронин, О. Е. Наний Основы нелинейной волоконной оптики. Численное моделирование процессов рассеяния оптических волн.

• Как издать спецвыпуск?
• Правила оформления статей
• Оплата и скидки

Источник: moluch.ru

Что такое оптический кабель?

В современном мире потребность в качественной и быстрой передачи информации является критически важной Наиболее совершенным и эффективным способом передачи данных, является оптический волоконный кабель.. Первые рабочие волокна оптические появились в конце 20 века.
В мире около 97 % передачи интернет связи производится по средством таких кабелей
На карте ниже представлены основные магистрали проложенных кабелей соединяющие континенты и имеющие стратегическое влияние на информационную безопасность государств.

Карта сети подводных оптических кабелей поставщиков интернет. Источник TeleGeography

Схема строения оптического волокна

• 1 внешний защитный слой состоит из ПВХ оболочки
• 2 слой внутренняя оболочка для защиты оптического волокна
• Центральное оптическое волокно которое находится в центре кабеля.

Сердцевина кабеля “световод” является средой передачи светового сигнала.

Далее в зависимости от применения структура кабеля усложняется.

Виды передачи сигнала в оптических кабелей

Существует 2 типа передачи оптического сигнала в кабельных волокнах

Одномодовый – диаметр кабеля составляет 8-10 мкм и имеют большую длину волны.

Многомодовый – используются в локально вычислительных сетях , диаметр волокна 50 или 62,5 мкм.

Классификация оптических кабелей по месту применения.

Внутренней прокладки внутри помещений;

• Внешние для кабельной канализации не бронированные;
• Внешние для кабельной канализации бронированный;
• Внешние для прокладки в грунт;
• Внешние подвесные самонесущие;
• Внешние усиленные тросом;
• Внешние подводные

Для унификации телекоммуникационных кабельных систем общего назначения

Стандарт ISO/IEC 11801 разработан следующий класс оптических волокон и так же вы можете выбрать здесь:

• класс OS1 — одномодовое оптическое волокно типа сердцевина 9/125 с затуханием 1 дб/км
• класс ОМ1 — многомодовое оптическое волокно типа сердцевина 62.5/125
• класс ОМ2 — многомодовое оптическое волокно типа сердцевина 50/125
• класс ОМ2 plus — многомодовое оптическое волокно типа сердцевина 50/125 Laser Grade
• класс ОМ3 – высокоскоростное многомодовое оптическое волокно типа сердцевина 50/125
• класс ОМ4 – оптимизированное многомодовое оптическое волокно типа сердцевина 50/125

При выборе волоконно оптического кабеля одномодового или многомодового по расстоянию, придерживаются следующего правила.

• для скорости выше 10 Гбит/с выбор в пользу одномодового волокна независимо от расстояния
• для 10-гигабитных приложений и расстояний свыше 550 м выбор также в пользу одномодового волокна
• для 10-гигабитных приложений и расстояний до 550 м также возможно применение многомодового волокна OM4
• для 10-гигабитных приложений и расстояний до 300 м также возможно применение многомодового волокна OM3
• для 1-гигабитных приложений и расстояний до 600-1100 м возможно применение многомодового волокна OM4
• для 1-гигабитных приложений и расстояний до 600-900 м возможно применение многомодового волокна OM3

для 1-гигабитных приложений и расстояний до 550 м возможно применение многомодового волокна OM2

Основное применение одномодовых и многомодовых оптических кабелей.

Одномодовые волокна применяются:

• морские и трансокеанские кабельные линии связи;
• наземные магистральные линии дальней связи;
• интернет провайдерских линиях, линиях связи между городскими узлами, в выделенных оптических каналах большой протяженности, в магистралях к оборудованию операторов мобильной связи;
• в системах кабельного телевидения (в первую очередь OS2, широкополосная передача);
• в системах GPON с доведением волокна до оптического модема, размещаемого у конечного пользователя;
• в СКС в магистралях длиной более 550 м (как правило, между зданиями);
• в СКС, обслуживающие центры обработки данных, независимо от расстояния.

Многомодовые волокна применяются

• в структурированных кабельных сетях в магистралях внутри здания (где, как правило, расстояния укладывается до 300 м) и в магистралях между зданиями, если расстояния до 300-550 м;
• в горизонтальных сегментах СКС и в системах FTTD (fiber-to-the-desk), где пользователям устанавливаются рабочие станции с многомодовыми оптическими сетевыми картами;
• в ЦОД вместе с одномодовыми кабелями;

во случаях, когда расстояние позволяет применять многомодовые кабели. Хотя сами кабели обходятся дороже, экономия на активном оборудовании покрывает эти затраты.

Источник: anbik.ru

Оптический кабель что это

Как выбрать оптический кабель?

Бесперебойность и надежность связи является одной из самых насущных потребностей современного человека. К какой бы области ни относилась его деятельность, и в каких бы далеких краях он ни был – уже нельзя себе даже представить, чтобы не было соответствующей технической оснащенности. Необходимость в постоянной передаче и получении информации с течением времени становится все более актуальной — и это требование охватывает буквально все стороны существования человечества. Отсюда и такая важность развития оптово-волоконной связи, важнейшей составляющей которой является оптоволокно.

Оно сегодня занимает лидирующее место в технологиях связи, вытеснив с этих позиций медножильный кабель. Такое широкое распространение оптическое волокно получило благодаря следующим преимуществам:

• сравнительно небольшая себестоимость;
• невосприимчивость к помехам различного происхождения (перекрестным, электромагнитным и т.д.);
• минимальным потерям во время прохождения сигнала;
• эффективности по пропускной способности.

Тенденция к спросу на оптический кабель продолжает оставаться на высочайшем уровне благодаря тому, что ВОЛС сегодня активно распространяются по всему миру. Равнозначных аналогов таким системам в актуальной реальности не существует. Скачок в спросе был обусловлен развитием интернет-связи и необходимостью ее обеспечения.

Огромный спрос рождает соответствующее предложение, и современный рынок изобилует разнообразными предложениями. Разновидностей оптического кабеля целое множество, что призвано удовлетворить любую потребность, но, с другой стороны, вызывает определенные проблемы при выборе. Для того, чтобы сделать оптимальное приобретение, следует обладать необходимыми знаниями и учитывать такие критерии:

• требования к оптическому проводнику, обусловленные параметрами ВОЛС и предназначением проводки;
• характеристики приемного оборудования;
• стоимость конкретного вида кабеля и рентабельность его использования на конкретном участке;
• имя производителя, а также его рекомендации по применению;
• рассчитываемые нагрузки, которые должно выдерживать волокно, учитывая возможность действия различных неблагоприятных факторов;
• характеристики участка, на котором планируется монтаж кабеля.

Важность правильно выбора состоит в том, что он обуславливает бесперебойность связи, отличный ее уровень и долговечность проведенной магистрали.

Какие бывают типы оптического кабеля

Оптоволокно собрано из проводящих световые импульсы тончайших нитей, созданных из плавленого кварца – материала на основе двуокиси кремния. Сигналы, идущие по этим стекловолоконным проводникам, поступают в виде фотонов, которые генерируются в передающем устройстве из электрических сигналов. При приеме происходит обратный процесс – фотоны вновь преобразуются в электрические сигналы.

Оптоволоконный кабель может быть одно- и многомодовым.

Одномодовый кабель: конструктивные особенности и применение

Этот проводник является наиболее совершенным. Конструктивно он обеспечивает прохождение только одной волны, что обеспечивает отсутствие перекрестных помех и сохранение высокого качества сигнала вследствие этого. Отсутствие междомовой дисперсии обеспечивает высокую производительность кабеля. Сигнал может передаваться на очень большие расстояния практически без потерь.

Минусом такой проводки является дороговизна приемного оборудования, используемого здесь. Поэтому в локальных сетях его применение не является рентабельным. Чаще одномодовые кабели используют в сложных системах телекоммуникаций.

Многомодовый кабель — конструкция и характеристики

По такому кабелю могут проходить сигналы в разных режимах – одновременно несколько. Вполне логичным является более крупный диаметр этого волокна по сравнению с одномодовым. Он достигает в данном случае 50 мкм. Преимуществом сети с многомодовым кабелем является меньшая стоимость включенного в нее оборудования – приемники стоят дешевле, чем в первом случае. При этом, несмотря на худшее качество сигнала, оно вполне удовлетворительно для работы с ним.

Возможна классификация многомодовых проводящих устройств по типу волокна. Оно может быть градиентное или ступенчатое.

Последняя разновидность отличается ступенчатым характером распределения плотности волокна. Поскольку здесь присутствует межмодовая дисперсия, то от нее непосредственно и зависит пропускная способность. А ее проявление, в свою очередь, находится в прямой зависимости от структуры сердечника. Чем больше его диаметр, тем выше вероятность такого проявления.

Логично, что кабель с диаметром сердечника 50 мкн будет лучше передавать сигналы, чем при размерах 100 мкн. Он же и обойдется дороже, чем последний.

В системах, требующих четкий сигнал без искажений, предпочтительней применение кабелей с градиентными сердечниками. Поскольку скорость световой волны зависит от плотности пропускающего его вещества, то учет этого явления и был взят за основу при изготовлении градиентных проводников. Грамотное использование такого свойства позволяет варьировать плотность волокна в зависимости от среды, в которой проходит волна. То есть, на длинных расстояниях можно обеспечить более высокую скорость, тем самым минимизировав потери.

Таким образом, достигается высокое качество проводимого сигнала, сравнимое с одномодовыми проводниками. При этом стоимость отличается гораздо больше, и в выгодную сторону. Все это приводит к большому спросу на данный вид кабеля.

Конкретный же выбор всегда зависит от тех требований, которые стоят перед проектом по созданию ВОЛС. Особенно стоит учитывать расстояние – чем оно больше, тем больше требований к качеству передачи сигнала, потому что его силу необходимо поддерживать на всем пути прохождения от передатчика к приемнику. Как понятно, идеальные условия для прохождения создать невозможно – как по абсолютной гладкости поверхности волокна, так и по источнику света, падающему под абсолютно правильным углом.

Тем не менее, к такому идеалу стремятся, постоянно работая над улучшением качества данной продукции.

Оптический кабель – назначение

Обеспечивая оперативную и качественную доставку сигнала, современные проводники могут также классифицироваться по местонахождению кабеля и виду линии. Это может быть кабель:

• для внутренней прокладки;
• для внешней прокладки;
• универсальный.

Современное развитие средств связи обуславливает проводку кабельных систем в разнообразных условиях. И встретить ее можно совершенно на разных объектах.

Самым простым из всей этой классификации является проводка, прокладываемая внутри их – в зданиях и помещениях различного назначения. Поскольку в таких условиях воздействие негативно влияющих внешних факторов на проводку минимально, то и нет нужды к какой-то конструктивной сложности изделия, особой защиты и т.д. Такие кабели не защищены от повышенной влажности, от повышенных механических нагрузок (нет брони), от повреждения изоляции (защитный слой минимальный). Если нет особых требований к пожаробезопасности, оболочка создается из поливинилхлорида, если есть – из специальных материалов, обладающих негорючестью.

Для монтажа такого рода предусмотрены специальные разводки, гофротрубы, кабель-каналы, лотки и т.д. Сам он, производимый в помещениях, не отличается высокой сложностью и довольно быстро может быть осуществим.

При наружном проведении используют подземные сооружения либо монтируют воздушные линии. При производстве подвесного кабеля обязательно учитывается высокая вероятность негативного воздействия на него в виде различных внешних воздействий.

Механическую прочность, например, призваны обеспечить тросы, которые выполняют роль усиливающих элементов – они фиксируются непосредственно на местах крепления, являясь основой жесткости для провода. Также такой кабель должен соответствовать повышенным требованиям к величине допустимого растягивающего усилия и быть устойчивым к негативным атмосферным явлениям. Преимущества такого способа проведения по сравнению с наземным вариантом очевидны – не нужно обустраивать дополнительных подземных сооружений, обеспечивающих сохранность проводки, что не обходится без участия спецтехники. А это достаточно дорогое удовольствие.

Самым же надежным вариантом является использование бронированного кабеля. Вполне логично, что в таком виде оптоволокно защищено от механического воздействия лучше, чем во всех остальных случаях. Ему не страшно ни нашествие грызунов, ни какие-то другие повреждения, а при наличии гидрофобного заполнения внутри бронированной оболочки такой кабель можно смело использовать в условиях повышенной влажности.

Бронь – это сталь, которая может быть в виде проволочной или ленточной оплетки, отлично защищающей как от ударного воздействия, так и от агрессивных химических веществ.

Универсальные же проводники имеют конструкцию, делающую возможным применение их в различных условиях. То есть, они отлично подходят как к прокладке на открытом пространстве, так в кабельной канализации или внутри каких-то объектов.

Источник: vdsv.ru