Волоконно оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (также оптоволоконный или оптико-волоконный кабель) — кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов (света), со скоростью меньшей скорости света из-за непрямолинейности движения.

Волокно-оптический кабель состоит из:

• Центральный силовой элемент
• Оптическое волокно
• Оптический модуль с заполнением гидрофобным компаундом
• Заполнение гидрофобным компаундом
• Полиэтилентерефтолатная пленка
• Внутренняя полимерная оболочка
• Слой арамидных нитей
• Наружная полиэтиленовая оболочка

Преимущества:

• Высокая скорость—позволяет быстро и бесперебойно передавать большой объем данных с помощью одного волоконно-оптического кабеля.(от 10 Гбит/сек)
• Помехозащищенность—никакие виды электромагнитных помех не влияют на качество передачи информации в оптическом волокне. Благодаря этому, оптическое волокно может располагаться вблизи таких мощных источников электромагнитных помех как.
• Высокая пропускная способность—Благодаря улучшенной очистке оптического волокна, удалось расширить количество окон прозрачности, что привело к появлению систем волнового уплотнения WDM (СWDM, DWDM. DWDM мультиплексирование позволяет по одному оптическому волокну организовать до 160 независимых каналов передачи, в каждом из которого передавать информацию со скоростью до 40 а то и больше Гбит/с.
• Стоимость— волоконно-оптический кабель можно купить по более низкой цене, чем аналогичный медный провод. Оптические кабели имеют меньшие габариты и вес, а зачастую и стоимость.
• Надежность—в отличие от электрических сигналов, передаваемых в медных проводах, световые сигналы от одного волокна не влияют на сигналы других волокон в одном и том же оптоволоконном кабеле, что позволяет достичь более высокого качества телефонной связи ил прием ТВ-сигнала.
• Безопасность информации— Электро магнитная совместимость и информационная безопасность

Недостатки:

• Ограниченное использование — оптическое волокно можно использовать только на поверхности, что не позволяет применять его в работе с мобильной связью.
• Риск повреждений — оптическое волокно является довольно хрупким и более уязвимым к повреждению по сравнению с медным проводом. Для продления срока службы волокна не следует перекручивать и сгибать его.
• Расстояние— чтобы не пришлось использовать усилители сигнала, передатчик и приемник необходимо установливать

Оптическое волокно представляет собой двухслойную цилиндрическую кварцевую нить, состоящую из сердцевины и оболочки. Оболочка покрыта защитным слоем из акрилатного лака. Сердцевина легирована германием, поэтому её показатель преломления больше, чем у оболочки.

Свет распространяется в сердцевине волокна, испытывая полное внутреннее отражение на границе с оболочкой. Он проникает в оболочку на глубину порядка длины волны, т.е. на глубину много меньше её толщины и, следовательно, не взаимодействует с покрытием из акрилатного лака. Это покрытие необходимо для защиты кварцевой оболочки от механических повреждений и воздействия воды.

Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина (которая и является основной средой передачи энергии светового сигнала) изготавливается из оптически более плотного материала, оболочка — из менее.

Так, например, запись 50/125 говорит о том, что диаметр сердцевины равен 50 мкм, оболочки — 125мкм. Диаметры сердцевины равные 50мкм и 62,5мкм являются признаками многомодовых оптических волокон, а 8-10мкм, соответственно, одномодовым. Оболочка же, как правило, всегда имеет диаметр размером 125мкм.

Существует три основных типа одномодовых волокон:

• одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (SMF или SM, англ. step index single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи;
• одномодовое волокно со смещённой дисперсией (DSF или DS, англ. dispersion shifted single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание;
• одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF, NZDS или NZ, англ. non-zero dispersion shifted single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655

Принцип работы прибора основан на анализе отражённых оптических импульсов, излучаемых рефлектометром в оптическое волокно. Измерения с помощью оптического рефлектометра основаны на явлении обратного рассеяния света в волокне и на отражении света от скачков показателя преломления. Импульсы света, распространяясь по линии, испытывают отражения и затухания на неоднородностях линии и вследствие поглощения в среде.

Оптический импульс вводится в волокно через направленный ответвитель. Этот импульс распространяется по волокну и ослабляется в соответствии с коэффициентом затухания волокна. Незначительная часть оптической мощности рассеивается, и в результате обратно рассеянное излучение через направленный ответвитель попадает на фотодетектор, преобразуется в электрический сигнал, усиливается, обрабатывается и результат выводится на дисплей.

Измерение затухания оптическими рефлектометрами базируется на использовании измерения параметров обратного релеевского рассеивания. Измеряемое волокно зондируется оптическими импульсами, вводимыми через направленный ответвитель. Вследствие отражения от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает поток обратного рассеяния.

Регистрация этого потока позволяет определить затухание по длине с того же конца кабеля, с которого подключен рефлектометр. Одновременно рефлектометр фиксирует местоположение и характер неоднородностей измеряемого оптического волокна.

Сва́рка опти́ческого волокна́ — процесс соединения оптических волокон (жил оптического кабеля) с помощью высокотемпературной термической обработки. В настоящее время выполняется в автоматическом режиме специальными сварочными аппаратами.

Процесс сварки оптического волокна:

• Очистка волокон от гидрофобного материала. Чаще всего используется бесцветный, либо слегка окрашенный гель.
• На волокна одного из кабелей надеваются специальные гильзы — КДЗС (комплект для защиты соединений), состоящие из двух термоусадочных трубок и силового стержня.

Обычно включает в себя снятие внешней изоляции кабеля, затем снятие изоляции отдельных модулей. В каждом модуле, как правило, находится 8-16 волокон.

C концов волокон (2—3 см) снимается цветной лак и защитный слой, волокна протираются спиртом.

Зачищенное волокно скалывается специальным прецизионным скалывателем. Плоскость скола волокон должна быть перпендикулярна оси волокна. Допустимое отклонение — до 1,5° на каждый скол.

Волокна, предназначенные для сварки, укладываются в зажимы сварочного аппарата (V-образные канавки).

Под микроскопом с помощью манипуляторов происходит их совмещение (юстировка). В современных сварочных аппаратах юстировка происходит автоматически.

Электрическая дуга разогревает до установленной температуры концы волокон с микрозазором между ними, торцы волокон совмещаются микродоводкой держателя одного из волокон.

Аппарат осуществляет проверку прочности соединения посредством механической деформации и оценивает затухание, вносимое стыком.

КДЗС сдвигается оператором на место сварки и этот участок помещается в тепловую камеру, где происходит термоусадка КДЗС.

Сваренные волокна укладываются в сплайс-пластину, кассету оптической муфты или кросса.

Для написания работы использованы ресурсы Сети Интернет.