Apakah kabel gentian optik

Kabel gentian optik digunakan secara meluas hari ini untuk penghantaran data. Dalam sesetengah bidang IT, mereka telah menggantikan sepenuhnya talian komunikasi tradisional berdasarkan konduktor logam. Talian optik amat berkesan di mana sejumlah besar data mesti dihantar pada jarak yang jauh.

Asas fizikal gentian optik

Prinsip fizikal operasi gentian optik adalah berdasarkan prinsip pantulan total. Jika kita mengambil dua media dengan indeks biasan yang berbeza n₁ dan n₂, dan n₂<n₁ (contohnya, udara dan kaca atau kaca dan plastik lutsinar) dan biarkan pancaran cahaya pada sudut α kepada antara muka, maka dua peristiwa akan berlaku.

Rasuk (ditunjukkan dengan warna merah dalam rajah), dilancarkan dari kiri atas (di sepanjang anak panah), akan dibiaskan sebahagiannya dan akan melalui medium dengan indeks biasan n₂ sudut α₁<α - bahagian rasuk ini ditunjukkan dengan garis putus-putus.Bahagian lain rasuk akan dipantulkan dari antara muka pada sudut yang sama. Jika rasuk ditembak pada sudut cetek β (rasuk hijau dalam rajah), maka perkara yang sama akan berlaku - pantulan separa dan pembiasan separa pada sudut β₁.

Jika sudut tuju α dikurangkan lagi (rasuk biru dalam rajah), maka bahagian rasuk yang dibiaskan boleh "gelongsor" hampir selari dengan antara muka media (garis putus-putus biru). Penurunan seterusnya dalam sudut tuju (kejadian rasuk hijau pada sudut β) akan menyebabkan lompatan kualitatif - bahagian yang dibiaskan akan tiada. Rasuk akan dipantulkan sepenuhnya dari antara muka antara dua media. Sudut ini dipanggil sudut pantulan total, dan fenomena itu sendiri dipanggil pantulan total. Perkara yang sama akan diperhatikan dengan penurunan seterusnya dalam sudut tuju.

Peranti gentian optik

Gentian optik dibina berdasarkan prinsip ini. Ia terdiri daripada dua lapisan sepaksi dengan ketumpatan optik yang berbeza.

Jika pancaran cahaya memasuki hujung terbuka gentian pada sudut yang lebih besar daripada sudut pantulan cahaya, ia akan dipantulkan sepenuhnya dari sempadan sentuhan dua media dengan indeks biasan yang berbeza, dengan pengecilan rendah pada setiap "lompat".

Bahagian luar gentian optik diperbuat daripada plastik. Bahagian dalam juga boleh dibuat daripada plastik lutsinar, kemudian ia boleh dibengkokkan pada sudut yang cukup besar (walaupun digulung menjadi cincin, dan cahaya yang masuk ke dalam masih akan melalui satu hujung ke hujung yang lain dengan pengecilan bergantung pada sifat optik plastik dan panjang panduan cahaya). Untuk kabel tulang belakang di mana fleksibiliti tidak begitu penting, teras dalam biasanya diperbuat daripada kaca.Ini mengurangkan pengecilan, mengurangkan kos gentian, tetapi ia menjadi sensitif kepada bengkok.

Untuk meningkatkan daya pemprosesan talian optik, gentian dihasilkan dalam versi dua mod atau berbilang mod. Untuk melakukan ini, keratan rentas teras dinaikkan kepada 50 mikron atau 62.5 mikron (berbanding 10 mikron untuk mod tunggal). Dua atau lebih isyarat boleh dihantar serentak melalui gentian optik sedemikian.

Pembinaan talian penghantaran optik ini mempunyai kelemahan tertentu. Salah satunya ialah penyebaran cahaya yang disebabkan oleh laluan berbeza bagi setiap isyarat. Mereka belajar menanganinya dengan membuat teras dengan indeks biasan kecerunan (berubah dari tengah ke tepi). Disebabkan ini, laluan rasuk yang berbeza diperbetulkan.

Kabel dengan gentian berbilang mod digunakan terutamanya untuk rangkaian tempatan (dalam bangunan yang sama, satu perusahaan, dll.), dan dengan gentian mod tunggal - untuk garisan batang.

Peranti talian gentian

FOCL menghantar isyarat cahaya yang dihasilkan oleh LED atau laser. Isyarat elektrik dijana dalam pemancar. Peranti akhir juga memerlukan isyarat dalam bentuk impuls elektrik. Oleh itu, adalah perlu untuk mengubah data asal dua kali. Gambar rajah dipermudah bagi garis gentian optik ditunjukkan dalam rajah.

Isyarat daripada pemancar ditukar kepada denyutan cahaya dan dihantar melalui talian optik. Kuasa pemancar di bahagian pemancar adalah terhad, oleh itu, pada garis panjang pada selang waktu tertentu, peranti dipasang yang mengimbangi pengecilan - penguat optik, penjana semula atau pengulang.Di bahagian penerima terdapat satu lagi penukar yang mengubah isyarat optik kepada isyarat elektrik.

Reka bentuk kabel optik

Untuk menyusun talian gentian optik, gentian individu digunakan sebagai sebahagian daripada kabel optik. Reka bentuknya bergantung pada tujuan saluran penghantaran dan kaedah peletakan, tetapi secara umum ia mengandungi beberapa gentian dengan salutan pelindung individu (daripada calar dan kerosakan mekanikal). Perlindungan sedemikian biasanya dilakukan dalam dua lapisan - pertama, cangkang kompaun, dan di atas - salutan tambahan plastik atau varnis. Gentian disertakan dalam sarung biasa (seperti kabel elektrik konvensional), yang menentukan skop kabel dan dipilih dengan mengambil kira pengaruh luaran yang akan dikenakan talian semasa operasi.

Apabila meletakkan dalam dulang kabel, terdapat masalah untuk melindungi garisan daripada tikus. Dalam kes ini, adalah perlu untuk memilih kabel yang sarung luarnya diperkuat dengan pita keluli atau perisai dawai. Gentian kaca juga digunakan sebagai perlindungan terhadap kerosakan.

Jika kabel diletakkan di dalam paip, sarung bertetulang tidak diperlukan. Tiub logam melindungi dengan pasti daripada gigi tikus dan tikus. Cangkang luar boleh dibuat ringan. Ini memudahkan untuk mengetatkan kabel di dalam paip.

Jika garisan hendak diletakkan di dalam tanah, perlindungan dilakukan dalam bentuk perisai dawai yang dilindungi kakisan atau rod gentian kaca. Ia memberikan rintangan yang tinggi bukan sahaja kepada pemampatan, tetapi juga untuk regangan.

Jika kabel itu hendak diletakkan di kawasan laut, merentasi sungai dan halangan air lain, di tanah berpaya, dsb., perlindungan tambahan daripada pita polimer aluminium digunakan. Inilah cara air dihalang daripada masuk.

Selain itu, banyak kabel di dalam sarung biasa mengandungi:

• rod pengukuhan yang berfungsi untuk memberi struktur kekuatan yang lebih besar di bawah pengaruh mekanikal luaran dan semasa pemanjangan haba garisan;
• pengisi - benang plastik yang mengisi kawasan kosong antara gentian dan unsur lain;
• rod kuasa (tujuan mereka adalah untuk meningkatkan beban tegangan).

Dalam rentang yang besar, talian digantung pada kabel, tetapi terdapat kabel sokongan diri. Kabel logam sokongan dibina terus ke dalam cangkerang.

Sebagai jenis talian gentian optik yang berasingan, kord tampalan optik harus disebut. Kabel ini mengandungi satu atau dua gentian (mod tunggal atau mod dwi) yang disertakan dalam sarung biasa. Di kedua-dua sisi, kord dilengkapi dengan penyambung untuk sambungan. Kabel sedemikian adalah panjang pendek dan bertujuan untuk menyambungkan peralatan pada jarak dekat atau untuk meletakkan komunikasi dalam kabinet.

Kebaikan dan keburukan kabel optik

Kelebihan kabel optik yang tidak diragui, yang menentukan pengedaran meluas saluran komunikasi tersebut, termasuk:

• imuniti hingar yang tinggi - isyarat cahaya tidak terjejas oleh sinaran elektromagnet isi rumah dan industri, dan garisan itu sendiri tidak memancarkan (ini menyukarkan akses tanpa kebenaran kepada maklumat yang dihantar dan tidak menimbulkan masalah keserasian elektromagnet);
• pengasingan galvanik penuh antara bahagian penerima dan pemancar;
• tahap pengecilan rendah - lebih kurang daripada talian berwayar;
• hayat perkhidmatan yang panjang;
• daya pengeluaran yang besar.

Dalam realiti moden, ia juga penting bahawa kabel tidak menarik pencuri logam.

Optik bukan tanpa cacat. Pertama sekali, ini adalah kerumitan pemasangan dan sambungan, yang memerlukan peralatan, alat dan bahan khas, dan juga mengenakan peningkatan keperluan pada kelayakan kakitangan yang terlibat dalam pemasangan dan penyelenggaraan talian. Kebanyakan ralat dalam FOCL dikaitkan dengan ralat pemasangan, yang mungkin tidak nyata dengan serta-merta. Pada mulanya, kos talian itu sendiri juga tinggi, tetapi perkembangan teknologi telah memungkinkan untuk menyamakan kelemahan ini ke tahap yang kompetitif.

Talian komunikasi optik telah menduduki sektor yang serius dalam pasaran bahan komunikasi. Pada masa hadapan yang boleh dijangka, mereka tidak melihat alternatif yang serius melainkan terdapat kejayaan teknologi.

Artikel yang serupa: