Оптоволокно как выглядит: Как выглядит кабель оптоволокна

Содержание

Как устроены оптоволоконные сети — Как это сделано, как это работает, как это устроено — LiveJournal

А знаете ли вы, как приходит в ваш дом интернет, телефония или цифровое телевидение? Ведь технологии давно шагнули вперед и если мы раньше подключались к всемирной паутине через модемы, то сейчас для передачи данных хватит тонюсенького провода и скорости света. Это удивительно, ведь получая услуги, мы редко задумываемся, а как же это сделано?

Недавно, благодаря Ростелеком, удалось узнать поближе о загадочной технологии PON, которая все больше завоевывает рынок цифрового телевидения, телефонии и конечно интернета.
Делюсь с вами, ведь как правило, когда кто-то приходит в офис продаж Интернет-провайдера и желает подключиться по технологии PON к одной или нескольким услугам сразу, просто узнав о такой возможности из рекламы, на самом деле не имеет особого представления о том, что именно он покупает. А вы знаете об этом?


PON придумали на западе, но что мешает и нам пользоваться этим изобретением? Так что же скрывается за аббревиатурой? Технология PON — пассивные оптические сети. Пассивные они потому, что на участке от АТС до абонента не используется никакого активного оборудования и не требуется дополнительного электропитания, волокно тянется до квартиры клиента. За счет этого получается высокая пропускная способность канала и, следовательно, возможность подключить несколько услуг по одной линии телефон, телевидение, Интернет.

Получается, что зайдя на современную АТС мы можем увидеть удивительную картину, когда буквально с одной стойки могут обслуживаться десятки тысяч абонентов.  А все потому, что основное преимущество PON — стеклянное оптическое волокно, которое позволяет передавать данные с помощью не электрического, а оптического сигнала (света). Этот сигнал при прохождении  от узла связи до квартиры не требует дополнительного оборудования вроде коммутаторов или маршрутизаторов. Радиус действия оптического сигнала до 20км, а это в несколько раз больше, чем электрического.

Узел доступа PON состоит из трех основных элементов: каркас (место, куда устанавливается плата и блок питания), магистральная карта, которая подключается к ядру сети, линейные платы. На один порт линейной платы можно подключить до 64 абонентов.

Если вы подумали, что оптоволокно прокладывается «цельным проводом» от АТС до квартиры, то это не так: на определенном участке линии сигнал делится. Для деления сигнала изобрели пассивный оптический делитель — сплиттер, который превращает одно волокно в два, четыре, восемь и так далее. А прежде, чем  интернет или интерактивное телевидение придет в квартиру, он проходит разные этапы.
Как правило в подвале находится распределительная муфта, где кабель, состоящий из 144 волокон делится на то количество, которое нужно именно в этой парадной (или доме), остальное же пропускается дальше. Производятся эти манипуляции мастерами.

Укладываются волокна в бухту, кассету. Потом одевается защитный короб. Все вместе – муфта.

Прибор, который является диагностическим для выявления длины волокна, возможных дефектов и тд. Он обязательно используется при монтаже системы.

Из подвального помещения и уже известной нам бухтымуфты, волокна попадают в сплитер, затем в распределительную коробку, которая в свою очередь располагается непосредственно в подъезде и на этаже.

Оптический патч-корд от квартиры абонента до распределительной коробки, расположенной в подъезде, укладывается в защитные короба.

После того, как оба конца волокна (со сплиттера и из квартиры) находятся в распределительной коробке, производится их соединение с помощью специального сварочного аппарата. Сварка волокна производится в муфте, сплиттере и коробке, а абонентский патч-корд из квартиры подключается уже к разваренному порту в распределительной коробке. Таким образом, получается полностью оптоволоконная линия от АТС до абонента.

В такихе же коробах протягивается кабель и непосредственно в квартиру. Там также бережно волокно укладывается в оптическую розетку или протяжную коробку или кассету оптического терминалабухты и закрывается. По неписаным правилам оборудование монтируют рядом с отверстием, куда затянули оптику, чтобы протяженность волокна по квартире была как можно меньше. Лучше не прокладывать оптоволокно по всей квартире. Почему? Все просто — этот тоненький «проводок» очень и очень хрупок, чувствителен к различным изгибам, перегибам, давлению (наступать на него или ставить мебель не нужно, так же как и подпускать животных). От всех вышеперечисленных процедур оптоволокно ломается и часто вызывать мастера — стоит ли это ваших нервов?

Вот так выглядит уже поставленное оборудование в квартире. Занимаются установкой, отладкой и подключением инсталляторы.

Прежде всего, сотрудник делает оконцовку оптического волокна в квартире абонента и монтирует оптический коннектор. Для этого требуется набор инструментов: измеритель оптической мощности, скалыватель оптических волокон, стриппер, ножницы для кевларовых нитей, спиртовые безворсовые салфетки, визуальный локатор повреждений и источник излучения, а также маркер и линейка. Для соблюдения техники безопасности мастер обычно работает в защитных очках.

Итак, самое интересное впереди. Ведь оптическое волокно уже в квартире, но работать пока не может. Для этого проводится ряд манипуляций. На кабель одевается хвостовик оптического коннектора, затем берется специальный отмаркерованный контейнер, куда складываются осколки оптического волокна (которые ни в коем случае не должны оставаться у потребителя дома, они острые и опасны).

Берется стриппер и снимается верхний слой изоляции. Затем маркером отмечается место, до которого будет производиться зачистка волокна.

Имеем вторичное буферное покрытие оптоволокна и кевларовую нить.

Сптриппером аккуратно надрезается и снимается вторичное покрытие, а затем первичный буфер.

Вот оно — волокно, тонкое как волосок, которое принесет в дом новейшие технологии, доступ в всемирную паутину, а также телефонную связь. Это совершенно потрясающе!

Волокно очищается с помощью спиртовой безворсовой салфетки и делают его скол на специальном приборе (да, да, ведь это стекло по сути!). После чего происходит почти ювелирная работа — надо попасть в маленькое отверстие коннектора и зафиксировать там волокно.

Одевается корпус коннектора

Вот тут вступает в ход измеритель оптической мощности и промеряется патчкорд (уровень затухания сигнала).

А вот очень интересный прибор, похожий на большой карандаш — это визуальный локатор повреждений.

Его целью является нахождение повреждений. Пучок света направляется прямо по волокну и…

если обнаружим повреждение — это будет видно визуально: участок будет светиться.

Смонтированный коннектор (с кабелем) монтируется в оптическую розетку, протяжную коробку или кассету от которой и будет происходить непосредственное подключение оптического терминала абонента. Можно сказать, что мы пришли к последнему шагу в достижении вожделенной системы PON в доме.

Для этого используется соединительный патч-корд с разной полировкой соединительный патч-корд используется в случае установки розетки, при установке протяжной коробки или заведении кабеля в кассету терминала кабель сразу оконцовывается коннектором с полировкой APC и более совершенный измеритель оптической мощности — универсальный тестер-смартфон на платформе Android. При помощи него можно не только производить измерения, но и демонстрировать абоненту работу услуги Wi-Fi, работу сайта и др.

Выполняется настройка дополнительной услуги — Wi-Fi подключения, а также через тестовый ноутбук настраивается доступ к сети.

и обязательно демонстрируется все абоненту!

даже тест на скорость соединения и передачи данных.

Подключается телефония: важно знать, что к оптическому терминалу подключается только один телефонный аппарат.

Ну и наконец, подключается, в данном случае, главная услуга «Ростелекома» — «Интерактивное Телевидение». При первичном запуске вводятся учетные данные приставки.
И если к вам пришел установщик и не ознакомил с основными функциями, смело можете ставить ему большой минус за его работу, он должен это делать в обязательном порядке.
Отдельно объясняется устройство пульта, который может и дублирует функции стационарного пульта (включение-выключение ТВ, переключение громкости), но все же является другим устройством.

Функции «Интерактивного Телевидения»: создание различных профилей, «Мультискрин», «Видеопрокат», просмотр на экране фото, видео, музыки при помощи USB-входа на приставке, интернет-сервисы (погода, соцсети, карты), управление просмотром (пауза, запись).
К терминалу можно подключить до трех ТВ-приставок и, соответственно, до трех телевизоров.

Ну как? Находятся ли плюсы в использовании технологии PON? Мне кажется да и самый большой — это пропускная способность такого маленького «волоска».

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите на адрес ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят тысячи читателей сайта Как это сделано

Отдельные фото из моих репортажей можно смотреть в инстаграме инстаграме.    Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.

Также на ютюбе выходят мои интереснейшие ролики, поддержите его подпиской, кликнув по этой ссылке — Как это сделано или по этой картинке. Спасибо всем подписавшимся!


как выглядит кабель, схема подключения

Сегодня многие люди в повседневной жизни пользуются интернетом. Существует немало различных вариантов подключения к глобальной сети. Однако наибольшей популярностью пользуется оптоволоконный кабель для интернета. Прежде чем им воспользоваться, необходимо ознакомиться с описанием его основных особенностей.

Оптоволоконный кабель обеспечивает высокоскоростное подключение к сети Internet

Что такое оптоволоконный интернет и чем он отличается от обычного

Оптоволокно — наиболее современная технология, с помощью которой удается организовать высокоскоростное соединение с сетью Internet. Стоит отметить, что сегодня большинство провайдеров предпочитают подключать именно оптоволоконный интернет.

Провод из оптоволокна обладает рядом достоинств, среди которых можно выделить следующее:

  • Долговечность. Изготавливаются такие кабели из прочного материала и поэтому они надежно защищены от механических повреждений.
  • Высокая пропускная способность. Максимальная скорость у оптоволокна составляет 100 Гбит в секунду. Этого достаточно для быстрого скачивания крупных файлов.
  • Безопасность. Использование оптоволоконных сетей позволяет специальным программам быстро обнаруживать несанкционированный доступ к информации. Благодаря этому удается надежно защитить передаваемые данные от злоумышленников.
  • Отсутствие помех. Именно из-за этого удается стабильно передавать данные на скорости 100 Гбит в секунду.
  • Универсальность. Стоит отметить, что оптоволоконный кабель используется не только для проведения интернета, но и для организации системы видеонаблюдения.

Однако основное достоинство кабелей из оптоволокна заключается в том, что с их помощью можно соединять объекты, которые находятся друг от друга на больших расстояниях. Это возможно сделать благодаря тому, что у оптических кабелей для интернета не ограничена длина каналов. Такое отсутствие ограничений позволяет организовывать соединение между континентами. Стоит отметить, что все материки связаны между собой именно при помощи оптики. Кабель проложен по дну океана.

Дополнительная информация! Многих интересует, чем оптоволоконные интернет отличается от обычного. Основное отличие заключается в скорости передачи данных. Кабельная оптоволоконная сеть способна передавать информацию на скорости около 100 Гбит/с.

Высокая скорость передачи данных — одно из достоинств оптоволокна

Описание технологии, конструкция кабеля

Людям, которые хотят подключить интернет по оптоволокну, следует детальнее ознакомиться с конструкцией оптического провода. На самом деле у него довольно простое устройство.

В центральной части располагается стекловолоконный световод диаметром около 7-8 мкм. Он покрыт специальной защитной оболочкой, сделанной из пластика. Она не только защищает световод от механических повреждений, но и обеспечивает внутреннее отражение света.

В процессе передачи данных свет не покидает пределы центральной жилы и не сталкивается с электромагнитными помехами. Именно поэтому такие кабели не нуждаются в дополнительном экранировании.

Надежная наружная оболочка провода защищает его от механических повреждений

Чтобы оптический интернет стабильно работал и не было обрывов связи, оптоволоконный провод делают максимально прочным. Для уплотнения используют кевлар и металл. Благодаря такому надежному бронированию, кабели из оптического волокна защищены от механических повреждений.

Оптические провода могут отличаться по своим конструкционным особенностям:

  • Стеклянное волокно, размещенное внутри оболочки из пластика. Кабель такого типа менее надежный и не очень часто используется во время проведения интернета.
  • Многослойный провод. Он изготавливается с дополнительными упрочняющими компонентами. Подходит для прокладки в грунте или под водой.

Есть и другая классификация, согласно которой оптику можно поделить на два основных типа:

  • Одномодовый. Такие провода изготавливаются из световода диаметром в 1,3 мкм. Одномодовая оптика более качественная и чаще всего используется при подключении интернета в частных домах и квартирах.
  • Многомодовый. От предыдущего типа провода отличается тем, что в нем используется не лазерный, а обычный световод. При этом длина световой волны довольно короткая и составляет всего 0,85 мкм.

Дополнительная информация! Многомодовые провода не подходят для прокладки сетей на большие расстояния. Их максимальная длина не должна превышать 5 км.

Какие имеет ограничения

Оптический кабель подходит для прокладывания под водой

Многих интересует, есть ли у стекловолокна для интернета какие-то ограничения. На самом деле оптические кабели далеко не идеальны и имеют свои недостатки.

Главный минус заключается в том, что они не могут обеспечивать идеальный сигнал. Например, большинство проводов оптического типа обеспечивают максимальную скорость передачи данных 10 Гбит/с только на расстоянии 100-200 км. После этого начинается постепенное затухание сигнала и соответственно ухудшение скорости. Однако пользователи сети Internet этого не замечают.

Дело в том, что оптику прокладывают только до многоквартирного дома. До квартир протягивается обычная витая пара. Это приводит к ограничению скорости. Поэтому, чтобы насладиться максимально быстрой передачей данных, придется проводить оптику напрямую в квартиру и подключать специальное оборудование для оптоволоконного интернета.

Прокладка оптоволокна на местности

Многих людей, которые хотят оптический интернет, интересуют особенности прокладки оптоволокна. На самом деле это довольно сложная работа, которая должна выполняться профессионалами. Выделяют четыре основных способа прокладки оптического кабеля на местности.

В грунте

Это наиболее распространенный способ, которым часто пользуется Ростелеком и другие популярные провайдеры.

Прежде чем уложить кабель, необходимо разработать схему. В ней детально планируется, как и где будет пролегать провод. Для укладки в грунте используются кабели с прочной наружной оболочкой. Она обеспечит дополнительную защиту от повышенной влажности и грызунов.

Чтобы провод не повредился, его могут помещать в специальной пластиковой трубе.

Размещение на опорах — наиболее простой способ прокладки оптики

Подвешивание на опорах

Бывают случаи, когда не удается проводить волокно для интернета в грунте. В подобных ситуациях кабель вешают на дополнительные опоры. Чаще всего данный способ используется при подключении к сети Internet дач или частных домов.

Для подвешивания используются провода с вмонтированным тросом, который в разрезе представлен в виде восьмерки. Также конструкция оснащается упрочняющими нитями. Они нужны для предотвращения растягиваний и провисаний.

Прокладка в канализации

Это наиболее подходящий вариант подключения оптико-волоконного интернета в городской местности. Провайдеры часто используют готовые канализационные каналы для проведения сетевых проводов. Для протяжки применяется кабельная лебедка или пруток.

Внутри помещений

Иногда оптоволокно приходится проводить в зданиях. Для этого используются облегченные кабели с эластичной оболочкой. Они прокладываются в заранее сделанных каналах. Если их нет, можно протянуть провод под плинтусами.

Дополнительная информация! Все вышеперечисленные методы прокладки оптоволокна отличаются стоимостью. Дороже всего проводить интернет-провод под землей. Для этого придется использовать технику для рытья траншеи. Проще и дешевле провести кабель по воздуху, прикрепляя его к опорам.

Как происходит подключение к интернету через оптоволокно

Подключением кабельного интернета занимаются специалисты

Чтобы провести стекловолокно интернет домой, необходимо выполнить такую последовательность действий:

  1. Обратиться к местному провайдеру. Для начала надо связаться с поставщиком интернет-услуг. Можно оставить заявку на официальном сайте провайдера, позвонить или лично посетить офис. В некоторых случаях сразу после обращения просят внести предоплату.
  2. Дождаться мастеров. В ближайшие дни должны приехать сотрудники, занимающиеся монтажом сетей. Они выполняют работы по проведению интернет-провода в квартиру.
  3. Сначала они рассверливают стену в прихожей, после чего через проделанное отверстие проводят оптоволокно от распределительного щитка. Когда провод будет проведен в квартиру, на нем устанавливают оптическую розетку.

Дополнительная информация! Чаще всего работы по проведению кабеля в квартиру длятся не дольше нескольких часов. Однако при появлении трудностей процедура может затянуться.

Монтаж оборудования и подключение модема

После того, как провод будет проведен в квартиру, необходимо заняться подключением модема. Эта работа выполняется не монтажниками, а наладчиками провайдера. Мастера приезжают со своим оптическим модемом. Его можно сразу приобрести или взять в аренду на время.

Модем соединяется с проводом, который идет из распределительного щитка. Затем при необходимости его подключают к маршрутизатору для организации беспроводной сети или подсоединяют напрямую к персональному компьютеру через Ethernet-разъем.

Создание и настройки сети интернет и схема ввода

Оптический модем — устройство, отвечающее за прием интернет-сигнала

Когда процесс подключения модема будет завершен, необходимо настроить сеть, чтобы она начала работать. Делается это в несколько последовательных этапов:

  1. Подключить модем к роутеру. Он подсоединяется через вход Ethernet.
  2. Настроить маршрутизатор. Чтобы войти в параметры устройства, необходимо в адресной строке браузера ввести IP 192.168.100.1. Затем надо указать логин и пароль. Чаще всего это «admin/admin».
  3. Проверить работу интернета. Если наладчики провайдера все настроили правильно, сеть должна заработать без проблем.

Использование оптоволокна — один из наиболее распространенных методов подключения к сети Internet. Люди, которые хотят провести себе высокоскоростной оптоволоконный интернет, должны ознакомиться с основными особенностями данного способа подключения.

Последнее обновление — 19 сентября 2021 в 15:02

Как происходит подключение к интернет через оптоволокно

Буквально за пару последних десятилетий компьютерные устройства для связи, общения, работы или развлечений появились практически в каждой семье. Соединения абонентов осуществляются по телефонным линиям, радиоканалам, а в последнее время широко применяется оптоволокно.

Мне пришлось на собственном опыте оценить возможности этой технологии. На его основе публикую советы домашнему мастеру по подключению к интернет своего компьютера по оптоволоконному кабелю и созданию квартирной проводной и беспроводной сети с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Содержание статьи

Первое знакомство с новой технологией

Полтора десятка лет назад на подстанцию 330 кВ, где я работал, пришло новое оборудование, осуществляющее регистрацию и обработку информации электрических сигналов от сети очень большего количества датчиков, расположенных в разных местах — регистратор «Парма».

Это обыкновенный компьютер со своим программным обеспечением, выполняющий чисто электротехнические задачи.

Его монтаж, подключение и наладка были поручены нам за исключением сборки и настройки оптоволоконных магистралей. Опыта работы с ними мы не имели.

До этого момента связь с этими датчиками происходила по обычным электрическим цепям, которые называют вторичными. Однако целая группа этих устройств находилась на большом удалении. Проект предусматривал обмен информацией с ними по оптоволоконному кабелю. Его внутрь кабельного канала мы укладывали сами, а подключением и проверкой занимался приехавший из Санкт Петербурга представитель производителя.

Именно тогда стало понятно, что без специализированного оборудования и должных навыков работать с оптоволокном нельзя. Своими руками с ним ничего сделать невозможно.

Конструкция оптоволоконного кабеля

Передача информации происходит по оптическим магистралям, состоящим из отдельных носителей, объединённых в общую конструкцию — кабель оптоволокна.

Принцип работы оптического носителя

Обмен информацией происходит за счет прохождения света лазера от встроенного светодиода. Его передача осуществляется импульсами двоичного кода в одном направлении. Поэтому для обмена сведениями создано сразу два индивидуальных канала.

О конструкции кабеля

Стекло относится к хрупким материалам. Его можно легко разбить, а оптоволокно работает за счет использования стеклянных волокон. Понятно, что они требуют надежной защиты как от механических повреждений, так и от потерь световой энергии.

С этой целью оптические носители разными способами объединяют в жесткие модули и создают из них оптоволоконный кабель. Он может быть разной конструкции. Одна из них показана на схеме.

У нас на подстанции были использованы два вида кабеля: один диаметром 6 мм, а второй толщиной указательного пальца руки.

Довольно подробно вопрос этой технологии изложен в видеоролике GalileoRU «Оптоволокно».

Прокладка оптоволокна на местности

Прошлой зимой около нас проводилась механизированная укладка такого кабеля непосредственно в грунт.

Работу выполняли три, а на сложном рельефе четыре трактора, сцепленные цугом. Они тащили плуг кабелеукладчика, заглубленный в землю на полтора метра. На тележке этого механизма расположена большая кабельная катушка, которая при ручном раскручивании оператором выдает кабель через каналы плуга в прорываемую траншею.

Сверху оптоволокна на слой земли автоматически укладывается хорошо видимая сигнальная лента. Сразу же происходит ее засыпка грунтом, а на поверхности почвы остается след углубления порядка двадцати сантиметров или чуть больше.

Через какое-то время все неровности сравняли ножом бульдозера легкого колесного трактора. Летом маршрут прокладки зарос травой. Но на местности его можно восстановить по бетонным столбикам.

Технология подключения

На подъездной доске объявлений увидел заинтересовавшее меня сообщение от Белтелеком.

Оно же было размещено на всех рядом расположенных зданиях. Таким оригинальным способом провайдер сообщал, что эра пользования медными телефонными кабелями в нашем районе заканчивается, а расположенные рядом АТС в скором времени прекратят свою работу.

Все пользователи стационарных телефонов должны сделать выбор:

  • согласиться с переходом на новое оборудование, предлагаемое провайдером;
  • или отказаться, оставшись на старом медном кабеле.

Выбор добровольный, но очень скоро АТС будет остановлена: телефонная связь по медному кабелю автоматически прекр к интерне атится. Придется заключать повторный договор и платить деньги за эту услугу. Замену же старого оборудования и монтаж нового сейчас провайдер выполняет за собственные деньги, клиентам это все предоставляется бесплатно.

Сразу замечу, что скорость работы сети на телефонном кабеле меня не удовлетворяла. Интересовал безлимитный интернет по выгодному тарифу от провайдера.

Поэтому дал согласие провайдеру чтобы интернет подключить через оптоволокно.

Проводимые работы выполнялись в три этапа:

  1. Монтаж сети оптоволокна;
  2. Получение нового модема и его установка;
  3. Создание и подключение оборудования домашней сети к интернет через оптоволокно.

Монтажные работы

Буквально через несколько дней после расклейки объявлений в доме появились бригады монтажников с перфораторами различных мощностей и конструкций. Грохот от них не смолкал два дня. Панельная конструкция пятиэтажного здания обладает хорошей акустикой: звуки распространяются во все стороны.

Работа выполнялась одновременно в подъездах и квартирах.

Монтаж оборудования в подъезде

Внутри дома работали две отдельные бригады.

Первый день

Электромонтажники пробивали небольшие отверстия через межэтажные перекрытия, крепили пластиковые пеналы и укладывали в них оптоволоконный кабель диаметром 6 мм.

К концу дня он висел свернутыми кольцами над каждой дверью.

Окончание каждого было закрыто специальной заглушкой.

Последующие дни

Посередине лестничной площадки вдоль стены пробивали отверстия в бетонных плитах под пластиковые трубы диаметром 4 см.

Это наиболее громкий период работы. Если грохот первого дня можно удовлетворительно перетерпеть, находясь в квартире, то на этом этапе лучше удалиться подальше и до вечера провести время в другом месте.

Процесс заканчивается установкой оборудования оптических распределительных коробок и пластиковых труб для кабелей оптоволокна.

Для питания мощного перфоратора электромонтажники использовали катушку удлинитель и подключались к розетке домофона, вскрыв общеподъездную коробку.

Выдергивая шнур питания электромагнитов двери они прекратили работу домофона, создав несанкционированный доступ любых людей в подъезд. Свой удлинитель включали в эту розетку.

Какие облака пыли стояли в воздухе и что было раскидано по всему подъезду описывать не буду. Наведение обычного порядка заняло не один день.

Монтаж оборудования в квартире

Параллельно с работами в подъезде специалист провайдера заключал договор с клиентами, разъяснял требования безопасности по обращению с хрупким оптоволокном, помогал советами по выбору места установки оптической розетки.

Ее монтаж могут выполнить в любом месте. Я выбрал угол коридора около домофона и старой телефонной розетки РТШК-4. Высота модема на уровне колена вполне устраивала.

Длина оптоволоконного кабеля по квартире составила всего несколько десятков сантиметров. Отверстие пробили перфоратором на уровне плинтуса.

Через него со стороны подъезда просунули отрезок стальной проволоки.

На обратной стороне изолентой был примотан конец оптоволоконного кабеля.

От этого места закрепили пластиковые короба.

Установили корпус оптической розетки на стену.

Уложили оптоволокно, сделав небольшую бухту в специальных пазах.

Закрыли короба крышками.

Окончание этих работ было зафиксировано в документации мастера электромонтажников и заверено моей подписью.

Важным требованием по месту установки модема является наличие рядом с ним электрической розетки для подключения блока питания. Его относительно короткий шнур ограничен расстоянием до одного метра.

Мне пришлось дополнительно заняться монтажом и подключением электрической розетки специально для модема. Высота установки совпала с последними веяниями моды: около плинтуса. Расположение в углу ограничивает случайный доступ к ней.

Получение модема и подготовка к переключениям на оптоволокно

Через несколько дней у меня в почтовом ящике появилось извещение от провайдера с предложением прибыть в сервисный центр для документального оформления нового договора.

Организационные вопросы

Когда пришел в сервисный центр, то скопления клиентов и очереди не было. Указанная дата и время прибытия оправдали мои ожидания.

Оператор провайдера быстро выполнила свою работу, а я получил на руки оформленную документацию и коробку с модемом.

Удивило то, что, получая в прошлый раз ADSL модем и соответствующие аксессуары к нему, все оборудование было уложено в фирменный полиэтиленовый пакет с рекламой компании. Сейчас же эту коробку пришлось засунуть под мышку: провайдер сэкономил на таре.

Оператор разъяснил, что устанавливать модем и прокладывать проводную сеть от него прибудет бригада электромонтажников. Работы будут выполняться по наряду. Оформленный бланк для его проведения она вложила в коробку. Момент окончания монтажа я обязан подтвердить своими подписями и должен передать оформленный документ мастеру.

Затем последует очередной этап: прибудет специалист сервисного центра для подключения к интернет моего оборудования через оптоволокно. В его же задачу входит снятие ADSL модема телефонной сети, сплиттера и лишних кабелей.
Я, как клиент провайдера, обязан вернуть в сервисный центр снятое оборудование в день перехода на оптоволокно или в крайнем случае на следующий.

Технические мероприятия

Через несколько дней после посещения сервисного центра ко мне в квартиру прибыли два электромонтажника. Я передал им модем оптоволокна для установки на стену.

Его монтаж выполнен быстро: пробили два отверстия перфоратором и через дюбеля закрепили саморезами корпус, вставили в него модем, подключили оптоволоконный кабель.

В квартире по периметру пола расположены пластиковые плинтуса. Внутрь их скрытно проложили два провода витой пары от модема к телефону и телевизору. Меня беспокоила их длина: предполагал, что она ограничена стандартными размерами.

Но вопрос решился очень просто. У монтажников большая бухта такого кабеля. Они отрезают необходимый кусок, укладывают его, а затем оконцовывают со всех сторон.

Обжим наконечников разъемами RJ-45 кабеля приставки интерактивного телевидения и RJ-11 для телефона выполняли клещами REXANT.

После выполнения этих операций я расписался в наряде и отдал его мастеру электромонтажников.

Создание и настройки сети интернет

Схема ввода

Фактически сеть для подключения модема оптоволокна к интернет была собрана. Осталось перекоммутировать на него управление телефоном, телевизором и компьютером, подать напряжение питания, выполнить наладку всех устройств.

Эта схема очень напоминает работу через медный телефонный кабель. Отличие в том, что здесь стационарный телефон подключен после модема и теряет свою автономность при его отключении.

Если пропадает напряжение питания бытовой сети 220 вольт, то любой модем всегда отключается. Когда он работает по технологии ADSL, то телефон с линией АТС остается соединенным через сплиттер, а связь старых аппаратов без отдельного блока питания не теряется. Абонент может позвонить куда угодно, включая экстренные службы помощи для решения своих вопросов.

В схеме подключения к сети интернет через оптоволокно этой возможности нет. Остается надежда только на мобильную связь.

Наладочные работы

После завершения всех операций электромонтажниками осталось подключить оптоволоконное оборудование, выполнить настройки компьютера, сети Wi-Fi, телефона, телевизора под его характеристики. Этими вопросами занялись специалисты провайдера, прибывшие через три дня ожидания.

Один из них подал питание на модем оптоволокна, достал ноутбук и стал выполнять его настройки.

Ввел необходимые данные для подключения телефон по новой сети.

Настройка пароля сети Wi-Fi и всего оборудования выполняется специалистом провайдера. Это отличие от подключения к интернет по кабельной телефонной линии, где обычный пользователь может входить в настройки модема через патч корд и менять пароли по своему усмотрению.

Однако продвинутый пользователь имеет возможность изменять настройки оптоволоконного модема за счет входа в роутер по адресу 192.168.100.1 через заводской логин и пароль, которые провайдер не изменяет.

Второй работник за это время разобрал схему питания ADSL-модема, переключил кабели управления телевизором и телефоном на оптоволокно. Он же собрал все старое оборудование, которое подлежит сдаче.

Проверили скорость интернета на компьютере.

Меня еще раз предупредили, что необходимо ехать в сервисный центр провайдера, сдать старое оборудование: ADSL-модем, сплиттер и кабели к ним, перевести деньги со старого счета на новый.

При переходе на оптоволокно пользователю предоставляется новый кабинет на сервисе провайдера, а старый прекращает действовать: до момента пополнения денег на нем интернет перестанет работать.

Перспектива остаться без интернета на время более суток меня не устраивала. Спросил, как можно решить этот вопрос. Мне помогли оформить обещанный платеж, который необходимо подтвердить реальной оплатой в течение трех дней.

Все эти операции заняли около 10 минут. Я поблагодарил специалистов провайдера за выполненную работу и отправился в сервисный центр, где быстро удалось решить все вопросы и сменить тарифный план на более выгодный.

Когда вечером пришел домой, то обнаружил, что стационарный телефон перестал работать. Это расстроило. Искать специалистов было поздно. Оставил это занятие на следующий день.

Утром телефон уже работал на новом номере, а скорость интернета резко увеличилась.

Таким образом произошло подключение к сети интернет через оптоволокно моего компьютера.

Владелец видеоролика Diplomatrutube подробно объясняет вопрос как «Технология PON проходит путь от телефонной станции до квартиры».

Если у вас остались вопросы по теме, то задавайте их в комментариях.

Полезные товары Полезные сервисы и программы

Макро изгиб оптического волокна — причины и последствия

  1. Главная

Рисунок 1 – макро изгиб ОВ (оптического волокна)

В случае изгиба оптического волокна сверх допустимого радиуса (для стандартного одномодового волокна порядка 50 мм) нарушается угол падения света (подробное описание эффекта полного внутреннего отражения в статье) на границу раздела сердцевина-оболочка, что продемонстрировано на рисунке 1. В результате этого значительная часть распространяемого по волокну света не только выходит за пределы сердцевины, но и вовсе выходит из волокна. В связи с тем, что рабочие длины волн 850 нм – 1650 нм лежат в невидимом человеческому глазу диапазоне, мы не в состоянии зафиксировать визуально макро изгиб на работающей сети. Однако стоит нам подать в волокно сигнал в видимом диапазоне (чаще всего 650 нм или 635 нм – красный свет), то в месте макро изгиба мы будем наблюдать красное пятно, которое свидетельствует о выходе части излучения за пределы оптического волокна. Потери на макро изгибе могут достигать 5-ти дБ и более, причем они разные на разных длинах волн. Чем на большей длине волны идет передача, тем больше потери на макро изгибе.

К примеру, при одинаковом изгибе, на длине волны 1310 нм будут наблюдаться меньшие потери, чем на длине волны 1550 нм. 

Рисунок 2 – рефлектограмма макро изгиба оптического волокна

В связи с тем, что макро изгиб на рефлектограмме выглядит так же как и сварное соединение, единственный способ его идентификации есть проведение измерений на двух длинах волн (чаще всего на 1310 нм и 1550 нм) с последующим сравнением рефлектограмм. Если имеется дефект, изображенный в таблице событий как “ступенька” и потери на котором на длине волны 1550 нм большие, чем на 1310 нм, то мы имеем дело с макро изгибом. Если в работающей сети на длине волны 1550 нм передача прерывается, вместе с тем, как на 1310 нм никаких проблем нет – без макро изгиба тут тоже не обошлось.

Чаще всего макро изгиб наблюдается в сплайс кассетах оптических кроссов и муфт, однако известны случаи, когда абонентский кабель (drop cabel) монтировался с нарушением технологии и был таким образом изогнут, что наблюдались большие потери сигнала на длине волны 1550 нм.

Рисунок 3 – макро изгиб в сплайс кассете

Вебинар на тему: “Механизмы возникновения потерь и отражений сигнала в оптическом волокне”

Чтобы задать вопрос докладчику вебинара отправьте письмо на адрес: [email protected]

 

Стенограмма вебинара «Механизмы возникновения потерь и отражений сигнала в оптическом волокне»

0:14:05

Кроме того, очень важным показателем является угол, с которым сигнал падает на границу раздела двух сред. Видите, здесь на слайде модель оптического волокна. Как она формировалась, мы рассмотрели в прошлой презентации на прошлом вебинаре. Центральная темная часть — это сердцевина оптического волокна. Она выполнена из более плотного материала, поэтому она темнее. Оболочка выполнена из менее плотного материала, поэтому она здесь светлее. 

  • Если оптический свет падает на границу раздела двух сред с острым углом к нормали (менее чем альфа), то большая часть энергии преломляется и уходит за пределы сердцевины.
  • При угле падения света равным альфа —  свет тоже преломляется, но начинает распространяться по границе раздела двух сред. Вы, кстати, это видели в видео перед началом вебинара. Затухание в таком случае большое, поэтому тоже не используется для передачи такой эффект.
  • Самый идеальный случай – полное внутреннее отражение, которое происходит при падении света из более плотной среды на границу раздела с менее плотной при угле падения больше граничного (альфа).

Угол падения света на границу раздела двух сред (сердцевины и оболочки волокна в данном случае) называется граничным углом в случае, если после прохождения его свет начал распространяться по границе раздела двух сред. Эффект полного внутреннего отражения наблюдается при падении из более плотной среды на границу раздела с менее плотной при угле падения больше граничного.

 

0:16:11

Перейдём и рассмотрим каждый эффект по отдельности. Угол к нормали острый, в результате чего, по закону Френеля, конечно же, угол падения равен углу отражения. Соответственно, отражение сигнала есть, но в данном случае отражённый сигнал очень маленькой мощности. Поэтому буквально несколько метров он пройдёт далее в зависимости от этого угла и затухнет полностью. Основная же часть мощности уходит за пределы сердцевины оптического волокна и вообще выходит за пределы оптического волокна.

0:16:57

Следующий — граничный угол. В данном случае вся мощность сигнала преломляется и распространяется по границе раздела двух сред.

0:17:12

И наконец —  эффект полного внутреннего преломления или отражения. Представьте себе, свет в волокне распространяется, отражаясь под таким углом от границы раздела двух сред. И теперь представьте, это волокно мы изгибаем с большим углом. В результате чего этот угол

 

0:17:44  

превращается в этот угол, что продемонстрировано на картинке.

0:17:52

Когда мы изогнули оптическое волокно,  угол падения света стал острым, в результате чего свет вышел за пределы оптического волокна. Если мы светим красным светом, то мы наблюдаем в патч-корде такую картину (свет на оболочке патчкорда и на изгибе волокна в сплайс кассете). ​​​

Это событие называется макроизгиб. На макроизгибе всегда наблюдаются очень большие потери, больше чем на сварке, коннекторе зачастую. Его очень трудно локализовать, потому что макроизгиб выглядит на рефлектограмме. Тему рефлектометров мы будем обсуждать в одном из следующих вебинаров.

В данном случае чтобы определить макроизгиб, необходимо использовать рефлектометр с двумя длинами волн. Потому что чем больше длина волны, например, 850 нм меньше чем 1310 нм, 1310 нм меньше чем 1550 нм. Чем больше длина волны, тем больше мощности сигнала будет выходить на макроизгибе. Если на одном и том же макроизгибе светить двумя разными длинами волн, то на 1310 нм потеряется меньше сигнала на макроизгибе, а на 1550 нм потеряется больше сигнала на макроизгибе.

0:20:07

Так как макроизгиб визуально на рефлектограмме выглядит так же, как и сварка, то единственным способом различить сварку и макроизгиб или понять, на чём же у нас такие потери: на сварке или макроизгибе, нам надо только померить двумя длинами волн: на 1310 нм чаще всего и на 1550 нм и сравнить результаты. Если на большей длине волны потери существенно больше — то на рефлектограмме макроизгиб. Если потери одинаковые, или отличаются не существенно (на несколько процентов) — то это сварка.

Посмотрите на слайде. На длине волны 1310 нм (черная линия) мы видим неотражающее событие с маленькими потерями. А на длине волны 1550 нм (красная линия) потери очень большие. То в данном это не сварка, а макроизгиб (или сварка + макроизгиб), который появилс в результате неправильной укладки волокна в сплайс кассете.

В результате в данном случае вы видите явное изображение макроизгиба на рефлектограмме. 

0:20:40

Поэтому старайтесь оптическое волокно сильно не изгибать, потому как макроизгибы вносят очень большие потери в передачу сигнала по оптоволокну.

Хотел бы также напомнить, структуру волокна, хотя мы это рассматривали на предыдущем вебинаре.

  1. Сердцевина (​диаметр сердцевины в одномодовом волокне 8 мкм)
  2. Оболочка (диаметр оболочки равен 125 мкм и у одномодового и у многомодового кварцевого волокна.
  3. Буферный слой. Бывает плотный буфер – 900 мкм или стандартный буфер из акрилового лака, как мы рассматривали на предыдущем вебинаре, он имеет диаметр 250 мкм.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Подписаться на рассылку статей


Чем отличаются оптоволокно, витая пара и коаксиальный кабель?

Чем отличаются оптоволокно, витая пара и коаксиальный кабель?

Оптоволокно, витая пара и коаксиальный кабель — это три основных типа сетевых кабелей, используемых в системах связи. В чем разница между их производительностью и способностями?

Что такое волоконно-оптический кабель?

Волоконно-оптический кабель (он же оптоволоконный кабель, ВОК) — это кабельное изделие, в котором полезные сигналы передаются по оптическим волокнам, а не по медным жилам. Передача информации осуществляется в оптическом формате при помощи светового излучения.

В конструкцию ВОК входят от двух до нескольких сотен оптических волокон, количество которых зависит от назначения оптоволоконного кабеля. Оптоволокно производится из разных типов кварцевого стекла с добавлением определенных легирующих материалов, которые изменяют коэффициент преломления светового луча. 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. Для получения более подробной информации о типах оптоволоконных кабелей, приципах их работы и советов по их установке, пожалуйста, ознакомьтесь со статьей: Оптическое волокно: преимущества и недостатки.

Что такое витая пара?

Витая пара – является одним из видов кабелей связи. Состоит из одного или нескольких пар проводников в изоляции, которые скручены между собой и покрыты защитной оболочкой. Используются для передачи данных между сетевыми устройствами, подключаются разъемом 8Р8С, который также называют RJ45, что является ошибкой.

Витую пару можно встретить в качестве компонента кабельных сетей, применяются в компьютерных и телекоммуникационных сетях, являются самым распространенным вариантом для создания локальных сетей. К преимуществам витой пары традиционно относят простоту монтажа и ее дешевизну.

Существуют два типа кабеля Ethernet витая пара: неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP). Повсеместно используются неэкранированные медные кабели категорий Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a и Cat 7. Экранированный кабель имеет фольгированную оболочку вокруг каждой пары проводов. Все четыре пары проводов помещены в общую металлическую оплетку или фольгу, как правило, кабель 150 Ом. Экранированный кабель обладает лучшими характеристиками сопротивления шуму, чем неэкранированный.

В зависимости от вида кабеля возможны различные варианты защиты:

  • UTP или незащищенная, без общего экрана для пар проводов;

  • FTP, или фольгированная, с экраном из алюминиевой фольги;

  • STP, или защищенная, с общим экраном из медной сетки, к тому же каждая витая пара окружена отдельным экраном;

  • S/FTP, или фольгированная, экранированная с общим экраном из фольги, к тому же каждая пара дополнительно включена в экран.

По сравнению с коаксиальным кабелем витая пара обладает рядом преимуществ:

  • Удобство монтажа и ремонта.

  • Использование недорогих унифицированных разъемов для подключения.

  • Лучшая помехозащищенность из-за попарного свивания проводов с определенным шагом.

  • Большое количество разновидностей кабеля, которые можно подобрать в зависимости от необходимого назначения, условий монтажа и эксплуатационных возможностей.


Что такое коаксиальный кабель?

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника и экрана из алюмопропиленовой пленки. Они расположены соосно, отделены друг от друга изоляционным материалом и воздушной прослойкой. Экран играет роль внешнего проводника. Кабель покрыт оболочкой из стойкого к УФ полиэтилена черного цвета. Применяется для передачи высокочастотного сигнала в компьютерных сетях, кабельном телевидении, различных отраслях электроники, системах видеонаблюдения. Принцип работы коаксиального кабеля связи основан на идеальном совпадении осей внешнего и внутреннего проводников. Оболочка должна точно обжимать всю конструкцию и удерживать проводники в правильном положении. В этом случае электромагнитное поле удерживается в воздушной прослойке и не выходит наружу. Сигнал передается по основному проводнику. В реальности добиться точной геометрии не удается, поэтому происходит выход энергии наружу и влияние внешних электромагнитных помех. Для увеличения помехозащищенности активно применяют двойное экранирование. Монтажное соединение кабеля и подключение его к устройствам происходит с помощью специальных дополнительных элементов.

Коаксиальный кабель имеет немало видов. В том числе толстый Ethernet (Thicknet), как и тонкий Ethernet (Thinnet).

Тонкий Ethernet имеет диаметр примерно 6 миллиметров. Высокая гибкость дает ему возможность быть проложенным практически в любых местах. Толстый Ethernet имеет диаметр примерно 12 миллиметров и более толстый центральный проводник. Плохо гнется и стоит дорого.

Коаксиальные кабели используют систему RG, чтобы различать различные виды кабелей. RG выступает за устаревший военный термин «Радио гид». Эти числа используются, чтобы отличить один кабель от другого, но они назначаются случайным образом и не несут никакого конкретного смысла.

Кабель RG-6 и RG-59 являются двумя из наиболее распространенных разновидностей коаксиальных кабелей, т. е. кабелей, которые проводят электричество для передачи сигналов радио частот, компьютерных сетей и кабельного телевидения. Оба типа отличаются по своей конструкции, использованию и спектру возможностей. Сейчас мы рассмотрим, как можно отличить кабель RG-6 и RG-59.

Типы Коаксиального Кабеля Описание

RG59

Это стандартный коаксиальный кабель. Он тоньше, с более тонким экранирующим слоем, подходит для сетей кабельного телевидения и коротких дистанций.

RG6

Это коаксиальный кабель большего диаметра, с более толстым изоляционным слоем и лучшим экранированием. Он больше подходит для передачи цифровых видеосигналов и спутникового телевидения.

Оптоволокно, витая пара или коаксиальный кабель: в чем разница?

A.Скорость, пропускная способность и дистанция

Коаксиальный кабель и витая пара — провода из меди или на основе меди, покрытые изолирующим слоем из других материалов. Они оба могут использоваться в телевидении и телефонии, для передачи данных в виде электрических сигналов. В то время, как оптоволоконный кабель может передавать те же типы данных с более широкой пропускной способностью, быстрой скоростью и высокой частотой. Он сделан из очень тонкой и гибкой стеклянной или пластиковой трубки.

Тип кабеля Скорость Пропуская Способность Дистанция

оптоволоконный кабель

10/100/1000Mbps, 10/40/100/200Gbps

До 4700MHz

До 80km

витая пара

До 10Gbps

До 4700MHz

До 100m

Коаксиальный кабель

750MHz (дефолт)

До 500m

B.Цена на кабель

Тип кабеля Описание Цена

оптоволоконный кабель

50ft LC-LC дуплексные 9/125 одномодовые оптические патч-корды

372.00 руб

витая пара

50ft 24AWG патч-корд Cat.6 UTP с Snagless Boot

713.00 руб

Коаксиальный кабель

50ft RG6 цифровой экранированный коаксиальный кабель

855.00 руб

Из данной таблицы мы видим, что цена на оптоволоконный кабель наиболее низкая при одной и той же длине. Тем не менее, процесс установки оптоволоконного кабеля может быть достаточно дорогостоящим из-за использования оптических компонентов, особенно оптических трансиверов. К тому же витая пара с коннекторами RJ45 стоит дешевле, чем коаксиальный кабель, который часто оснащен коннекторами BNC.

C.Установка

Хотя оптоволоконные кабели имеют большие преимущества с точки зрения гибкости полосы пропускания и надежности, они не так широко распространены, как коаксиальные кабели или кабели витая пара. Оптоволокно более хрупкое и тонкое, чем кабели других двух типов, что требует осторожности в процессе его установки, использования и технического обслуживания. По сравнению с кабелем витая пара, коаксиальный кабель может передавать данные на более дальние расстояния. Но из-за диэлектрического изолятора, окружающего медную сердцевину, коаксиальный кабель более сложен в установке и техническом обслуживании.

D.Использование

Оптоволоконные кабели используются не только для передачи данных на дальние расстояния между городами и странами, но также для сетей прямого доступа пригородных районов (такие как FTTH, FTTP, FTTB, FTTC и т.д.), известных также как инсталляции «последней мили». Они также широко используются в дата-центрах, где необходимо передавать большой объем данных.

Кабели витая пара используются в основном в телефонных сетях, для передачи данных. Применение коаксиальных кабелей включает линии подачи, соединяющие радиопередатчики и приемники с антеннами, компьютерные сети (Интернет), цифровое аудио (S/PDIF) и распределительные кабели для передачи телевизионных сигналов. Они также используются для соединения медиа интерфейсов высокой четкости.

Заключение

Есть очевидные различия между оптоволоконным кабелем, кабелем витая пара и коаксиальным. Сейчас оптоволокно становится трендом, который отвечает растущим потребностям рынка вслед за развитием технологий. Тем не менее, Ваш выбор соответствующего типа кабеля сильно зависит от сферы применения, требований к дистанции передачи данных и производительности.

Где, зачем и как применяют освещение оптоволокном

Первоначально оптическое волокно разрабатывалось в научных целях и использовалось для подвода лазерного излучения к различным приборам и для волоконно — оптической связи.

Затем обратили внимание на то, что и обычный свет может распространяться по оптическому кабелю без больших потерь. Его стали активно использовать для подсветки в труднодоступных местах. Широчайшее распространение он получил в медицине. Однако монополия науки не могла долго продолжаться, и очень скоро архитекторы, дизайнеры и инженеры обратили свое внимание на достоинства оптоволоконного освещения. О том, как и где используется оптоволоконный кабель, мы и поговорим сегодня.

Где же применяется оптоволоконное освещение?

Сфера применения волоконно — оптического света очень велика, он может быть использован там, где традиционные системы освещения находят различного рода препятствия:

  • узкие места с недостаточным воздушным пространством для вентиляции;
  • объекты и материалы, чувствительные к нагреванию и ультрафиолетовым лучам;
  • места с повышенной влажностью и т.д.;
  • Места с повышенной влажностью;

Исключительным приоритетом пользуются осветительные системы на основе оптического волокна в местах, исключающих присутствие электрических цепей. С точки зрения безопасности, они могут находиться в контакте с водой, газом, воспламеняющимися материалами. С помощью оптоволоконного кабеля раз и навсегда решается вопрос с освещением ванных комнат, душевых кабин, саун и даже русской или турецкой бани, когда присутствие воды и водяного пара выводит из строя самые влагонепроницаемые светильники.

Волоконно — оптический свет наиболее точно передает цветовую гамму предмета и им часто подсвечивают картины, драгоценные камни, произведения искусства, исторические находки, витрины частных коллекций, выставки произведений искусства.

Оптический кабель можно вмонтировать в каркас витрин и, используя различные направленного и рассеивающего типа терминалы, освещать объекты целиком или выделять характерные его части, создавать ореолы света вокруг произведений искусства. При этом, совершенно не нагревая замкнутое пространство витрин и не воздействуя ни тепловым, ни ультрафиолетовым излучением на находящиеся там предметы.

Очень эффектно выглядит декоративное световое обрамление фонтанов, мостов и бассейнов, выполненное непрерывными светящимися линиями, находящимися в непосредственной близости к воде, сверкающей волшебной игрой отраженного света. Оптическое волокно прокладывают вдоль борта или по контуру бассейна и укрепляют с помощью специальных пластмассовых зажимов, а сам источник размещают в непосредственной близости, но в недоступной воде нише, с возможностью дальнейшего обслуживания.

Предметом множества дизайнерских находок может быть волоконно-оптический свет в интерьерах различных мест развлечений – ночных клубах, казино, кинотеатров, детских игровых площадок. Широкий простор дизайнерской фантазии в творении интерьеров офисов, квартир, баров и ресторанов.

Для престижных салонов и магазинов специально разработана новая модульная система, интегрированная с оптическим кабелем, из которой можно изготавливать витрины, встроенные ниши, монтажные профили для стен и потолков. Такие витрины разрешают проблему с перегреванием и порчей размещенных внутри предметов и частую замену ламп. Элегантные, крепкие и универсальные, они могут быть приспособлены под любое помещение и вкус.

Нынче невозможно представить изысканный внутренний дворик или газон без подсветки. Традиционно используют внешние светильники с направленным светом для акцентированного освещения элементов архитектуры.

Дизайнеры, используя оптоволоконное освещение, предлагают свое видение архитектурного, эмоционального решения подсветки дорожек, мостиков и беседок непрерывными цветными линиями. Фантастически выглядят светильники в виде выдвигающихся светящихся столбиков, целиком состоящих из оптического материала, бросающих световые кольца на темный газон.

Чрезвычайно практичным является применение волоконно-оптического света в качестве светящихся вывесок и рекламных щитов. Оптическое волокно не подвержено воздействию атмосферных осадков, его можно мыть и стирать пыль, не опасаясь повредить кабель. Простота монтажа и легкость обслуживания, особенно в труднодоступных местах, где вывеска располагается на крышах домов или фасадах крупных заведений, заменяя время от времени лишь лампу в осветителе, позволяет оперативно и экономно восстанавливать первоначальный вид.

Однострочная вывеска, реализованная с помощью одного светящегося оптического кабеля, позволяет каллиграфически выписать название фирмы или ее логотип.

Как устроено оптоволоконное освещение

Волоконно-оптический свет состоит из:

  • оптического кабеля – проводника светового излучения;
  • осветителя – источника света;
  • терминалов – оптических устройств на выходе света из кабеля.

Для проектирования такой системы освещения следует учитывать лишь необходимость обеспечения осветителя достаточным воздушным пространством для охлаждения и его оптимальное месторасположение относительно всех конечных точек освещения.

Оптическое волокно бывает двух типов:

  • стеклянное, гибкий стеклянный сердечник которого покрыт специальным защитным слоем;
  • синтетическое, полимерная основа сердечника которого также может покрываться защитным слоем, а может оставаться «раздетой».

Различие между ними состоит в степени поглощения света и, разумеется, в цене. Каждый осветитель адаптирован к своему типу оптического волокна и, кроме лампы, может содержать дистанционно управляемые цветные фильтры и блоки управления для синхронизации совместной работы нескольких осветителей.

Какому типу оптического волокна отдать преимущество, зависит только от назначения света. Стеклянные оптические кабели передают свет на расстояние до 10 метров практически без потерь и их лучше использовать как осветительные приборы. Синтетическое волокно несколько хуже пропускает излучение, и его чаще применяют в качестве эффектного, декоративного света.

Интенсивность света на выходе из кабеля зависит не только от мощности осветителя и расстояния, но и от площади сечения самого кабеля. Максимальное количество оптических волокон выходящих из одного осветителя может достигать 250 штук, что вполне достаточно для реализации «звездного неба» или «светящейся занавеси».

Сверкая огранкой, светящиеся кристаллы терминалов обеспечивают все многообразие применений оптоволоконного света. Одни используются для подсветки предметов, другие ярким пятном света привлекают внимание, третьи служат для фиксации оптического кабеля в подвесном или натяжном потолке.

 

 

Разделка оптоволоконного кабеля | Инфокабель

При монтаже кабель разделывается под муфты. Причем под каждую муфту существует своя специфика и технология разделки (обычно это указано в инструкции к муфте). Для одной муфты нужно обрезать силовой элемент, для другой – оставить определенную длину, для третьей – отрезать кевлар, а для четвертой – зажать его в креплении. Точно так же и со сваркой оптического кабеля: существует несколько технологий. Но прежде чем говорить об этой конкретике, стоит разобраться с инструментами для разделки.

Чем разделать оптический кабель

Проще всего купить готовый набор монтажника-спайщика, где все необходимое уже идет в комплекте.

В нем должны быть следующие инструменты и материалы:

  • нож-стриппер;

  • плужковый нож;

  • тросокусы;

  • стриппер для модулей;

  • макетный нож;

  • плоскогубцы;

  • стриппер-прищепка;

  • бокорезы;

  • растворитель D-Gel;

  • спирт и др.

Как правило, в таких кейсах монтажника недостаточно расходных материалов. Поэтому нужно будет доукомплектовать его хомутами, стяжками, безворсовыми салфетками и др.

При выборе комплекта нужно обращать внимание на качество самого «чемоданчика» и его начинки. Довольно часто все это выглядит очень даже презентабельно, но на деле оказывается хлипким и практически непригодным для работы.

Технология разделки кабеля

Прежде чем приступить к разделке, нужно проверить условия хранения кабеля. Кевлар, как губка, впитывает влагу, а само оптоволокно портится во влажной среде. Поэтому если торцы предварительно не загидроизолировали, то безжалостно обрезайте с каждого конца не менее метра кабеля. Далее приступайте к разделке.

1. Если вы работаете с оптическим кабелем на тросу, то сначала нужно выкусить тросокусами и обрезать ножом трос.

2. Внешняя защитная оболочка кабеля обрезается ножом-стриппером.

Для этого нужно точно выставить на нем толщину разреза (слишком мелкий разрез недорежет, глубокий – повредит оптоволокно). Если вы не очень уверены в том, что правильно выбрали глубину – потренируйтесь сначала на отрезанном ранее уже испорченном конце.

Потом нужно установить стриппер на кабель и повернуть его вокруг оси 5-10 раз. Затем от кругового разреза сделать два продольных от середины к концу кабеля. После этого, если вы все сделали правильно, оболочка распадется на 2 части.

3. Технология разделки брони зависит от материала:

  • Кевларовую броню нужно срезать ножницами с керамическим лезвием или тросокусами. 

  • Броню из стальной гофроленты нужно срезать усиленным плужковым ножом – делать продольный, а не поперечный разрез. Действовать нужно очень аккуратно, чтобы не повредить расположенные под броней модули. 

  • Броню из стальной проволоки можно обкусить бокорезами или тросокусами.

4. Внутренние оболочки можно разрезать макетным ножом, ножом-стриппером (технология та же, что и при разделке внешней оболочки), стриппером-прищепкой.

5. Тонкую пленку легко снять обычным ножом.

6. Гидрофобная смазка – крайне неприятная и трудно смываемая субстанция, к которой лучше не прикасаться без перчаток. Снимать ее с модулей нужно смоченными в растворителе D-Gel (или в бензине) салфетками. Если есть «чулок» из нитей, то их лучше снять крючком стриппера.

Некоторые асы надкусывают оболочки, а затем все сразу стягивают «чулком». Но этот метод требует аккуратности и точности, поэтому не подходит новичкам.

7. Разделка модулей производится по технологии, которую выбирают в зависимости от конструкции кабеля.

  • Если в кабеле один модуль в пластиковой трубке, то нужно сделать на ней круговой надрез, а затем по разрезу осторожно надломать. 

  • При наличии нескольких модулей задача усложняется. Поэтому лучше делать ее вдвоем с помощником – пока вы занимаетесь одним модулем, он должен придерживать остальные. Модули-заглушки (в них не оптоволокна) нужно просто вырезать под корень. Модули с начинкой надкусить стриппером на нужную глубину. Здесь очень важно выбрать ее правильно. Если вы надкусите слишком глубоко, то повредите и испортитеоптоволокно. Если «недокусите», то придется стягивать модуль с усилием. А при этом, опять же, велик риск повредить тонкое и хрупкое волокно.

8. Очистка волокон – самая деликатная часть работы. С них нужно удалить безворсовыми салфетками гидрофоб, а затем протереть спиртом (спиртом для протирки пропитывается такая же безворсовая, но чистая салфетка).

Если оптоволокно осталось идеально целым, то можно приступать к сварке или монтажу в муфту. Если у вас есть хоть малейшее подозрение, что он поврежден, то лучше начать все заново.


Как работает оптоволокно?

Римляне, должно быть, были особенно довольны собой в тот день, когда они изобрели свинцовые трубки около 2000 лет назад. Наконец они у них был простой способ переносить воду из одного места в другое. Представьте, что бы они сделали из современных оптоволоконных кабелей — «труб», которые может передавать телефонные звонки и электронную почту по всему миру за седьмую часть второй!

Фото: Световая труба: волоконная оптика означает направление световых лучей по тонким пластиковым или стеклянным нитям, заставляя их многократно отражаться от стен.Это смоделированное изображение. Обратите внимание, что в некоторых странах, включая Великобританию, Волоконная оптика пишется «волоконная оптика». Если вы ищете информацию в Интернете, она всегда стоит поискать оба варианта написания.

Что такое волоконная оптика?

Мы привыкли к тому, что информация путешествует по-разному. Когда мы говорим по стационарному телефону, проводной кабель несет звук из нашего голоса в розетку в стене, где другой кабель берет на местную телефонную станцию.Мобильные телефоны работают иначе способ: они отправляют и получают информацию с помощью невидимых радиоволны — а Технология называется беспроводной, потому что в ней не используются кабели. Волоконная оптика работает третий способ. Он отправляет информацию, закодированную в луче света вниз по стеклянной или пластиковой трубе. Первоначально он был разработан для эндоскопов в 1950-х годов, чтобы помочь врачам заглянуть внутрь человеческого тела без необходимости сначала разрежьте его. В 1960-х инженеры нашли способ использовать та же технология для передачи телефонных звонков со скоростью света (обычно это 186 000 миль или 300 000 км в секунду в вакууме, но замедляется примерно до двух третей от этой скорости в оптоволоконном кабеле).

Оптическая техника

Фото: Отрезок 144-жильного оптоволоконного кабеля. Каждая прядь сделана из оптически чистого стекла и тоньше человеческого волоса. Изображение Тех. Сержант. Брайан Дэвидсон, любезно предоставлено ВВС США.

Оптоволоконный кабель состоит из невероятно тонких жил. из стекла или пластика, известного как оптические волокна; один кабель может иметь всего два прядей или целых несколько сотен. Каждая прядь меньше в десять раз толщиной с человеческий волос и может принимать около 25000 телефонных звонков, Таким образом, весь оптоволоконный кабель может легко передать несколько миллионов вызовов.Текущий рекорд для «одномодового» волокна (поясняется ниже): 178 терабит (триллионов бит) в секунду — достаточно для 100 миллионов сеансов Zoom. (по словам эксперта по волокнам Джеффа Хехта)!

Волоконно-оптические кабели передают информацию между двумя местами, используя полностью оптическая (световая) технология. Предположим, вы хотели отправить информация с вашего компьютера на дом друга по улице с помощью волоконной оптики. Вы можете подключить свой компьютер к лазеру, который преобразовал бы электрическую информацию из компьютера в серию световые импульсы.Затем вы запускаете лазер по оптоволоконному кабелю. После прохождения по кабелю световые лучи выходили на другой конец. Вашему другу понадобится фотоэлемент (светочувствительный компонент), чтобы превратить импульсы света обратно в электрическую информацию его или ее компьютер мог понять. Так что весь аппарат будет как действительно изящная высокотехнологичная версия телефона, который вы можете Сделайте из двух банок для запеченных бобов и отрезка веревки!

Как работает оптоволокно

На фото: оптоволоконные кабели достаточно тонкие, чтобы их можно было изгибать, поэтому световые сигналы проходят внутрь по изогнутым путям.Фотография любезно предоставлена ​​Исследовательским центром Гленна НАСА. (НАСА-GRC).

Изображение: Полное внутреннее отражение удерживает световые лучи от внутренней части оптоволоконного кабеля.

Свет распространяется по оптоволоконному кабелю по многократно отскакивая от стен. Каждый крошечный фотон (частица света) прыгает по трубе, как бобслей, спускающийся по ледяной трассе. Теперь ваша очередь может ожидать луч света, путешествовать по прозрачной стеклянной трубе, чтобы просто просочиться через края.Но если свет падает на стекло под очень малым углом (менее 42 градусов), он снова отражается — как будто стекло на самом деле зеркало. Этот явление называется полным внутренним отражением. Это одна из вещей, которая сохраняет свет внутри трубы.

Еще одна вещь, которая удерживает свет в трубе, — это структура кабель, состоящий из двух отдельных частей. Основная часть кабель — в середине — называется ядром , и это бит свет проходит сквозь.На внешней стороне ядра обернут еще один Слой стекла называется облицовкой . Работа облицовки — сохранить световые сигналы внутри активной зоны. Он может это сделать, потому что он сделан из различный вид стекла в сердцевине. (Технически облицовка имеет более низкий показатель преломления.)

Типы волоконно-оптических кабелей

Оптические волокна передают по ним световые сигналы в так называемых режимах . Звучит технически, но это просто означает разные способы путешествовать: мода — это просто путь, по которому световой луч следует вниз по волокну.Один режим чтобы пройти прямо по середине волокна. Другой — отразите волокно под небольшим углом. Другие режимы включают подпрыгивание вниз по волокну под другими углами, более или менее крутыми.

Иллюстрации: Вверху: свет по-разному распространяется в одномодовых и многомодовых волокнах. Внизу: внутри типичного одномодового оптоволоконного кабеля (не в масштабе). Тонкая сердцевина окружена оболочкой примерно в десять раз большего диаметра, пластиковым внешним покрытием (примерно в два раза больше диаметра оболочки), некоторыми укрепляющими волокнами из жесткого материала, такого как Kevlar®, с внешней защитной оболочкой снаружи.

Простейшее оптическое волокно называется одномодовым . Он имеет очень тонкую сердцевину около 5-10 микрон (миллионных долей). метр) в диаметре. В одномодовом волокне все сигналы проходят прямо посередине, не отскакивая от краев (желтая линия в диаграмму). Кабельное телевидение, Интернет и телефонные сигналы обычно передаются по одномодовым волокна, свернутые в огромный пучок. Такие кабели могут отправлять информация на расстояние более 100 км (60 миль).

Другой тип оптоволоконного кабеля называется многорежимный .Каждое оптическое волокно в многомодовый кабель о 10 раз больше одного в одномодовом кабеле. Это означает, что световые лучи могут проходить через ядро, следуя Разновидность разные пути (желтые, оранжевые, синие и голубые линии) — другими словами, в несколько разных режимов. Многорежимные кабели могут отправлять только информацию на относительно короткие расстояния и используются (среди прочего) для соединить компьютерные сети вместе.

Еще более толстые волокна используются в медицинском инструменте под названием гастроскоп (разновидность эндоскопа), какие врачи протыкают кому-то горло для обнаружения болезней внутри их желудок.Гастроскоп — это толстый оптоволоконный кабель, состоящий из многих оптических волокон. На верхнем конце гастроскопа есть окуляр и напольная лампа. Лампа направляет свой свет на одну часть кабеля в живот пациента. Когда свет достигает желудка, он отражается стенки желудка в линзу внизу кабеля. Затем он возвращается в другую часть кабель в окуляр врача. Другие типы эндоскопов работают так же способ и может использоваться для осмотра различных частей тела.Также есть промышленный вариант инструмента, называемый фиброскопом, который можно использовать исследовать такие вещи, как недоступные части оборудования в самолете двигатели.

Применение для волоконной оптики

Стрельба по трубе кажется изящной научной партийный трюк, и вы можете не подумать, что у этого есть много практических применений что-то подобное. Но так же, как электричество может привести в действие многие типы машин, лучи света могут нести многие типы информация — так что они могут помочь нам во многих отношениях.Мы просто не замечаем насколько обычными стали оптоволоконные кабели, потому что лазерные сигналы, которые они несут, мерцают далеко под нашими ногами, глубоко под офисными этажами и улицами города. Технологии, использующие это — компьютерные сети, радиовещание, медицинское сканирование и военная техника (назвать всего четыре) — причем совершенно незаметно.

Фото: Работа с волоконно-оптическими кабелями. Изображение Натанаэля Каллона, любезно предоставлено ВВС США.

Компьютерные сети

Оптоволоконные кабели в настоящее время являются основным средством передачи информации на большие расстояния, поскольку у них есть три очень больших преимущества перед медными кабелями старого образца:

  • Меньшее затухание : (потеря сигнала) Информация распространяется примерно в 10 раз дальше, прежде чем ей потребуется усиление, что делает оптоволоконные сети более простыми и дешевыми в эксплуатации и обслуживании.
  • Без помех : В отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет «перекрестных помех» (электромагнитных помех), поэтому они передают информацию более надежно и с лучшим качеством сигнала.
  • Более высокая пропускная способность : Как мы уже видели, оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.

Вы сейчас читаете эти слова благодаря Интернет. Вы наверняка наткнулись на эту страницу с поисковой системой как Google, который управляет всемирной сетью гигантских центров обработки данных соединены оптоволоконными кабелями большой емкости (и сейчас пытается развернуть быстрые оптоволоконные соединения для остальных из нас).Нажав на ссылку на поисковую систему, вы скачали эту веб-страницу из моей сети сервер и мои слова просвистели большую часть пути к вам вниз больше волоконно-оптические кабели. Действительно, если вы используете быстрый оптоволоконный широкополосные, оптоволоконные кабели делают почти всю работу каждый раз вы выходите в интернет. При большинстве высокоскоростных широкополосных подключений только последний этап информационного пути (так называемый «последний миля «от оптоволоконного шкафа на вашей улице до вашего дома или квартира) подразумевает старомодные провода.Это оптоволоконные кабели, не медные провода, которые теперь несут «лайки» и «твиты» под наши улицы, через все большее количество сельских районов, и даже глубоко под океанами, соединяющими континенты. Если вы представите себе Интернет (и Всемирная паутина, которая использует его) как глобальная паутина, скрепляющие ее нити — оптоволоконные кабели; по некоторым оценкам, оптоволоконные кабели покрывают более 99 процентов от общего пробега Интернета, и переносят более 99 процентов всего международного коммуникационного трафика.

Чем быстрее люди получают доступ к Интернету, тем больше они могут — и будут — делать в сети. Прибытие из широкополосный Интернет сделал возможным феномен облачных вычислений (где люди хранят и обрабатывают свои данные удаленно, используя онлайн вместо домашнего или служебного ПК в собственном помещении). В примерно так же стабильное развертывание широкополосного оптоволокна (обычно В 5–10 раз быстрее, чем обычный широкополосный DSL, который использует обычные телефонные линии) сделают это гораздо более обычным для люди занимаются такими вещами, как потоковая передача фильмов в Интернете, вместо того, чтобы смотреть транслировать ТВ или брать напрокат DVD.С большей пропускной способностью волокна и быстрее связи, мы будем отслеживать и контролировать многие другие аспекты наша жизнь в сети с использованием так называемого Интернета вещей.

Но не только общедоступные интернет-данные течет по оптоволоконным линиям. Когда-то компьютеры были подключены к на большие расстояния по телефонным линиям или (на короткие расстояния) по меди Кабели Ethernet, но все чаще предпочтительнее оптоволоконные кабели метод объединения компьютеров в сеть, потому что они очень доступны, безопасны, надежны и имеют гораздо большую вместимость.Вместо того, чтобы связывать офисов через общедоступный Интернет, это вполне возможно для компания для создания собственной оптоволоконной сети (если она может себе это позволить) или (что более вероятно) купить место в частной оптоволоконной сети. Многие частные компьютерные сети работают на так называемом темном волокне , которое звучит немного зловеще, но это просто неиспользованная емкость другого сеть (оптические волокна ожидают включения).

Интернет был продуман так, чтобы вид информации для любого использования; это не ограничивается ношением компьютерные данные.Когда-то по телефонным линиям выходил Интернет, теперь же вместо этого через оптоволоконный Интернет можно звонить по телефону (и Skype). Там, где когда-то телефонные звонки направлялись по сложному лоскутному одеянию медные кабели и микроволновые линии между городами, самые дальние теперь звонки направляются по оптоволоконным линиям. С 1980-х годов было уложено огромное количество волокна; оценки сильно разнятся, но считается, что их общее количество в мире составляет несколько сотен миллионов километров (достаточно, чтобы пересечь Соединенные Штаты примерно миллион раз).В середине 2000-х годов было подсчитано, что до 98 процентов этого количества было неиспользованным «темным волокном»; Сегодня, хотя используется гораздо больше волокон, все еще считается, что большинство сетей содержат от трети до половины темного волокна.

Фото: Оптоволоконные сети дороги в строительстве (в основном потому, что рыть улицы стоит очень дорого). Поскольку затраты на рабочую силу и строительство намного дороже, чем сам кабель, многие сетевые операторы сознательно прокладывают гораздо больше кабеля, чем им нужно в настоящее время.Изображение Криса Уиллиса любезно предоставлено ВВС США.

Радиовещание

Еще в начале 20 века радио и Телевещание родилось из относительно простой идеи: это было технически довольно легко стрелять электромагнитными волнами по воздуху от одного передатчика (на радиостанции) до тысяч антенн в домах людей. В наши дни, когда радио все еще работает в воздухе, мы с такой же вероятностью ТВ через оптоволоконный кабель.

компании кабельного телевидения первыми перешли от с 1950-х годов, первоначально использовались коаксиальные кабели (медные кабели с металлической оболочкой, обернутой вокруг них для предотвращения перекрестных помех), по которым передавалось лишь небольшое количество аналоговых телевизионных сигналов.По мере того, как все больше и больше людей подключались к кабелю, и сети начали предлагать больший выбор каналов и программ, кабельные операторы сочли необходимо перейти с коаксиальных кабелей на оптические волокна и с аналогово-цифровое вещание. К счастью, ученые уже выясняли, как это могло быть возможно; еще в 1966 году, Чарльз Као (и его коллега Джордж Хокхэм) посчитали, доказав, как одиночный оптоволоконный кабель может несут достаточно данных для нескольких сотен телеканалов (или нескольких сотен тысяч телефонных звонков).Это был лишь вопрос времени, когда мир кабельного телевидения обратил на это внимание — и «новаторское достижение» Као было должным образом признано когда ему была присуждена Нобелевская премия по физике 2009 года.

Помимо гораздо большей емкости, оптический волокна меньше страдают от помех, поэтому обеспечивают лучший сигнал (рисунок и звук) качество; они нуждаются в меньшем усилении для усиления сигналов, поэтому они путешествуют на большие расстояния; и они вообще дороже эффективный. В будущем оптоволоконный широкополосный доступ вполне может стать большинство из нас смотрят телевизор, возможно, через такие системы, как IPTV (телевидение по Интернет-протоколу), в которых используется Стандартный способ передачи данных в Интернете («коммутация пакетов») в подавать телепрограммы и фильмы по запросу.Пока медный телефон линия по-прежнему является основным информационным маршрутом в дома многих людей, в будущем нашим основным соединением с миром станет высокоскоростной оптоволоконный кабель. кабель, несущий любую информацию.

Медицина

Медицинские гаджеты, которые могут помочь врачам сориентироваться внутри наших тел, не разрезая их, были первыми собственными применение волоконной оптики более полувека назад. Сегодня, гастроскопы (как их еще называют) так же важны, как и когда-либо, но волоконная оптика продолжает порождать важные новые формы медицинское сканирование и диагностика.

Одной из последних разработок называется лаборатория на волокно , и включает в себя вставку тонких волоконно-оптических кабелей с встроенные датчики в тело пациента. Эти виды волокон аналогичны по масштабу кабелям связи и тоньше относительно короткие световоды, используемые в гастроскопах. Как они Работа? Через них проходит свет от лампы или лазера, через деталь. тела, который доктор хочет изучить. Когда свет проникает сквозь волокна, тело пациента изменяет свои свойства в определенных способ (очень незначительное изменение интенсивности или длины волны света, возможно).Измеряя изменение света (используя методы например, интерферометрия), инструмент, прикрепленный к другому концу волокно может измерить некоторые важные аспекты того, как тело пациента работает, например, их температура, артериальное давление, pH клеток, или наличие лекарств в их кровотоке. Другими словами, вместо того, чтобы просто использовать свет, чтобы заглянуть внутрь тела пациента, это Тип оптоволоконного кабеля использует свет, чтобы его воспринимать или измерять.

Военный

Фото: Волоконная оптика на поле боя.У этой усовершенствованной оптоволоконной управляемой ракеты (EFOG-M) в носу установлена ​​инфракрасная оптоволоконная камера, чтобы стрелок, стреляющий по ней, мог видеть, куда она движется. Изображение любезно предоставлено Армия США.

Легко представить пользователей Интернета, связанных вместе гигантскими паутинами оптоволоконных кабелей; это гораздо менее очевидно что высокотехнологичные вооруженные силы мира связаны таким же образом. Волоконно-оптические кабели недорогие, тонкие, легкие, емкие, устойчивы к атакам и чрезвычайно безопасны, поэтому они предлагают идеальные способы подключения военных баз и других объектов, таких как ракетные стартовые площадки и радиолокационные станции.Поскольку они не переносят электрические сигналы, они не излучают электромагнитные излучение, которое может обнаружить противник, и они устойчивы к электромагнитные помехи (в том числе систематическое «глушение» противника атаки). Еще одно преимущество — относительно легкий вес волокна. кабели по сравнению с традиционными проводами из громоздких и дорогих медь металлическая. Танки, военные самолеты и вертолеты есть все постепенно переходят с металлических кабелей на оптоволоконные. Частично речь идет о сокращении затрат и экономии веса (оптоволоконные кабели весят почти 90 процентов меньше, чем у сопоставимых медных кабелей типа «витая пара»).Но это также повышает надежность; например, в отличие от традиционных кабелей на самолете, которые должны быть тщательно экранированы (изолированы) для защиты им против ударов молнии, оптические волокна полностью невосприимчивы к такой проблеме.

Кто изобрел волоконную оптику?

  • 1840-е годы: швейцарский физик Даниэль Колладон (1802–1893) обнаружил, что может светить светом через водопроводную трубу. Вода несла свет внутреннее отражение.
  • 1870: Ирландский физик Джон Тиндалл (1820–1893) продемонстрировал внутреннюю рефлексию в Лондонском Королевском обществе.Он светил в кувшин с водой. Когда он налил немного воды из кувшина, свет изогнулся, следуя по пути воды. Эта идея «изгиба» свет »- это именно то, что происходит в волоконной оптике. Хотя Colladon Истинный дедушка волоконной оптики, Тиндаль часто заслуживает уважения.
  • 1930-е годы: Генрих Ламм и Вальтер Герлах , два Немецкие студенты пытались использовать световые трубки для изготовления гастроскопа — инструмент для заглядывания в чей-то желудок.
  • 1950-е: в Лондоне, Англия, индийский физик. Нариндер Капани (1926–2021) и британский физик Гарольд Хопкинс (1918–1994) удалось отправить простую картинку по световой трубе, сделанной из тысяч стеклянных волокон. После публикации множества научных работ Капани заработал репутацию «отец волоконной оптики».
  • 1957: Трое американских ученых из Мичиганского университета, Лоуренс Кертисс , Бэзил Хиршовиц и Уилбур Петерс, успешно использовали волоконно-оптическую технологию для создания первого в мире гастроскопа.
  • 1960-е годы: американский физик китайского происхождения Чарльз Као (1933–2018) и его коллега Джордж Хокхэм осознали, что нечистое стекло бесполезно для волоконной оптики дальнего действия. Као предположил, что оптоволоконный кабель, сделанный из очень чистого стекла, сможет передавать телефонные сигналы на гораздо большие расстояния, и был награжден премией. Нобелевская премия по физике 2009 г. за это новаторское открытие.
  • 1960-е годы: исследователи из Corning Glass Company создали первый оптоволоконный кабель, способный передавать телефонные сигналы.
  • ~ 1970: Дональд Кек и его коллеги из Corning нашли способы посылать сигналы гораздо дальше (с меньшими потерями), что побудило разработка первых оптических волокон с низкими потерями.
  • 1977: Первый оптоволоконный телефонный кабель был проложен между Лонг-Бич и Артезией, Калифорния.
  • 1988: Первый трансатлантический оптоволоконный телефонный кабель TAT8 был проложен между США, Францией и Великобританией.
  • 2020: Согласно TeleGeography, в настоящее время существует около 406 подводных волоконно-оптических кабелей. (несущие коммуникации под мировым океаном), протяженностью в общей сложности 1.2 миллиона км (0,7 миллиона миль). Это больше, чем в 2019 году, когда было 378 кабелей, хотя общее пройденное расстояние, по-видимому, осталось прежним.

Как работает оптоволокно?

Римляне, должно быть, были особенно довольны собой в тот день, когда они изобрели свинцовые трубки около 2000 лет назад. Наконец они у них был простой способ переносить воду из одного места в другое. Представьте, что бы они сделали из современных оптоволоконных кабелей — «труб», которые может передавать телефонные звонки и электронную почту по всему миру за седьмую часть второй!

Фото: Световая труба: волоконная оптика означает направление световых лучей по тонким пластиковым или стеклянным нитям, заставляя их многократно отражаться от стен.Это смоделированное изображение. Обратите внимание, что в некоторых странах, включая Великобританию, Волоконная оптика пишется «волоконная оптика». Если вы ищете информацию в Интернете, она всегда стоит поискать оба варианта написания.

Что такое волоконная оптика?

Мы привыкли к тому, что информация путешествует по-разному. Когда мы говорим по стационарному телефону, проводной кабель несет звук из нашего голоса в розетку в стене, где другой кабель берет на местную телефонную станцию.Мобильные телефоны работают иначе способ: они отправляют и получают информацию с помощью невидимых радиоволны — а Технология называется беспроводной, потому что в ней не используются кабели. Волоконная оптика работает третий способ. Он отправляет информацию, закодированную в луче света вниз по стеклянной или пластиковой трубе. Первоначально он был разработан для эндоскопов в 1950-х годов, чтобы помочь врачам заглянуть внутрь человеческого тела без необходимости сначала разрежьте его. В 1960-х инженеры нашли способ использовать та же технология для передачи телефонных звонков со скоростью света (обычно это 186 000 миль или 300 000 км в секунду в вакууме, но замедляется примерно до двух третей от этой скорости в оптоволоконном кабеле).

Оптическая техника

Фото: Отрезок 144-жильного оптоволоконного кабеля. Каждая прядь сделана из оптически чистого стекла и тоньше человеческого волоса. Изображение Тех. Сержант. Брайан Дэвидсон, любезно предоставлено ВВС США.

Оптоволоконный кабель состоит из невероятно тонких жил. из стекла или пластика, известного как оптические волокна; один кабель может иметь всего два прядей или целых несколько сотен. Каждая прядь меньше в десять раз толщиной с человеческий волос и может принимать около 25000 телефонных звонков, Таким образом, весь оптоволоконный кабель может легко передать несколько миллионов вызовов.Текущий рекорд для «одномодового» волокна (поясняется ниже): 178 терабит (триллионов бит) в секунду — достаточно для 100 миллионов сеансов Zoom. (по словам эксперта по волокнам Джеффа Хехта)!

Волоконно-оптические кабели передают информацию между двумя местами, используя полностью оптическая (световая) технология. Предположим, вы хотели отправить информация с вашего компьютера на дом друга по улице с помощью волоконной оптики. Вы можете подключить свой компьютер к лазеру, который преобразовал бы электрическую информацию из компьютера в серию световые импульсы.Затем вы запускаете лазер по оптоволоконному кабелю. После прохождения по кабелю световые лучи выходили на другой конец. Вашему другу понадобится фотоэлемент (светочувствительный компонент), чтобы превратить импульсы света обратно в электрическую информацию его или ее компьютер мог понять. Так что весь аппарат будет как действительно изящная высокотехнологичная версия телефона, который вы можете Сделайте из двух банок для запеченных бобов и отрезка веревки!

Как работает оптоволокно

На фото: оптоволоконные кабели достаточно тонкие, чтобы их можно было изгибать, поэтому световые сигналы проходят внутрь по изогнутым путям.Фотография любезно предоставлена ​​Исследовательским центром Гленна НАСА. (НАСА-GRC).

Изображение: Полное внутреннее отражение удерживает световые лучи от внутренней части оптоволоконного кабеля.

Свет распространяется по оптоволоконному кабелю по многократно отскакивая от стен. Каждый крошечный фотон (частица света) прыгает по трубе, как бобслей, спускающийся по ледяной трассе. Теперь ваша очередь может ожидать луч света, путешествовать по прозрачной стеклянной трубе, чтобы просто просочиться через края.Но если свет падает на стекло под очень малым углом (менее 42 градусов), он снова отражается — как будто стекло на самом деле зеркало. Этот явление называется полным внутренним отражением. Это одна из вещей, которая сохраняет свет внутри трубы.

Еще одна вещь, которая удерживает свет в трубе, — это структура кабель, состоящий из двух отдельных частей. Основная часть кабель — в середине — называется ядром , и это бит свет проходит сквозь.На внешней стороне ядра обернут еще один Слой стекла называется облицовкой . Работа облицовки — сохранить световые сигналы внутри активной зоны. Он может это сделать, потому что он сделан из различный вид стекла в сердцевине. (Технически облицовка имеет более низкий показатель преломления.)

Типы волоконно-оптических кабелей

Оптические волокна передают по ним световые сигналы в так называемых режимах . Звучит технически, но это просто означает разные способы путешествовать: мода — это просто путь, по которому световой луч следует вниз по волокну.Один режим чтобы пройти прямо по середине волокна. Другой — отразите волокно под небольшим углом. Другие режимы включают подпрыгивание вниз по волокну под другими углами, более или менее крутыми.

Иллюстрации: Вверху: свет по-разному распространяется в одномодовых и многомодовых волокнах. Внизу: внутри типичного одномодового оптоволоконного кабеля (не в масштабе). Тонкая сердцевина окружена оболочкой примерно в десять раз большего диаметра, пластиковым внешним покрытием (примерно в два раза больше диаметра оболочки), некоторыми укрепляющими волокнами из жесткого материала, такого как Kevlar®, с внешней защитной оболочкой снаружи.

Простейшее оптическое волокно называется одномодовым . Он имеет очень тонкую сердцевину около 5-10 микрон (миллионных долей). метр) в диаметре. В одномодовом волокне все сигналы проходят прямо посередине, не отскакивая от краев (желтая линия в диаграмму). Кабельное телевидение, Интернет и телефонные сигналы обычно передаются по одномодовым волокна, свернутые в огромный пучок. Такие кабели могут отправлять информация на расстояние более 100 км (60 миль).

Другой тип оптоволоконного кабеля называется многорежимный .Каждое оптическое волокно в многомодовый кабель о 10 раз больше одного в одномодовом кабеле. Это означает, что световые лучи могут проходить через ядро, следуя Разновидность разные пути (желтые, оранжевые, синие и голубые линии) — другими словами, в несколько разных режимов. Многорежимные кабели могут отправлять только информацию на относительно короткие расстояния и используются (среди прочего) для соединить компьютерные сети вместе.

Еще более толстые волокна используются в медицинском инструменте под названием гастроскоп (разновидность эндоскопа), какие врачи протыкают кому-то горло для обнаружения болезней внутри их желудок.Гастроскоп — это толстый оптоволоконный кабель, состоящий из многих оптических волокон. На верхнем конце гастроскопа есть окуляр и напольная лампа. Лампа направляет свой свет на одну часть кабеля в живот пациента. Когда свет достигает желудка, он отражается стенки желудка в линзу внизу кабеля. Затем он возвращается в другую часть кабель в окуляр врача. Другие типы эндоскопов работают так же способ и может использоваться для осмотра различных частей тела.Также есть промышленный вариант инструмента, называемый фиброскопом, который можно использовать исследовать такие вещи, как недоступные части оборудования в самолете двигатели.

Применение для волоконной оптики

Стрельба по трубе кажется изящной научной партийный трюк, и вы можете не подумать, что у этого есть много практических применений что-то подобное. Но так же, как электричество может привести в действие многие типы машин, лучи света могут нести многие типы информация — так что они могут помочь нам во многих отношениях.Мы просто не замечаем насколько обычными стали оптоволоконные кабели, потому что лазерные сигналы, которые они несут, мерцают далеко под нашими ногами, глубоко под офисными этажами и улицами города. Технологии, использующие это — компьютерные сети, радиовещание, медицинское сканирование и военная техника (назвать всего четыре) — причем совершенно незаметно.

Фото: Работа с волоконно-оптическими кабелями. Изображение Натанаэля Каллона, любезно предоставлено ВВС США.

Компьютерные сети

Оптоволоконные кабели в настоящее время являются основным средством передачи информации на большие расстояния, поскольку у них есть три очень больших преимущества перед медными кабелями старого образца:

  • Меньшее затухание : (потеря сигнала) Информация распространяется примерно в 10 раз дальше, прежде чем ей потребуется усиление, что делает оптоволоконные сети более простыми и дешевыми в эксплуатации и обслуживании.
  • Без помех : В отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет «перекрестных помех» (электромагнитных помех), поэтому они передают информацию более надежно и с лучшим качеством сигнала.
  • Более высокая пропускная способность : Как мы уже видели, оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.

Вы сейчас читаете эти слова благодаря Интернет. Вы наверняка наткнулись на эту страницу с поисковой системой как Google, который управляет всемирной сетью гигантских центров обработки данных соединены оптоволоконными кабелями большой емкости (и сейчас пытается развернуть быстрые оптоволоконные соединения для остальных из нас).Нажав на ссылку на поисковую систему, вы скачали эту веб-страницу из моей сети сервер и мои слова просвистели большую часть пути к вам вниз больше волоконно-оптические кабели. Действительно, если вы используете быстрый оптоволоконный широкополосные, оптоволоконные кабели делают почти всю работу каждый раз вы выходите в интернет. При большинстве высокоскоростных широкополосных подключений только последний этап информационного пути (так называемый «последний миля «от оптоволоконного шкафа на вашей улице до вашего дома или квартира) подразумевает старомодные провода.Это оптоволоконные кабели, не медные провода, которые теперь несут «лайки» и «твиты» под наши улицы, через все большее количество сельских районов, и даже глубоко под океанами, соединяющими континенты. Если вы представите себе Интернет (и Всемирная паутина, которая использует его) как глобальная паутина, скрепляющие ее нити — оптоволоконные кабели; по некоторым оценкам, оптоволоконные кабели покрывают более 99 процентов от общего пробега Интернета, и переносят более 99 процентов всего международного коммуникационного трафика.

Чем быстрее люди получают доступ к Интернету, тем больше они могут — и будут — делать в сети. Прибытие из широкополосный Интернет сделал возможным феномен облачных вычислений (где люди хранят и обрабатывают свои данные удаленно, используя онлайн вместо домашнего или служебного ПК в собственном помещении). В примерно так же стабильное развертывание широкополосного оптоволокна (обычно В 5–10 раз быстрее, чем обычный широкополосный DSL, который использует обычные телефонные линии) сделают это гораздо более обычным для люди занимаются такими вещами, как потоковая передача фильмов в Интернете, вместо того, чтобы смотреть транслировать ТВ или брать напрокат DVD.С большей пропускной способностью волокна и быстрее связи, мы будем отслеживать и контролировать многие другие аспекты наша жизнь в сети с использованием так называемого Интернета вещей.

Но не только общедоступные интернет-данные течет по оптоволоконным линиям. Когда-то компьютеры были подключены к на большие расстояния по телефонным линиям или (на короткие расстояния) по меди Кабели Ethernet, но все чаще предпочтительнее оптоволоконные кабели метод объединения компьютеров в сеть, потому что они очень доступны, безопасны, надежны и имеют гораздо большую вместимость.Вместо того, чтобы связывать офисов через общедоступный Интернет, это вполне возможно для компания для создания собственной оптоволоконной сети (если она может себе это позволить) или (что более вероятно) купить место в частной оптоволоконной сети. Многие частные компьютерные сети работают на так называемом темном волокне , которое звучит немного зловеще, но это просто неиспользованная емкость другого сеть (оптические волокна ожидают включения).

Интернет был продуман так, чтобы вид информации для любого использования; это не ограничивается ношением компьютерные данные.Когда-то по телефонным линиям выходил Интернет, теперь же вместо этого через оптоволоконный Интернет можно звонить по телефону (и Skype). Там, где когда-то телефонные звонки направлялись по сложному лоскутному одеянию медные кабели и микроволновые линии между городами, самые дальние теперь звонки направляются по оптоволоконным линиям. С 1980-х годов было уложено огромное количество волокна; оценки сильно разнятся, но считается, что их общее количество в мире составляет несколько сотен миллионов километров (достаточно, чтобы пересечь Соединенные Штаты примерно миллион раз).В середине 2000-х годов было подсчитано, что до 98 процентов этого количества было неиспользованным «темным волокном»; Сегодня, хотя используется гораздо больше волокон, все еще считается, что большинство сетей содержат от трети до половины темного волокна.

Фото: Оптоволоконные сети дороги в строительстве (в основном потому, что рыть улицы стоит очень дорого). Поскольку затраты на рабочую силу и строительство намного дороже, чем сам кабель, многие сетевые операторы сознательно прокладывают гораздо больше кабеля, чем им нужно в настоящее время.Изображение Криса Уиллиса любезно предоставлено ВВС США.

Радиовещание

Еще в начале 20 века радио и Телевещание родилось из относительно простой идеи: это было технически довольно легко стрелять электромагнитными волнами по воздуху от одного передатчика (на радиостанции) до тысяч антенн в домах людей. В наши дни, когда радио все еще работает в воздухе, мы с такой же вероятностью ТВ через оптоволоконный кабель.

компании кабельного телевидения первыми перешли от с 1950-х годов, первоначально использовались коаксиальные кабели (медные кабели с металлической оболочкой, обернутой вокруг них для предотвращения перекрестных помех), по которым передавалось лишь небольшое количество аналоговых телевизионных сигналов.По мере того, как все больше и больше людей подключались к кабелю, и сети начали предлагать больший выбор каналов и программ, кабельные операторы сочли необходимо перейти с коаксиальных кабелей на оптические волокна и с аналогово-цифровое вещание. К счастью, ученые уже выясняли, как это могло быть возможно; еще в 1966 году, Чарльз Као (и его коллега Джордж Хокхэм) посчитали, доказав, как одиночный оптоволоконный кабель может несут достаточно данных для нескольких сотен телеканалов (или нескольких сотен тысяч телефонных звонков).Это был лишь вопрос времени, когда мир кабельного телевидения обратил на это внимание — и «новаторское достижение» Као было должным образом признано когда ему была присуждена Нобелевская премия по физике 2009 года.

Помимо гораздо большей емкости, оптический волокна меньше страдают от помех, поэтому обеспечивают лучший сигнал (рисунок и звук) качество; они нуждаются в меньшем усилении для усиления сигналов, поэтому они путешествуют на большие расстояния; и они вообще дороже эффективный. В будущем оптоволоконный широкополосный доступ вполне может стать большинство из нас смотрят телевизор, возможно, через такие системы, как IPTV (телевидение по Интернет-протоколу), в которых используется Стандартный способ передачи данных в Интернете («коммутация пакетов») в подавать телепрограммы и фильмы по запросу.Пока медный телефон линия по-прежнему является основным информационным маршрутом в дома многих людей, в будущем нашим основным соединением с миром станет высокоскоростной оптоволоконный кабель. кабель, несущий любую информацию.

Медицина

Медицинские гаджеты, которые могут помочь врачам сориентироваться внутри наших тел, не разрезая их, были первыми собственными применение волоконной оптики более полувека назад. Сегодня, гастроскопы (как их еще называют) так же важны, как и когда-либо, но волоконная оптика продолжает порождать важные новые формы медицинское сканирование и диагностика.

Одной из последних разработок называется лаборатория на волокно , и включает в себя вставку тонких волоконно-оптических кабелей с встроенные датчики в тело пациента. Эти виды волокон аналогичны по масштабу кабелям связи и тоньше относительно короткие световоды, используемые в гастроскопах. Как они Работа? Через них проходит свет от лампы или лазера, через деталь. тела, который доктор хочет изучить. Когда свет проникает сквозь волокна, тело пациента изменяет свои свойства в определенных способ (очень незначительное изменение интенсивности или длины волны света, возможно).Измеряя изменение света (используя методы например, интерферометрия), инструмент, прикрепленный к другому концу волокно может измерить некоторые важные аспекты того, как тело пациента работает, например, их температура, артериальное давление, pH клеток, или наличие лекарств в их кровотоке. Другими словами, вместо того, чтобы просто использовать свет, чтобы заглянуть внутрь тела пациента, это Тип оптоволоконного кабеля использует свет, чтобы его воспринимать или измерять.

Военный

Фото: Волоконная оптика на поле боя.У этой усовершенствованной оптоволоконной управляемой ракеты (EFOG-M) в носу установлена ​​инфракрасная оптоволоконная камера, чтобы стрелок, стреляющий по ней, мог видеть, куда она движется. Изображение любезно предоставлено Армия США.

Легко представить пользователей Интернета, связанных вместе гигантскими паутинами оптоволоконных кабелей; это гораздо менее очевидно что высокотехнологичные вооруженные силы мира связаны таким же образом. Волоконно-оптические кабели недорогие, тонкие, легкие, емкие, устойчивы к атакам и чрезвычайно безопасны, поэтому они предлагают идеальные способы подключения военных баз и других объектов, таких как ракетные стартовые площадки и радиолокационные станции.Поскольку они не переносят электрические сигналы, они не излучают электромагнитные излучение, которое может обнаружить противник, и они устойчивы к электромагнитные помехи (в том числе систематическое «глушение» противника атаки). Еще одно преимущество — относительно легкий вес волокна. кабели по сравнению с традиционными проводами из громоздких и дорогих медь металлическая. Танки, военные самолеты и вертолеты есть все постепенно переходят с металлических кабелей на оптоволоконные. Частично речь идет о сокращении затрат и экономии веса (оптоволоконные кабели весят почти 90 процентов меньше, чем у сопоставимых медных кабелей типа «витая пара»).Но это также повышает надежность; например, в отличие от традиционных кабелей на самолете, которые должны быть тщательно экранированы (изолированы) для защиты им против ударов молнии, оптические волокна полностью невосприимчивы к такой проблеме.

Кто изобрел волоконную оптику?

  • 1840-е годы: швейцарский физик Даниэль Колладон (1802–1893) обнаружил, что может светить светом через водопроводную трубу. Вода несла свет внутреннее отражение.
  • 1870: Ирландский физик Джон Тиндалл (1820–1893) продемонстрировал внутреннюю рефлексию в Лондонском Королевском обществе.Он светил в кувшин с водой. Когда он налил немного воды из кувшина, свет изогнулся, следуя по пути воды. Эта идея «изгиба» свет »- это именно то, что происходит в волоконной оптике. Хотя Colladon Истинный дедушка волоконной оптики, Тиндаль часто заслуживает уважения.
  • 1930-е годы: Генрих Ламм и Вальтер Герлах , два Немецкие студенты пытались использовать световые трубки для изготовления гастроскопа — инструмент для заглядывания в чей-то желудок.
  • 1950-е: в Лондоне, Англия, индийский физик. Нариндер Капани (1926–2021) и британский физик Гарольд Хопкинс (1918–1994) удалось отправить простую картинку по световой трубе, сделанной из тысяч стеклянных волокон. После публикации множества научных работ Капани заработал репутацию «отец волоконной оптики».
  • 1957: Трое американских ученых из Мичиганского университета, Лоуренс Кертисс , Бэзил Хиршовиц и Уилбур Петерс, успешно использовали волоконно-оптическую технологию для создания первого в мире гастроскопа.
  • 1960-е годы: американский физик китайского происхождения Чарльз Као (1933–2018) и его коллега Джордж Хокхэм осознали, что нечистое стекло бесполезно для волоконной оптики дальнего действия. Као предположил, что оптоволоконный кабель, сделанный из очень чистого стекла, сможет передавать телефонные сигналы на гораздо большие расстояния, и был награжден премией. Нобелевская премия по физике 2009 г. за это новаторское открытие.
  • 1960-е годы: исследователи из Corning Glass Company создали первый оптоволоконный кабель, способный передавать телефонные сигналы.
  • ~ 1970: Дональд Кек и его коллеги из Corning нашли способы посылать сигналы гораздо дальше (с меньшими потерями), что побудило разработка первых оптических волокон с низкими потерями.
  • 1977: Первый оптоволоконный телефонный кабель был проложен между Лонг-Бич и Артезией, Калифорния.
  • 1988: Первый трансатлантический оптоволоконный телефонный кабель TAT8 был проложен между США, Францией и Великобританией.
  • 2020: Согласно TeleGeography, в настоящее время существует около 406 подводных волоконно-оптических кабелей. (несущие коммуникации под мировым океаном), протяженностью в общей сложности 1.2 миллиона км (0,7 миллиона миль). Это больше, чем в 2019 году, когда было 378 кабелей, хотя общее пройденное расстояние, по-видимому, осталось прежним.

Как работает оптоволокно?

Римляне, должно быть, были особенно довольны собой в тот день, когда они изобрели свинцовые трубки около 2000 лет назад. Наконец они у них был простой способ переносить воду из одного места в другое. Представьте, что бы они сделали из современных оптоволоконных кабелей — «труб», которые может передавать телефонные звонки и электронную почту по всему миру за седьмую часть второй!

Фото: Световая труба: волоконная оптика означает направление световых лучей по тонким пластиковым или стеклянным нитям, заставляя их многократно отражаться от стен.Это смоделированное изображение. Обратите внимание, что в некоторых странах, включая Великобританию, Волоконная оптика пишется «волоконная оптика». Если вы ищете информацию в Интернете, она всегда стоит поискать оба варианта написания.

Что такое волоконная оптика?

Мы привыкли к тому, что информация путешествует по-разному. Когда мы говорим по стационарному телефону, проводной кабель несет звук из нашего голоса в розетку в стене, где другой кабель берет на местную телефонную станцию.Мобильные телефоны работают иначе способ: они отправляют и получают информацию с помощью невидимых радиоволны — а Технология называется беспроводной, потому что в ней не используются кабели. Волоконная оптика работает третий способ. Он отправляет информацию, закодированную в луче света вниз по стеклянной или пластиковой трубе. Первоначально он был разработан для эндоскопов в 1950-х годов, чтобы помочь врачам заглянуть внутрь человеческого тела без необходимости сначала разрежьте его. В 1960-х инженеры нашли способ использовать та же технология для передачи телефонных звонков со скоростью света (обычно это 186 000 миль или 300 000 км в секунду в вакууме, но замедляется примерно до двух третей от этой скорости в оптоволоконном кабеле).

Оптическая техника

Фото: Отрезок 144-жильного оптоволоконного кабеля. Каждая прядь сделана из оптически чистого стекла и тоньше человеческого волоса. Изображение Тех. Сержант. Брайан Дэвидсон, любезно предоставлено ВВС США.

Оптоволоконный кабель состоит из невероятно тонких жил. из стекла или пластика, известного как оптические волокна; один кабель может иметь всего два прядей или целых несколько сотен. Каждая прядь меньше в десять раз толщиной с человеческий волос и может принимать около 25000 телефонных звонков, Таким образом, весь оптоволоконный кабель может легко передать несколько миллионов вызовов.Текущий рекорд для «одномодового» волокна (поясняется ниже): 178 терабит (триллионов бит) в секунду — достаточно для 100 миллионов сеансов Zoom. (по словам эксперта по волокнам Джеффа Хехта)!

Волоконно-оптические кабели передают информацию между двумя местами, используя полностью оптическая (световая) технология. Предположим, вы хотели отправить информация с вашего компьютера на дом друга по улице с помощью волоконной оптики. Вы можете подключить свой компьютер к лазеру, который преобразовал бы электрическую информацию из компьютера в серию световые импульсы.Затем вы запускаете лазер по оптоволоконному кабелю. После прохождения по кабелю световые лучи выходили на другой конец. Вашему другу понадобится фотоэлемент (светочувствительный компонент), чтобы превратить импульсы света обратно в электрическую информацию его или ее компьютер мог понять. Так что весь аппарат будет как действительно изящная высокотехнологичная версия телефона, который вы можете Сделайте из двух банок для запеченных бобов и отрезка веревки!

Как работает оптоволокно

На фото: оптоволоконные кабели достаточно тонкие, чтобы их можно было изгибать, поэтому световые сигналы проходят внутрь по изогнутым путям.Фотография любезно предоставлена ​​Исследовательским центром Гленна НАСА. (НАСА-GRC).

Изображение: Полное внутреннее отражение удерживает световые лучи от внутренней части оптоволоконного кабеля.

Свет распространяется по оптоволоконному кабелю по многократно отскакивая от стен. Каждый крошечный фотон (частица света) прыгает по трубе, как бобслей, спускающийся по ледяной трассе. Теперь ваша очередь может ожидать луч света, путешествовать по прозрачной стеклянной трубе, чтобы просто просочиться через края.Но если свет падает на стекло под очень малым углом (менее 42 градусов), он снова отражается — как будто стекло на самом деле зеркало. Этот явление называется полным внутренним отражением. Это одна из вещей, которая сохраняет свет внутри трубы.

Еще одна вещь, которая удерживает свет в трубе, — это структура кабель, состоящий из двух отдельных частей. Основная часть кабель — в середине — называется ядром , и это бит свет проходит сквозь.На внешней стороне ядра обернут еще один Слой стекла называется облицовкой . Работа облицовки — сохранить световые сигналы внутри активной зоны. Он может это сделать, потому что он сделан из различный вид стекла в сердцевине. (Технически облицовка имеет более низкий показатель преломления.)

Типы волоконно-оптических кабелей

Оптические волокна передают по ним световые сигналы в так называемых режимах . Звучит технически, но это просто означает разные способы путешествовать: мода — это просто путь, по которому световой луч следует вниз по волокну.Один режим чтобы пройти прямо по середине волокна. Другой — отразите волокно под небольшим углом. Другие режимы включают подпрыгивание вниз по волокну под другими углами, более или менее крутыми.

Иллюстрации: Вверху: свет по-разному распространяется в одномодовых и многомодовых волокнах. Внизу: внутри типичного одномодового оптоволоконного кабеля (не в масштабе). Тонкая сердцевина окружена оболочкой примерно в десять раз большего диаметра, пластиковым внешним покрытием (примерно в два раза больше диаметра оболочки), некоторыми укрепляющими волокнами из жесткого материала, такого как Kevlar®, с внешней защитной оболочкой снаружи.

Простейшее оптическое волокно называется одномодовым . Он имеет очень тонкую сердцевину около 5-10 микрон (миллионных долей). метр) в диаметре. В одномодовом волокне все сигналы проходят прямо посередине, не отскакивая от краев (желтая линия в диаграмму). Кабельное телевидение, Интернет и телефонные сигналы обычно передаются по одномодовым волокна, свернутые в огромный пучок. Такие кабели могут отправлять информация на расстояние более 100 км (60 миль).

Другой тип оптоволоконного кабеля называется многорежимный .Каждое оптическое волокно в многомодовый кабель о 10 раз больше одного в одномодовом кабеле. Это означает, что световые лучи могут проходить через ядро, следуя Разновидность разные пути (желтые, оранжевые, синие и голубые линии) — другими словами, в несколько разных режимов. Многорежимные кабели могут отправлять только информацию на относительно короткие расстояния и используются (среди прочего) для соединить компьютерные сети вместе.

Еще более толстые волокна используются в медицинском инструменте под названием гастроскоп (разновидность эндоскопа), какие врачи протыкают кому-то горло для обнаружения болезней внутри их желудок.Гастроскоп — это толстый оптоволоконный кабель, состоящий из многих оптических волокон. На верхнем конце гастроскопа есть окуляр и напольная лампа. Лампа направляет свой свет на одну часть кабеля в живот пациента. Когда свет достигает желудка, он отражается стенки желудка в линзу внизу кабеля. Затем он возвращается в другую часть кабель в окуляр врача. Другие типы эндоскопов работают так же способ и может использоваться для осмотра различных частей тела.Также есть промышленный вариант инструмента, называемый фиброскопом, который можно использовать исследовать такие вещи, как недоступные части оборудования в самолете двигатели.

Применение для волоконной оптики

Стрельба по трубе кажется изящной научной партийный трюк, и вы можете не подумать, что у этого есть много практических применений что-то подобное. Но так же, как электричество может привести в действие многие типы машин, лучи света могут нести многие типы информация — так что они могут помочь нам во многих отношениях.Мы просто не замечаем насколько обычными стали оптоволоконные кабели, потому что лазерные сигналы, которые они несут, мерцают далеко под нашими ногами, глубоко под офисными этажами и улицами города. Технологии, использующие это — компьютерные сети, радиовещание, медицинское сканирование и военная техника (назвать всего четыре) — причем совершенно незаметно.

Фото: Работа с волоконно-оптическими кабелями. Изображение Натанаэля Каллона, любезно предоставлено ВВС США.

Компьютерные сети

Оптоволоконные кабели в настоящее время являются основным средством передачи информации на большие расстояния, поскольку у них есть три очень больших преимущества перед медными кабелями старого образца:

  • Меньшее затухание : (потеря сигнала) Информация распространяется примерно в 10 раз дальше, прежде чем ей потребуется усиление, что делает оптоволоконные сети более простыми и дешевыми в эксплуатации и обслуживании.
  • Без помех : В отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет «перекрестных помех» (электромагнитных помех), поэтому они передают информацию более надежно и с лучшим качеством сигнала.
  • Более высокая пропускная способность : Как мы уже видели, оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.

Вы сейчас читаете эти слова благодаря Интернет. Вы наверняка наткнулись на эту страницу с поисковой системой как Google, который управляет всемирной сетью гигантских центров обработки данных соединены оптоволоконными кабелями большой емкости (и сейчас пытается развернуть быстрые оптоволоконные соединения для остальных из нас).Нажав на ссылку на поисковую систему, вы скачали эту веб-страницу из моей сети сервер и мои слова просвистели большую часть пути к вам вниз больше волоконно-оптические кабели. Действительно, если вы используете быстрый оптоволоконный широкополосные, оптоволоконные кабели делают почти всю работу каждый раз вы выходите в интернет. При большинстве высокоскоростных широкополосных подключений только последний этап информационного пути (так называемый «последний миля «от оптоволоконного шкафа на вашей улице до вашего дома или квартира) подразумевает старомодные провода.Это оптоволоконные кабели, не медные провода, которые теперь несут «лайки» и «твиты» под наши улицы, через все большее количество сельских районов, и даже глубоко под океанами, соединяющими континенты. Если вы представите себе Интернет (и Всемирная паутина, которая использует его) как глобальная паутина, скрепляющие ее нити — оптоволоконные кабели; по некоторым оценкам, оптоволоконные кабели покрывают более 99 процентов от общего пробега Интернета, и переносят более 99 процентов всего международного коммуникационного трафика.

Чем быстрее люди получают доступ к Интернету, тем больше они могут — и будут — делать в сети. Прибытие из широкополосный Интернет сделал возможным феномен облачных вычислений (где люди хранят и обрабатывают свои данные удаленно, используя онлайн вместо домашнего или служебного ПК в собственном помещении). В примерно так же стабильное развертывание широкополосного оптоволокна (обычно В 5–10 раз быстрее, чем обычный широкополосный DSL, который использует обычные телефонные линии) сделают это гораздо более обычным для люди занимаются такими вещами, как потоковая передача фильмов в Интернете, вместо того, чтобы смотреть транслировать ТВ или брать напрокат DVD.С большей пропускной способностью волокна и быстрее связи, мы будем отслеживать и контролировать многие другие аспекты наша жизнь в сети с использованием так называемого Интернета вещей.

Но не только общедоступные интернет-данные течет по оптоволоконным линиям. Когда-то компьютеры были подключены к на большие расстояния по телефонным линиям или (на короткие расстояния) по меди Кабели Ethernet, но все чаще предпочтительнее оптоволоконные кабели метод объединения компьютеров в сеть, потому что они очень доступны, безопасны, надежны и имеют гораздо большую вместимость.Вместо того, чтобы связывать офисов через общедоступный Интернет, это вполне возможно для компания для создания собственной оптоволоконной сети (если она может себе это позволить) или (что более вероятно) купить место в частной оптоволоконной сети. Многие частные компьютерные сети работают на так называемом темном волокне , которое звучит немного зловеще, но это просто неиспользованная емкость другого сеть (оптические волокна ожидают включения).

Интернет был продуман так, чтобы вид информации для любого использования; это не ограничивается ношением компьютерные данные.Когда-то по телефонным линиям выходил Интернет, теперь же вместо этого через оптоволоконный Интернет можно звонить по телефону (и Skype). Там, где когда-то телефонные звонки направлялись по сложному лоскутному одеянию медные кабели и микроволновые линии между городами, самые дальние теперь звонки направляются по оптоволоконным линиям. С 1980-х годов было уложено огромное количество волокна; оценки сильно разнятся, но считается, что их общее количество в мире составляет несколько сотен миллионов километров (достаточно, чтобы пересечь Соединенные Штаты примерно миллион раз).В середине 2000-х годов было подсчитано, что до 98 процентов этого количества было неиспользованным «темным волокном»; Сегодня, хотя используется гораздо больше волокон, все еще считается, что большинство сетей содержат от трети до половины темного волокна.

Фото: Оптоволоконные сети дороги в строительстве (в основном потому, что рыть улицы стоит очень дорого). Поскольку затраты на рабочую силу и строительство намного дороже, чем сам кабель, многие сетевые операторы сознательно прокладывают гораздо больше кабеля, чем им нужно в настоящее время.Изображение Криса Уиллиса любезно предоставлено ВВС США.

Радиовещание

Еще в начале 20 века радио и Телевещание родилось из относительно простой идеи: это было технически довольно легко стрелять электромагнитными волнами по воздуху от одного передатчика (на радиостанции) до тысяч антенн в домах людей. В наши дни, когда радио все еще работает в воздухе, мы с такой же вероятностью ТВ через оптоволоконный кабель.

компании кабельного телевидения первыми перешли от с 1950-х годов, первоначально использовались коаксиальные кабели (медные кабели с металлической оболочкой, обернутой вокруг них для предотвращения перекрестных помех), по которым передавалось лишь небольшое количество аналоговых телевизионных сигналов.По мере того, как все больше и больше людей подключались к кабелю, и сети начали предлагать больший выбор каналов и программ, кабельные операторы сочли необходимо перейти с коаксиальных кабелей на оптические волокна и с аналогово-цифровое вещание. К счастью, ученые уже выясняли, как это могло быть возможно; еще в 1966 году, Чарльз Као (и его коллега Джордж Хокхэм) посчитали, доказав, как одиночный оптоволоконный кабель может несут достаточно данных для нескольких сотен телеканалов (или нескольких сотен тысяч телефонных звонков).Это был лишь вопрос времени, когда мир кабельного телевидения обратил на это внимание — и «новаторское достижение» Као было должным образом признано когда ему была присуждена Нобелевская премия по физике 2009 года.

Помимо гораздо большей емкости, оптический волокна меньше страдают от помех, поэтому обеспечивают лучший сигнал (рисунок и звук) качество; они нуждаются в меньшем усилении для усиления сигналов, поэтому они путешествуют на большие расстояния; и они вообще дороже эффективный. В будущем оптоволоконный широкополосный доступ вполне может стать большинство из нас смотрят телевизор, возможно, через такие системы, как IPTV (телевидение по Интернет-протоколу), в которых используется Стандартный способ передачи данных в Интернете («коммутация пакетов») в подавать телепрограммы и фильмы по запросу.Пока медный телефон линия по-прежнему является основным информационным маршрутом в дома многих людей, в будущем нашим основным соединением с миром станет высокоскоростной оптоволоконный кабель. кабель, несущий любую информацию.

Медицина

Медицинские гаджеты, которые могут помочь врачам сориентироваться внутри наших тел, не разрезая их, были первыми собственными применение волоконной оптики более полувека назад. Сегодня, гастроскопы (как их еще называют) так же важны, как и когда-либо, но волоконная оптика продолжает порождать важные новые формы медицинское сканирование и диагностика.

Одной из последних разработок называется лаборатория на волокно , и включает в себя вставку тонких волоконно-оптических кабелей с встроенные датчики в тело пациента. Эти виды волокон аналогичны по масштабу кабелям связи и тоньше относительно короткие световоды, используемые в гастроскопах. Как они Работа? Через них проходит свет от лампы или лазера, через деталь. тела, который доктор хочет изучить. Когда свет проникает сквозь волокна, тело пациента изменяет свои свойства в определенных способ (очень незначительное изменение интенсивности или длины волны света, возможно).Измеряя изменение света (используя методы например, интерферометрия), инструмент, прикрепленный к другому концу волокно может измерить некоторые важные аспекты того, как тело пациента работает, например, их температура, артериальное давление, pH клеток, или наличие лекарств в их кровотоке. Другими словами, вместо того, чтобы просто использовать свет, чтобы заглянуть внутрь тела пациента, это Тип оптоволоконного кабеля использует свет, чтобы его воспринимать или измерять.

Военный

Фото: Волоконная оптика на поле боя.У этой усовершенствованной оптоволоконной управляемой ракеты (EFOG-M) в носу установлена ​​инфракрасная оптоволоконная камера, чтобы стрелок, стреляющий по ней, мог видеть, куда она движется. Изображение любезно предоставлено Армия США.

Легко представить пользователей Интернета, связанных вместе гигантскими паутинами оптоволоконных кабелей; это гораздо менее очевидно что высокотехнологичные вооруженные силы мира связаны таким же образом. Волоконно-оптические кабели недорогие, тонкие, легкие, емкие, устойчивы к атакам и чрезвычайно безопасны, поэтому они предлагают идеальные способы подключения военных баз и других объектов, таких как ракетные стартовые площадки и радиолокационные станции.Поскольку они не переносят электрические сигналы, они не излучают электромагнитные излучение, которое может обнаружить противник, и они устойчивы к электромагнитные помехи (в том числе систематическое «глушение» противника атаки). Еще одно преимущество — относительно легкий вес волокна. кабели по сравнению с традиционными проводами из громоздких и дорогих медь металлическая. Танки, военные самолеты и вертолеты есть все постепенно переходят с металлических кабелей на оптоволоконные. Частично речь идет о сокращении затрат и экономии веса (оптоволоконные кабели весят почти 90 процентов меньше, чем у сопоставимых медных кабелей типа «витая пара»).Но это также повышает надежность; например, в отличие от традиционных кабелей на самолете, которые должны быть тщательно экранированы (изолированы) для защиты им против ударов молнии, оптические волокна полностью невосприимчивы к такой проблеме.

Кто изобрел волоконную оптику?

  • 1840-е годы: швейцарский физик Даниэль Колладон (1802–1893) обнаружил, что может светить светом через водопроводную трубу. Вода несла свет внутреннее отражение.
  • 1870: Ирландский физик Джон Тиндалл (1820–1893) продемонстрировал внутреннюю рефлексию в Лондонском Королевском обществе.Он светил в кувшин с водой. Когда он налил немного воды из кувшина, свет изогнулся, следуя по пути воды. Эта идея «изгиба» свет »- это именно то, что происходит в волоконной оптике. Хотя Colladon Истинный дедушка волоконной оптики, Тиндаль часто заслуживает уважения.
  • 1930-е годы: Генрих Ламм и Вальтер Герлах , два Немецкие студенты пытались использовать световые трубки для изготовления гастроскопа — инструмент для заглядывания в чей-то желудок.
  • 1950-е: в Лондоне, Англия, индийский физик. Нариндер Капани (1926–2021) и британский физик Гарольд Хопкинс (1918–1994) удалось отправить простую картинку по световой трубе, сделанной из тысяч стеклянных волокон. После публикации множества научных работ Капани заработал репутацию «отец волоконной оптики».
  • 1957: Трое американских ученых из Мичиганского университета, Лоуренс Кертисс , Бэзил Хиршовиц и Уилбур Петерс, успешно использовали волоконно-оптическую технологию для создания первого в мире гастроскопа.
  • 1960-е годы: американский физик китайского происхождения Чарльз Као (1933–2018) и его коллега Джордж Хокхэм осознали, что нечистое стекло бесполезно для волоконной оптики дальнего действия. Као предположил, что оптоволоконный кабель, сделанный из очень чистого стекла, сможет передавать телефонные сигналы на гораздо большие расстояния, и был награжден премией. Нобелевская премия по физике 2009 г. за это новаторское открытие.
  • 1960-е годы: исследователи из Corning Glass Company создали первый оптоволоконный кабель, способный передавать телефонные сигналы.
  • ~ 1970: Дональд Кек и его коллеги из Corning нашли способы посылать сигналы гораздо дальше (с меньшими потерями), что побудило разработка первых оптических волокон с низкими потерями.
  • 1977: Первый оптоволоконный телефонный кабель был проложен между Лонг-Бич и Артезией, Калифорния.
  • 1988: Первый трансатлантический оптоволоконный телефонный кабель TAT8 был проложен между США, Францией и Великобританией.
  • 2020: Согласно TeleGeography, в настоящее время существует около 406 подводных волоконно-оптических кабелей. (несущие коммуникации под мировым океаном), протяженностью в общей сложности 1.2 миллиона км (0,7 миллиона миль). Это больше, чем в 2019 году, когда было 378 кабелей, хотя общее пройденное расстояние, по-видимому, осталось прежним.

Как работает оптоволоконный Интернет — UTOPIA FIBER

Что такое волоконная оптика?

Волоконно-оптические кабели изначально разработан в 1950-х годах для эндоскопов (медицинский прибор используются врачами, чтобы заглядывать внутрь тела). в 1960-е годы инженеры-телефонисты нашли способ использовать эту технологию для передачи и принимайте телефонные звонки со скоростью света.[я сейчас, оптоволоконный Интернет доставляется через оптоволоконные кабели, которые могут передавать данные со скоростью света. Поскольку они используют свет для передачи информации, Волоконно-оптические кабели — самая быстрая технология связи на планете .

Оптика Волокна — это гибкие стеклянные нити толщиной с волос, через которые световые лучи могут путешествовать. Нить действует как волновод или «световод» для передачи света. между двумя концами волокна. Действующие операторы связи полагаются на по крайней мере частично, на технологии медных проводов, что ограничивает их способность обеспечивать более высокие скорости.

Как волоконная оптика работы

Световые лучи проходят через оптоволокно кабели, многократно отскакивая от стенок кабеля внутренними зеркальное отражение. [i] Если свет попадает в стекло под определенным углом (менее 42 градусов), он будет отражать снова обратно. Это называется полным внутренним отражением . Структура кабель удерживает свет внутри трубы.

Кабель состоит из 5 разных частей: ядро (это та часть, через которую проходит свет) и оболочка (слой стекла, обернутый вокруг сердечника с внешней стороны).Облицовка сохраняет световые сигналы внутри жилы кабеля, потому что она сделана из другого тип стекла, чем сердцевина, и поскольку оболочка имеет более низкое преломление индекс.) [x] Сердечник покрыт защитным покрытием и слой из волокон кевлара для усиления, затем покрытый внешним слоем куртка .

Наши друзья из Snazzy Labs сняли видео, в котором объясняется, как работает оптоволокно и как мы подключаем ваш дом к нашей сверхбыстрой сети.Ознакомьтесь с ним, чтобы получить более подробное представление о том, как работают оптоволоконные кабели.

Почему волоконная оптика Работает
  1. Скорость: С помощью оптоволоконной технологии вы можете получить доступ к самым быстрым скоростям в нация. И вы получите симметричную скорость загрузки и скачивания.
  2. Надежность: Оптоволоконные соединения позволяют передавать непрерывный поток с минимальными затратами. время простоя, независимо от того, сколько устройств вы подключили.UTOPIA Fiber поддерживает и строит нашу сеть для максимального времени безотказной работы и использует генераторы резервных копий для обеспечения что у нас редко бывают перебои в работе сети.
  3. Соответствие требованиям будущего: Fiber оптика может обрабатывать огромные объемы данных, а это значит, что она может питать приложения, о которых мы еще даже не думали.

Если у вас есть вопросы, обращайтесь к нам по адресу [email protected] . Мы всегда рады с вами поболтать!

Что такое оптоволоконный Интернет и как он работает? [GetInternet]

0

Волоконная оптика сегодня в моде.Интернет-провайдеры повсюду прокладывают оптоволоконные линии, которые, как они утверждают, обеспечат превосходную скорость и надежность при невысокой стоимости.

Если вы не инженер, вы, вероятно, не очень разбираетесь в оптоволоконных кабелях. Хотя вам не нужно понимать, как работают оптоволоконные кабели, чтобы воспользоваться их превосходной скоростью и надежностью, они представляют собой современное чудо, поэтому вам, вероятно, интересно.

В этой статье мы подробно рассмотрим оптоволоконный интернет , чтобы вы поняли, что делает их отличными, как они работают и почему вы должны всегда выбирать оптоволокно для своих интернет-услуг.

Использование света для общения

Волоконно-оптические кабели — это прозрачные жилы из пластика или стекла, которые примерно такие же тонкие, как шелк паука . Некоторые оптоволоконные кабели даже тоньше, чем прядь шелка, но большинство из них примерно такой же ширины, как человеческий волос. Волоконно-оптические кабели скручиваются в жгуты так же, как веревка наматывается из бечевки.

Каждое волокно прозрачное, поэтому оно может легко пропускать свет в любом направлении. Смысл оптоволоконной связи — передавать свет из одной точки в другую по линии.Но в чем преимущество использования света, чтобы идти в линию?

Традиционные интернет-провода изготавливаются из меди или других токопроводящих материалов . Эти провода используют электричество как средство связи, а не свет. Для этого металлический кабель необходимо изолировать от внешних электрических помех.

Принцип работы традиционных электрических проводов немного сложнее, чем принцип работы волоконной оптики. Когда нет информации, перемещающейся по электрической интернет-линии, в медном проводе нет тока.

Когда есть информация, элемент схемы, блокирующий прохождение тока по проводу, переворачивается. Электричество может проходить через элемент схемы, как вода через клапан, но небольшими пакетами. Затем электричество перемещается по медному проводу к месту назначения.

Двигаться со скоростью электричества может быть очень быстро. Но скорость электронов, движущихся по проводу, все еще зависит от скорости физического свойства проводимости. Материал провода изменяет скорость, с которой может проводиться электричество .

Медь — самый распространенный материал, поскольку она является приемлемым проводником. Более дорогие материалы, такие как сверхпроводники, обеспечивают более высокие скорости, но они экспоненциально дороже и поэтому используются редко.

Вот где на помощь приходит волоконная оптика. Вместо того, чтобы использовать пакеты электричества для отправки данных, волоконная оптика использует пакеты света. Световые пакеты движутся со скоростью света направленно по оптоволоконному кабелю.

Заинтересованы в том, чтобы Verizon Fios был у вас дома? Ознакомьтесь с лучшими предложениями на сегодня для новых клиентов Verizon Fios

На небольших расстояниях разница может быть не так заметна для пользователя.Но на больших расстояниях оптоволоконные кабели намного быстрее металлических интернет-кабелей. Сигнал, который проходит по оптоволоконному кабелю, также намного более долговечен.

Оптоволоконные сигналы требуют гораздо меньшей изоляции от внешнего мира, поскольку свет не подвержен обычным уровням электрических помех. Гипотетически в лаборатории ученые могли бы подвергать свет электрическим силам, но для оптоволоконных кабелей эти опасения незначительны.

Точно так же свет не требует усиления или повторной передачи сигнала так часто, как металлическая проводка.Волоконная оптика не связана с проблемами, вызванными потерей пара электронами на полпути, а из-за непрозрачности провода.

Волоконно-оптические провода по умолчанию чрезвычайно прозрачны, так как любая непрозрачность рассеивает свет и снижает его способность перемещаться. Таким образом, хотя волоконно-оптические кабели намного более устойчивы к своему сигналу, чем медные провода, у них все еще есть несколько проблем.

Что касается самих кабелей, то волоконно-оптические кабели менее устойчивы, чем металлические кабели . Медные провода по-прежнему могут передавать электричество, даже если они повреждены или подвергаются воздействию внешнего мира, хотя они становятся менее эффективными.

С другой стороны, оптоволоконные кабели

не терпят повреждений. Разрыв в изоляции, который связывает волоконно-оптические нити вместе, более или менее полностью деактивирует всю цепь до тех пор, пока она не будет исправлена, если есть какое-либо внешнее световое загрязнение. В темноте это не имеет значения.

В случае повреждения самих волоконно-оптических нитей они не могут нести никаких данных и должны быть заменены. Из-за дороговизны волоконной оптики , в результате они обычно лучше защищены, чем медные провода .

Когда можно использовать оптоволоконные кабели

Для кабелей большой дальности, по которым необходимо передавать тонны данных, предпочтительным методом являются оптоволоконные кабели. В результате многие оптоволоконные кабели погребены под океаном . Эти кабели помогают передавать информацию с одного континента на другой и безопасны под дном океана.

Есть несколько ситуаций, когда волоконно-оптические линии не лучшее решение. К ним относятся чрезвычайно удаленные районы. В отдаленных районах для прокладки оптоволоконной линии требуется много копать, и на них может не хватить спроса, чтобы окупить затраты на инфраструктуру.

Итак, на данный момент оптоволоконных линий в основном проходят в населенных пунктах и ​​крупных пригородах .

Многие районы также имеют оптоволоконный доступ для доступа в Интернет. Многие компании создают больше оптоволоконной инфраструктуры, чтобы обеспечить более высокую и надежную скорость для всей своей сети.

Эти компании обычно сдают в аренду свою оптоволоконную инфраструктуру другим компаниям, которые затем перепродают доступ потребителям. Вы можете приобрести доступ у одного из этих провайдеров.

Заинтересованы в получении оптоволоконного Интернета EarthLink в вашем доме? Ознакомьтесь с лучшими предложениями на сегодня для новых клиентов EarthLink

Воспользуйтесь преимуществами скорости света

С точки зрения потребителя, вы можете воспользоваться преимуществами волоконной оптики несколькими способами.

Во-первых, вы можете смотреть контент в высоком разрешении с большей надежностью, чем в противном случае. Видео 4K и 1080p можно управлять с помощью оптоволоконных линий . С обычным медным интернет-проводом вы, вероятно, не сможете просматривать этот контент так же эффективно, и ваш интернет-провайдер может ограничить его.

При использовании оптоволоконного кабеля существует несколько препятствий для просмотра контента с максимальным потреблением полосы пропускания. Ваш интернет-провайдер сможет предложить более высокие скорости по более низким ценам из-за эффективности кабелей. Если вы не уверены, предлагает ли ваш интернет-провайдер оптоволокно, вы, вероятно, сможете узнать об этом на их веб-сайте.

Большинство интернет-провайдеров любят хвастаться своим оптоволоконным покрытием из-за того, насколько быстра и новая инфраструктура. Они могут предложить определенный пакет оптоволоконных сетей, но на самом деле, если в вашем районе есть оптоволоконные линии, ваш интернет-провайдер уже использует их для доставки вашего интернета.

Вы можете использовать оптоволоконные линии, не осознавая этого. С другой стороны, в некоторых районах есть как медный провод, так и оптоволоконный кабель. Вы можете выбрать оптоволоконные линии, изменив свою интернет-подписку.

Вы должны сразу заметить более высокие скорости при переключении на оптоволоконный Интернет. Однако высока вероятность того, что в вашем районе еще нет оптоволоконного кабеля, если вы находитесь за пределами крупных городских районов.

Оптоволоконный кабель еще не полностью пронизан по всему континенту. Обычно только самые богатые городские районы полностью оснащены волоконной оптикой. В настоящее время провайдеры инфраструктуры прокладывают больше волоконно-оптических линий везде, где, по их мнению, они могут получить прибыль.

Может пройти двадцать или тридцать лет, прежде чем оптоволоконные линии пройдут через всю страну. Некоторые районы не могут быть хорошими кандидатами для строительства новых волоконно-оптических линий . Тем не менее, если вы заинтересованы в подключении к Интернету по оптоволоконному кабелю, все, что вам нужно, чтобы начать процесс, — это позвонить своему интернет-провайдеру.

Заинтересованы в наличии оптоволоконного Интернета AT&T в вашем доме? Ознакомьтесь с лучшими предложениями на сегодня для новых клиентов AT&T

Взгляните на оптоволокно над собой

В прошлый раз я писал о том, чему вы можете научиться, если держите глаза открытыми, и продолжу эту тему в этом месяце. На этот раз мы ищем и обсуждаем воздушный оптоволоконный кабель.

Несколько лет назад в информационном бюллетене Ассоциации волоконной оптики (FOA) мы провели конкурс на поиск самых грязных воздушных кабелей в мире.Один из наших инструкторов выиграл конкурс с этой фотографией из своего дома в городе Себу на Филиппинах.

Я думал, что это было действительно ужасно, пока я не осмотрелся здесь, на заднем дворе, более внимательно. Этот пример находится в Санта-Монике, штат Калифорния, на пересечении крупной жилой улицы и переулка в середине квартала за домом, в котором я живу.

На шесте пересечение двух посланников. Идя направо по переулку, у нас есть жесткий коаксиальный кабель от CATV, оптоволокно для гибридной оптоволоконно-коаксиальной сети CATV, медный кабель для телекоммуникационной компании и еще один кабель с точками распределения для сборных ответвительных кабелей для гигабитной пассивной оптической сети (GPON) FiOS. оптоволокно в домашнюю сеть.На улице у нас есть аналогичные кабели плюс большой многопарный медный телефонный кабель. Этот медный кабель настолько старый, что он находится под давлением в баллоне с азотом на улице, чтобы предотвратить проблемы с влажностью. А над этими низковольтными кабелями у нас есть несколько электрических распределительных кабелей.

Меня больше всего интересуют семь подвесных петель для хранения лишнего волокна и еще три петли излишка кабеля на том, что обычно называют «фитингами для снегоступов». В одной точке слева не менее 10 кабелей связаны вместе.

В нескольких кварталах отсюда у нас есть эти кабели, в том числе шесть затворов для сращивания волокон, 1 медный затвор и один усилитель кабельного телевидения. А на двух комплектах для снегоступов есть лишний кабель.

На другом конце города, прямо напротив офиса кабельного телевидения, я взглянул и увидел это. Там должно быть 300–400 метров оптоволоконного кабеля. Я полагаю, что у того, кто оставил это там, было простое оправдание. Возможно, они скоро вернулись и хлестали его дальше по улице.Я надеюсь, что это так.

Но я не вижу этого только в моем районе. Ниже приведена фотография, которую я сделал несколько лет назад на опоре электросети в Ньютоне, штат Массачусетс. Да, это деревянная катушка с волокном диаметром 4 фута — почти пустая — висящая на шесте примерно в 10 футах от земли.

Теперь у этого может быть оправдание. Ураган «Сэнди» сильно ударил по этому району, повредив большую часть воздушного кабеля в окрестностях и сломав несколько опор. Это могло быть временное место для хранения кабеля (его, конечно, сложно украсть или повредить таким образом), но друг сказал мне, что он пробыл там несколько месяцев.

(Если кто-то, читающий это, живет поблизости, пройдите, пожалуйста, на угол Bainbridge Rd. И Chestnut Ridge Rd. В Ньютоне, и дайте мне знать, если это все еще там. Я очень надеюсь, что нет!)

Итак, если все эти фотографии заставили вас покачать головой, я высказал свою точку зрения. Всякий раз, когда кто-то говорит о прокладке оптоволоконного кабеля, он обсуждает, насколько сложно прокладывать кабель под землей по сравнению с воздушными. Что ж, это не обязательно правда. Многие из опор, которые я вижу, существуют уже много лет и имеют несколько поколений кабелей.

Эти столбы начали свою жизнь либо с силовыми кабелями, если они принадлежали электроэнергетической компании, либо с телефонными кабелями, если они принадлежали телекоммуникационной компании. Со временем было проложено гораздо больше кабелей: медные телефонные кабели, коаксиальные кабели CATV, оптоволоконные кабели для телекоммуникационных компаний и кабельного телевидения, больше волокна и, возможно, даже больше волокна. С каждым новым кабелем опора становится все более тесной, и если установщики не будут осторожны, она становится все более загроможденной и беспорядочной. Представьте себе, каково это — проложить еще один кабель на некоторые из этих столбов.

Это эквивалентно скученности, которая возникает в кабелепроводах после того, как проложено все больше и больше кабелей.

Чтобы установить новый кабель на один из этих столбов, часто требуется переместить другие кабели, чтобы они подходили к новому оборудованию и кабелям. Это процесс, известный в торговле как «подготовка». Это может быть очень утомительный процесс, который может повредить не только другие кабели, но и сам столб.

Возможно, вы слышали термин «приготовить» из новостей. Он использовался в таких городах, как Нашвилл, штат Теннеси, и Луисвилл, штат Кентукки, где поставщик интернет-услуг (ISP) хотел проложить кабели на опорах конкурента.Владелец опор (телекоммуникационная компания) хотел подготовить сами опоры для защиты своих кабелей. Интернет-провайдер хотел, чтобы их подрядчики переместили все кабели сразу, чтобы проект мог продвигаться быстрее. Город принял постановление, разрешающее «приготовление одним касанием», и владелец столба подал в суд, чтобы защитить свою собственность. В постановлении отсутствовало какое-либо требование к квалификации и утверждению подрядчиков, что было серьезной проблемой, когда некоторые интернет-провайдеры, похоже, нанимали садоводов для прокладки подземных оптоволоконных кабелей в других городах.

Не каждый полюс является проблемой. Последние несколько лет я работал с сельским электроэнергетическим кооперативом в Анце, штат Калифорния, который строит волоконно-оптическую сеть, которую мы называем «волокно до ранчо». У этого кооператива 4000 клиентов на территории более 500 квадратных миль. Они успешно строят свою оптоволоконную систему GPON, потому что у них не было этих проблем. У них даже не было телефонных линий на большинстве полюсов, поэтому им пришлось установить провод для передачи сообщений, прежде чем они смогли начать прокладывать оптоволокно.

Когда вы начнете прокладывать кабель, важно следовать указаниям. Установщик, показанный ниже, стягивает кабель с катушки перед тем, как прикрепить его к кабелям, уже установленным на столбах, был уволен вскоре после того, как я сделал эту фотографию. Похоже, он продолжал игнорировать указания своего начальника. Ему сказали, что на каждом конце кабеля требуется достаточно дополнительного кабеля, чтобы опустить столб в хранилище, а затем в тележку для сращивания. Он продолжал оставлять ровно столько кабеля, чтобы дотянуться до земли.

У воздушных установок есть и другие проблемы.Безопасность важна при работе на лестницах или автовышках. Может быть, некоторые рабочие до сих пор лазят по столбам с баграми (шипами). Иногда нужно подобраться к электрическим проводам. По крайней мере, большая часть сращивания волокон выполняется на земле, как этот рабочий на кабеле чуть ниже квартала с первой фотографии Санта-Моники выше.

Не думайте, что установка антенны проще, проще или дешевле. Как и все остальное, особенно когда дело доходит до установки оптоволокна, вам для начала нужны должным образом обученные специалисты, опытный надзор, надлежащее оборудование и правильно спроектированная кабельная установка.

Что нужно для установки оптоволоконного Интернета

Как доставить волокно в ваш район

Волокно

— это потрясающе, и волокно есть повсюду, но большинство домов в США еще не настроены на его использование. Эта «последняя миля» между вашим домом и остальной частью Интернета имеет решающее значение, и задача преодоления этого разрыва варьируется от сложной до титанической. Тем не менее, всем нужно с чего-то начинать, верно?

Как доставить волокно ко мне домой

Если в вашем районе уже есть поставщик оптоволокна, возможно, вам повезло.Прокладка кабеля от вашего дома до тротуара — это наименьшее вложение, которое интернет-провайдер должен будет сделать, чтобы подключить вас к своей сети, и обычно покрывается за счет платы за установку.

Если сеть все еще находится в нескольких кварталах от сети, некоторые интернет-провайдеры могут пожелать проложить кабель к вашему дому за гораздо более высокую плату за установку, но обычно вам придется подождать, пока сеть не дойдет до вашего блока.

В любом случае рекомендуется обратиться к местному провайдеру оптоволокна. Даже если они пока не хотят проложить оптоволоконный кабель к вашему дому, по крайней мере, они будут знать, что в вашем районе есть интерес, когда они начнут расширять свою сеть.

Как добраться до моего района по оптоволокну

Оптоволоконная сеть в вашем городе — это здорово, если только вы не живете на противоположной стороне города, где она недоступна. Тогда это просто неприятно. К счастью, интернет-провайдеры обычно не вкладывают огромные средства в новую оптоволоконную сеть только для того, чтобы заполучить крошечный карман клиентов. Они хотят расширяться там, где они могут привлечь больше всего клиентов, что обычно предполагает тесное сотрудничество с местными городскими властями.

Один из лучших способов показать интернет-провайдеру, что существует интерес к оптоволоконной сети в конкретном районе, — это пойти в город или на общественные собрания и спросить о оптоволоконном Интернете.А еще лучше поговорите со своими соседями и попросите их всех пойти с вами, и вы все вместе сможете выразить свое желание использовать оптоволоконный Интернет.

Члены совета сообщества могут передать ваш интерес провайдеру или, во многих случаях, у провайдера могут быть сотрудники на собрании. Google Fiber, например, часто отправляет сотрудников на собрания общественных советов в тех регионах, где расширяет свою сеть, чтобы делиться информацией и вызывать интерес. Если у вас уже есть интерес, половина их работы сделана.

Как добраться до моего города по оптоволокну

Если в вашем городе нет интернет-провайдеров, предлагающих услуги оптоволокна, перед вами стоит непростая задача. Хотя некоторые интернет-провайдеры расширяют свои оптоволоконные сети, другие, например Google Fiber, сократили или полностью прекратили свое расширение. 5 Означает ли это, что вся надежда потеряна?

Есть еще один вариант: муниципальное волокно. Хотя интернет-провайдеры с большей вероятностью сначала построят оптоволоконную инфраструктуру в крупных городах, любой город может построить муниципальную оптоволоконную сеть при достаточной поддержке сообщества.На момент строительства оптоволоконной сети в Сидар-Фоллс, штат Айова, проживало чуть более 40 000 человек. 6 Мейплтон, штат Юта, город с населением всего 10 000 человек, рассматривает возможность строительства собственной оптоволоконной сети в качестве коммунального предприятия. 7 Эти сети часто оплачиваются облигациями, что также означает, что они не увеличивают налоги и не отнимают средства у других важных программ. 8

Создание муниципальной оптоволоконной инфраструктуры также может иметь дополнительные преимущества. В 2015 году Белый дом заказал исследование эффективности широкополосных решений на уровне сообществ.Это исследование показало, что муниципальная широкополосная связь не только создала быстрые, дешевые и широко доступные интернет-соединения, но также принесла коммерческую конкуренцию и частные инвестиции малообеспеченным общинам. 9 Таким образом, муниципальная широкополосная связь предоставляет потребителям больше возможностей выбора и способствует экономическому росту.

Даже в наиболее технологически развитых регионах государственные инвестиции в оптоволокно — один из лучших способов снизить затраты и усилить конкуренцию. Нью-Йорк недавно объявил о планах построить общегородскую муниципальную волоконно-оптическую сеть с упором в первую очередь на районы с наиболее плохим соединением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.