▷ Волоконная оптика: что это такое, для чего она используется и как она работает

Мы собираемся посвятить эту статью, чтобы узнать больше о волоконной оптике, мы объясним, что это такое и как это работает. Все мы знаем, что этот элемент передачи используется в сетях передачи данных для подключения к Интернету, но не все знают, как физически определить, что такое оптоволокно, поэтому у нас будут проблемы.

Указатель содержания

Создание Интернета, несомненно, было одной из самых важных информационных и коммуникационных технологий нашего века. Интернет создан недавно, мы говорим о 1991 году, когда была создана Всемирная паутина, и в это время эволюция скорости и доступности начала стремительно расти по сей день. Именно благодаря таким технологиям, как волоконная оптика, увеличение пропускной способности достигло чрезвычайно высокого уровня скорости и расстояния.

Что такое волоконная оптика

Как мы уже упоминали, волоконная оптика является средством передачи данных с помощью фотоэлектрических импульсов по проволоке из прозрачного стекла или других пластиковых материалов с той же функциональностью. Эти нити могут стать почти такими же тонкими, как волосы, и являются именно средством передачи сигнала.

В основном с помощью этих очень тонких кабелей световой сигнал передается с одного конца кабеля на другой. Этот свет может генерироваться с помощью лазера или светодиода, и его наиболее распространенным применением является передача данных на большие расстояния, поскольку эта среда имеет гораздо большую полосу пропускания, чем металлические кабели, меньшие потери и более высокие скорости передачи.

Еще один очень важный аспект, который мы должны принять во внимание, заключается в том, что оптическое волокно не подвержено электромагнитным помехам, которые, например, испытывают кабели витой пары во всех случаях и способствуют потребности в повторителях на каждом определенном расстоянии. Надо знать, что волоконная оптика не переносит электрическую энергию, только световые сигналы.

Но волоконная оптика используется не только для передачи данных в сетях, но и для высококачественных аудиоподключений. Кроме того, он также является источником света для обеспечения видимости в ограниченном пространстве и даже для декоративных изделий, например на рождественских елках и тому подобном. Конечно, эти волокна построены из пластика и недороги, и имеют мало общего с кабелями, используемыми для передачи данных.

Части оптоволоконного кабеля

Прежде чем мы увидим, как это работает, мы думаем, что важно знать, какие части составляют волоконно-оптический кабель.

• Ядро: это центральный элемент оптоволоконного кабеля, который не всегда присутствует. Его функция заключается просто в усилении, чтобы избежать поломки и деформации кабеля. Утечка влаги: этот элемент также присутствует не во всех кабелях. Его функция состоит в том, чтобы проводить возможную влажность, которую имеет кабель, чтобы он выходил через него. Это намотано в ядро. Волокна нити: это проводящий элемент, свет и данные проходят через него. Они изготовлены из высококачественного силиконового стекла или пластика, которые создают среду, в которой свет может правильно отражаться и преломляться до достижения цели. Буфер и оболочка (покрытие): в основном это покрытие из волоконно-оптических нитей. Он состоит из гелевого наполнителя темного слоя, предотвращающего выход световых лучей из волокна. В свою очередь, буфер - это внешнее покрытие, которое содержит гель и волокно. Майларовая лента и изоляционные слои: в основном это изоляционное покрытие, которое покрывает все буферные волокна. В зависимости от типа конструкции он будет иметь несколько элементов, каждый из которых выполнен из диэлектрического (непроводящего) материала. Огнестойкое покрытие: если кабель огнестойкий, вам также потребуется покрытие, способное противостоять пламени. Броня: Следующий слой - это кабельная броня, которая всегда изготавливается из кевларовой проволоки самого высокого качества. Этот материал легкий, высокопрочный и огнестойкий, его можно увидеть в бронежилетах и ​​пилотских шлемах. Наружная оболочка: как и любой кабель, требуется внешняя оболочка, обычно пластиковая или ПВХ.

Как работает волоконная оптика

Будучи кабелями, по которым проходит световой сигнал, способ передачи не основан на передаче электронов через проводящий материал. В этом случае мы обращаем внимание на физические явления отражения и преломления света.

Отражение: отражение светового луча происходит, когда он попадает на поверхность, разделяющую две среды, и направление волны изменяется, в результате чего он принимает направление с углом, равным углу падения. Например, если луч света попадает на поверхность под углом 90 градусов, он отражается в противоположном направлении, что происходит, когда мы стоим перед зеркалом. Если в другом случае луч света попадает на поверхность под углом 30 градусов, он будет отражаться от этих же 30 градусов.

Рефракция: в этом случае происходит изменение направления и скорости в волне при переходе от одной среды к другой. Например, это то, что мы видим, когда свет переходит из воздуха в воду, мы видим то же изображение, но под другим углом.

Благодаря этим двум явлениям свет будет передаваться по оптоволоконному кабелю до тех пор, пока он не достигнет своего пункта назначения.

Волоконно-оптические типы и разъемы

Мы уже знаем, как это работает, но мы все еще не знаем, как свет передается внутри этих кабелей. В этом случае мы должны различать одномодовое волокно и многомодовое волокно.

В одномодовом волокне только один луч света проходит через среду. Этот луч будет способен в лучшем случае достигать 400 км без использования повторителя, и для генерации этого луча используется лазер высокой интенсивности. Этот луч способен передавать до 10 Гбит / с для каждого волокна.

В многомодовом волокне, с другой стороны, несколько световых сигналов могут передаваться по одному и тому же кабелю, которые генерируются светодиодами низкой интенсивности. Он используется для передач с более коротким диапазоном, а также дешевле и проще в установке.

Что касается типов волоконно-оптических разъемов, мы можем найти следующее:

• SC: Этот разъем мы чаще всего встречаем, поскольку он используется для передачи данных в одномодовых оптоволоконных соединениях. Существует также версия SC-Duplex, которая в основном состоит из двух соединенных SC. FC: Это еще один из наиболее часто используемых, и они похожи на разъем коаксиальной антенны. ST: Он также похож на предыдущий с центральным элементом около 2, 5 мм, который более открыт. LC: в этом случае разъем квадратный, хотя центральный элемент остается той же конфигурации, что и два предыдущих. FDDI: Это дуплексный оптоволоконный разъем, то есть он соединяет два кабеля вместо одного. MT-RJ: это также дуплексный разъем, который обычно не используется для одномодовых волокон.

Выводы и преимущества и недостатки использования волоконной оптики

С помощью этой информации мы можем сформировать довольно общее и полное представление о том, что такое волоконная оптика и как она основана на ее работе. Внутренние оптоволоконные соединения становятся все более распространенным явлением, хотя иногда вместо того, чтобы напрямую подключаться к нам по оптоволоконному кабелю, в случае гибридной сети это происходит в форме коаксиального кабеля. Мы воспользуемся другой статьей, чтобы больше поговорить об этом типе кабеля.

Несомненно, будущее, которое нас ожидает, явно за волоконно-оптическими сетями, все более и более небольшими населенными пунктами, которые имеют такой тип подключения с высокой пропускной способностью, поскольку это является одним из основных преимуществ. Более того, поскольку он основан на свете, а не на электрической энергии, он полностью невосприимчив к помехам и не производит его. Таким же образом он очень хорошо поддерживает климатические изменения и температуры и очень легкий, будучи неметаллическим элементом.

Но не все хорошо в волоконной оптике, так как одно из ограничений заключается в том, что кабели должны быть очень прочными и очень хорошо защищенными, чтобы избежать обрыва волокна. Мы также не можем передавать электричество, это логично, поэтому каждый элемент, который нуждается в электрической энергии, должен иметь ближайший источник энергии.

Что касается монтажа и соединения волоконно-оптических кабелей, это довольно сложный процесс, и необходима высокая точность, чтобы сигнал передавался с одного кабеля на другой без ухудшения качества сигнала. Передающие и приемные устройства также намного дороже и сложнее, и в большинстве случаев для достижения наших домов необходимы устройства преобразования световой энергии в электрическую.

Это все о волоконно-оптических кабелях и соединениях. Мы верим, что нам удалось решить ваши сомнения относительно этой технологии и ее использования. Если вас интересуют другие учебники, связанные с сетями, вот некоторые из них.

Если у вас есть вопросы или вы хотите указать или добавить что-то, напишите нам в комментариях. Мы всегда стараемся максимально улучшить содержание.