Строение оптоволоконного кабеля: Строение и типы волоконно-оптического кабеля

Содержание

Строение и типы волоконно-оптического кабеля

Оптоволокно состоит из тонкого стеклянного цилиндра, называемого жилой или сердцевиной, окруженного оптической оболочкой, имеющей показатель преломления света несколько меньший, чем у жилы. Диаметр оптоволокна имеет круглую форму и размеры в соответствии с международными и национальными стандартами. Обычно оптоволокно выпускается с сечением 125 мкм. В настоящее время в целях удешевления волоконно оптического кабеля многие производители изготавливают сердцевину и оболочку из пластика, который имеет худшие характеристики по передаче световых импульсов. Сердцевина и оболочка оптоволокна изготавливаются как единое целое и могут передавать световые импульсы только в одну сторону. В связи с этим оптический кабель имеет два волокна, один рассчитан на прием, другой – на передачу данных.

Оптоволокно защищено буферным слоем (обычно из лака) и элементами усиления прочности и жесткости, изготовленные из различных материалов, чаще всего из кевлара и пластика. Это

волоконно-оптический кабель усиленной конфигурации. В так называемом облегченном оптическом кабеле в пространстве между внешней оболочкой и буферным слоем вместо волокон кевлара и пластика используется жидкий гелий. Внешняя оболочка оптоволокна изготавливается из поливинилхлорида.

Оптоволоконный кабель бывает двух типов: одномодовый и многомодовый. Одномодовый оптический кабель имеет размер сердцевины около 1,3 мкм и допускает только прямолинейное прохождение светового сигнала. В многомодовом типе волоконно оптического кабеля свет распространяется по нескольким модам, вследствие чего происходят искажения сигнала, и пропускная способность существенно снижается; также он имеет характерные помехи: модальную и хроматическую дисперсию.

В настоящее время оптоволоконный кабель выпускается трех видов, которые различаются в зависимости от условий применения: для внутренней прокладки, для внешней прокладки и для изготовления соединительных и коммутационных шнуров.

Производители оптического кабеля

На сайте нашей компании «ЭМИЛИНК» (г. Москва) представлен большой ассортимент оптоволоконной продукции от таких известных производителей, как «Белтелкабель», «Эликс-кабель», «Москабель-Фуджикура», «Интегра-кабель», «Еврокабель-1» и другие. Мы работаем только с проверенными заводами, изготавливающими оптоволокно, поэтому можем гарантировать высокое качество и надежность продукции, реализуемой нашей компанией.

Выбрав московскую компанию «ЭМИЛИНК» в качестве поставщика оптоволоконного кабеля различных типов и конфигураций, Вы сможете решить широкий круг задач по строительству и эксплуатации эффективных телекоммуникационных сетей передачи данных любой сложности.

У нас Вы можете приобрести оптический и волоконно-оптический кабель, цена на который обязательно Вас устроит.

Технические характеристики одномодового оптоволокна G.652.D

В настоящее время в промышленности и на производстве для организации связи используются различные типы и стандарты волоконно-оптических кабелей. У каждого такого типа кабеля существует своя область применения. Развитие этих технологий отражается и на развитии систем передачи данных.

Этот обзор посвящен анализу особенностей волоконно-оптического кабеля (рис. 1) и изменению стандарта G.652. В стандарте на этот вид кабеля он характеризуется как оптоволокно, способное работать с длиной волны 1310, 1550 и 1625 нм.

Рис. 1. Строение оптоволоконного кабеля G.652.D [3]

Оптические волокна состоят из высококачественной легированной кварцевой сердцевины, окруженной оболочкой из плавленого кварца, и покрыты двойным слоем на основе акрилата. Усовершенствованное одномодовое волокно обеспечивает повышенную производительность в диапазоне длины волны от 1260 до 1625 нм. Затухание по всей длине невелико.

Основные технические характеристики стандарта оптоволокна представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики волоконно-оптического кабеля и изменение стандарта G.652

Параметр

Значение

Физические характеристики

Внешний диаметр, мкм

125 ±0,7

Погрешности формы, %

0,7

Ядро; ошибки смещения
внутренней полости, мкм

0,5; 0,2

Диаметр покрытия, мкм

12

Оптические характеристики

Затухание при определенной
длине волны, нм

Максимальное
значение, дБ/км

Рекомендуемое значение, дБ/км

1385

≤0,31

≤0,28

1490

≤0,24

≤0,21

1550

≤0,21

≤0,19

1625

≤0,24

≤0,2

Зависимость затухания
от длины волны, нм

Перенос

λ, нм

1285–1330

1310

0,03

1360–1480

1385

0,04

1525–1575

1550

0,02

1460–1625

1550

0,04

Ослабление (затухание в изгибах)*

 

Длина
 волны, нм

Вызванные
изменения, дБ

1 поворот,
1,2″ диаметр на 32 мм

1550

<0,05

100 поворотов,
2″ диаметр на 50 мм

1310

100 поворотов,
2,4″ диаметр на 60 мм

1550

1625

Примечание. * Максимальное ослабление на изгибах не превышает указанные значения при условии выполнения требований, приведенных в таблице.

Это волокно используется для одноволновой и многоволновой передачи и спектрального уплотнения в диапазоне длины волны 1,55 мкм. Есть возможность обеспечивать передачу информации со скоростью порядка 10 Гбит/c.

К главным преимуществам стандарта G.652 следует отнести [4, 5, 7]:

  • Незначительные оптические потери по всему спектру (1260–1625 нм), что обеспечивает более чем 50%-ное увеличение возможности использования спектра, а значит, поддержку не только 16‑канального CWDM, но и DWDM.
  • Использование современных технологий производства, которые позволяют сократить дефекты передачи данных для снижения и стабилизации потерь производительности в диапазоне 1400 нм.
  • Длительное затухание в волокне и высокая надежность передачи за счет применения синтетического кремния высокой чистоты.
  • Возможность использования диапазона длины волны от 1260 до 1625 нм.
  • Низкие значения ослабления и шума во всем диапазоне длины волны.
  • Возможность совместной работы оптоволокна разных стандартов.

На рис. 2 представлено сравнение графиков зависимости затухания в волокне стандартов G.652.B и G.652.D [2].

Рис. 2. Зависимость затухания в оптоволокне двух стандартов от длины волокна

Исследования, проведенные в OFS, показали, что волокно G.652.D демонстрирует бóльшую надежность передачи данных, чем G.652.B (табл. 2).

Таблица 2. Рекомендации и сравнительные характеристики оптоволокна стандарта G.652

Характеристика

G.652.A

G.652.B

G.652.C

G.652.D

Длина волны, нм

1310

Диаметр модового
пятна, мкм

(8,6–9,5) ±0,6

Диаметр

оболочки, мкм

125 ±0,1

Диаметр защитного
 покрытия, мкм

250 ±15

Эксцентриситет
сердцевины (max), мкм

0,6

Сплющенность
оболочки (max), %

1

Длина волны отсечки кабеля (max), нм

1260

Потери
на макроизгибе, дБ

0,1 (max) на 1550 нм

Проверочное
напряжение (min), ГПа

0,69

Длина волны нулевой дисперсии, нм

1300–1324

Коэффициент хроматической дисперсии, пс/нм·км, не более, в интервале длины волны:

1285–1330

3,5

1525–1575

18

Знак дисперсии

+

+

+

+

Коэффициент затухания,
дБ/км / на длине волны, нм

0,5/1310

0,4/1310

0,4/
1310–1625

0,4/
1310–1625

– / –

0,35/1550

0,35/1383

0,35

0,4/1550

0,4/1625

0,3/1550

– / –

Коэффициент PMD, пс/√км

0,5

0,2

0,2

0,2

Волноводная дисперсия возникает из-за того, что свойства волновода зависят от соотношения его размеров и длины волны излучения. Большинство современных ВОЛС работает в третьем окне прозрачности, совпадающем с восьмым минимумом поглощения кварцевого стекла. Стандартное одномодовое ступенчатое волокно в этой области обладает значительной дисперсией — 17 пс/км·нм, а длина волны нулевой дисперсии λ0 составляет 1,31 мкм (рис. 3а) [4, 6].

Рис. 3. Дисперсия и характерный профиль показателя преломления одномодовых волокон:

а) стандартное ступенчатое волокно;
б) волокно со смещенной дисперсией;
в) волокно с выровненной дисперсией

Одномодовое волокно со смещенной дисперсией имеет нулевую дисперсию в третьем окне прозрачности. Для перемещения λ0 в область длины волны с минимальными потерями увеличивают разность показателей преломления сердцевины и обкладок и таким образом увеличивают волноводную дисперсию. Технически это реализуется путем повышения уровня легирования сердцевины. Для сопутствующего снижения потерь используется треугольный профиль легирования (рис. 3б). Однако это волокно не пригодно для работы в системах со спектральным разделением каналов из-за их сильного нелинейного взаимодействия, обусловленного эффектом четырехволнового смешения, а также эффектами фазовой само- и кроссмодуляции [4, 6].

Одномодовое волокно с выровненной (компенсированной) дисперсией обладает малой, но не нулевой хроматической дисперсией в широком диапазоне длины волны. Плоский максимум в спектре дисперсии, вблизи которого ее величина остается малой (2 пс/км·нм), получается при еще большем увеличении скорости изменения волноводной дисперсии. Это реализуется путем создания на границе сердцевины и обкладки областей с уменьшенным показателем преломления (рис. 3в) [4, 6].

Кроме того, в некоторых кабелях нужно отслеживать, имеются ли на пути следования волокна изгибы. Они могут нанести ущерб качеству распространения сигнала в дальнемагистральных системах.

На рис. 4 [11] представлен внешний вид одномодового оптического волокна. Областью его применения являются волоконно-оптические сети, некоторое лабораторное оборудование и установки, а также волоконно-оптические датчики.

Рис. 4. Внешний вид кабеля

Оптоволоконные кабели имеют много преимуществ и используются для передачи значительных объемов информации на большие расстояния. С помощью таких кабелей можно создавать высокопроизводительные сети не только для передачи голоса, видео и/или данных в офисах и организациях, но и для связи более крупных групп потребителей.

Литература
  1. http://www.ofsoptics.com/resources/1693849504410786fa5a28AllWave‑117‑pdf  /ссылка утеряна/
  2. http://www.ofsoptics.com/fiber/category.php?txtCategoryID=1022260265461
  3. http://kabelsnab-samara.ru/files/spec_dpo_p_2,7.pdf /ссылка утеряна/ 
  4. http://wcisco.com/web/CZ/ciscoconnect/2013/pdf/T‑VT2‑DWDM-jpilar-public.pdf /ссылка утеряна/
  5. http://www.ofsoptics.com/resources/AllWave‑117‑pdf
  6. http://optomagic.co.kr/new_page/korea/product/OPT-A06-001(A).pdf /ссылка утеряна/
  7. optomagic.co.kr /ссылка утеряна/
  8. Buck J. A. Fundamentals of Optical Fibers. New York: Wiley Interscience, 1995.
  9. Chang K. H., Fletcher J. P., Rennell J., et al. Next Generation Fiber Manufacturing for the Highest Performing Conventional Single Mode Fiber. Optical Fiber Communication Conference, Technical Digest. Optical Society of America. Washington, D. C., 2005.
  10. Single Fiber Fusion Splicing — Application Note. AN103. Corning, Inc., 2001.
  11. http://www.oemarket.com/product_info.php?products_id=145
  12. http://www.telnet-ri.es/en/products/fiber-optic-cables-and-passive-components/optical-fiber/single-mode-optical-fiber-g652d/ /ссылка утеряна/

Сварка оптического волокна: технология, оборудование и видео

Волоконно-оптические линии связи имеют высокую пропускную способность информационного сигнала. Их работа во многом зависит от качества соединения провода: чем лучше соединены волоски, тем меньше степень затухания сигнала в месте контакта. Многослойный провод имеет сложную структуру, для сварки стыков используется специальное оборудование. Работать на нем довольно просто.

Сварка оптоволокна не требует специальных навыков, обучения. Достаточно следовать инструкции. Перед этим будет полезно узнать некоторые нюансы работы. При монтаже линий связи много времени уделяется подготовке кабеля к процессу сварки, для этого существует специальное оборудование.

Строение кабеля

Сигнал передается по тонкой стеклянной нити из диоксида кремния, размер проводника исчисляется в микронах. В кабеле может находиться до 38 жил, все они изолированы. Кремниевое стекло очень хрупкий материал, боится влажности, поэтому его покрывают многослойной изоляцией. Сначала покрывают защитным лаком, затем помещают в модульные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем, он предохраняет стеклянный проводник от набухания. Трубки дополнительно покрываются гибкой изоляцией, затем слоем полиэтилена.

Строение оптоволоконного кабеля

Изоляция зависит от условий эксплуатации кабеля. Он подразделяется по видам:

  • наружный кабель бывает подвесным и подземным;
  • внутренний для прокладки используется редко, его можно встретить в деловых центрах.

Из подвесного делают воздушные линии связи, иногда кабель дополнительно оборудуют тросиком и клипсовыми держателями. Подземный для прокладки в грунте некоторые производители выпускают в гофроброне.

Устройство и принцип работы сварочного оборудования

Сварка оптических волокон полностью автоматизирована, происходит без участия оператора. В прибор достаточно правильно заправить концы провода. Процесс соединения происходит под высокой температурой, нагрев обеспечивается электрической дугой. Сварочный аппарат для оптоволокна – сложное устройство, в состав которого входят следующие элементы:

  • блок питания;
  • преобразователь переменного тока в постоянный;
  • материнская плата – мини-процессор, регулирующий процесс спайки;
  • механический узел, осуществляющий центровку – сервомоторы двигают проводник во всех направлениях, соединение волокна происходит с большой точностью;
  • нагреватель, он обеспечивает расплав изоляционной муфты из термоусадочного материала, надеваемой на место шва;
  • дисплей, на нем задаются параметры сварки, видно рабочую зону контакта.

Сварочный аппарат оптоволокна выпускается нескольких модификаций. Основные различия моделей:

  • по способу выравнивания концов кабеля (юстировка): по осевой линии или по V-образным направляющим;
  • разновидности контроля точности процесса спайки;
  • количеству свариваемых оптоволоконных жил.

Выбор сварочного аппарата

От способа соединения кабеля зависит степень затухания сигнала, качество линии связи. Надежный шов возможен при точном совмещении концов провода, поэтому предпочтение отдается приборам, выравнивающим волокно по центру. Аппарат для сварки оптоволокна выбирают по следующим параметрам:

  • модификации свариваемого волокна, предпочтительнее универсальные модели;
  • скорость спайки учитывает количество соединений за определенный временной интервал;
  • способу выравнивания кабеля;
  • комплектации.

Многофункциональные сложные аппараты не всегда себя оправдывают. Китайские модели стоят намного дешевле японских, а по качеству сварки провода они сопоставимы.

Сварочный аппарат для оптоволоконного кабеля

Технология сварки ВОЛС

Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:

  • разъемные;
  • неразъемные.

Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.

Необходимый инструмент

Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:

  • скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
  • рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.

Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.

Инструмент для работы с оптоволоконным кабелем

Подготовительные работы

Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.

Процесс соединения

Скалыватель образует перпендикулярный срез высокой точности. После этого приступают к процессу сварки. Основные этапы работы:

  1. концы провода закладываются в прибор друг к другу, фиксируются;
  2. аппарат проводит юстировку проводника, сводит концы между собой;
  3. затем пропускается электроразряд, в зоне дуги уничтожаются частички пыли;
  4. спайка волокон между собой происходит под действием дуги, кремний расплавляется, образуется диффузное соединение;
  5. после сварки проводится тестирование соединения: прибор разводит спаянные концы в стороны с определенным усилием;
  6. на соединение надевается термоусадочная трубка, в печи она образует на проводе защитную оболочку;
  7. когда вторую часть работы прибор завершит, таймер подает звуковой или световой сигнал.

Нюансы сварки оптоволокна

Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.

При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.

Устройство оптического кабеля: взгляд изнутри

Волоконно-оптический кабель, с каждым годом «набирающий обороты» благодаря своим неоспоримым преимуществам (высокая скорость передачи, возможность прокладки на большие расстояния, надежная защита передаваемых данных, долгий срок службы и др.), имеет многослойное строение. Рассмотрим его на примере одной из самых распространенных конструкций оптического кабеля.

Оптоволоконный кабель: конструкция, виды

Для начала отметим, что оптические кабели бывают абсолютно разные по конструкции. Одни кабели являются простыми: под их оболочкой скрываются пластиковые трубки-модули, в которых, в свою очередь, находятся сами оптические волокна.


А есть и очень сложные кабели, имеющие множество внутренних слоев, двухуровневую броню (такие кабели используются для прокладки ВОЛС по дну океана для связи континентов).


Также волоконно-оптические кабели различаются по месту использования: одни предназначены для наружной прокладки, другие – для внутренней. В зависимости от места использования кабели различаются, например, по типу брони и другим элементам.


Условия прокладки также предъявляют свои требования к составу оптического кабеля. Предназначенный для подвеса кабель имеет кевлар или тросик, кабель же для прокладки в грунт наделяется броней из стальных проволок. Кабель, предназначенный для кабельной канализации, броню имеет из гофрированного металла, а подводный кабель, как уже было отмечено выше, обладает сложной, многослойной конструкцией для обеспечения сверхзащиты. Монтируемый на опорах ЛЭП оптический кабель кроме своей основной роли по передаче информации выполняет еще одну – он выступает в качестве молниезащитного троса.

Пример конструкции кабеля

Рассмотрим одну из распространенных конструкций оптического кабеля, состоящую из 7 элементов:


1-й – центральный силовой элемент (другими словами, стеклопластиковый пруток или заключенный в полиэтиленовую оболочку тросик). Предназначением данного силового элемента является центрирование трубок-модулей, в которых находятся волокна, а также придание жесткости кабелю в целом. За него оптический кабель зачастую закрепляется в муфте или кроссе посредством зажима под винт.

Уже названный выше тросик в полиэтиленовой оболочке является более надежным элементом, так как он труднее ломается и к тому же при произошедшем переломе причинит меньше вреда. Также прутки в разных кабелях имеют различие по диаметру.


2-й – оптические волокна. Они представляют собой тончайшие нити, способные переносить внутри себя свет путем полного внутреннего отражения. Чаще всего встречаются стеклянные оптические волокна, хотя существуют также и пластиковые. Последние менее распространены, так как не подвергаются сварке оптическими сварочными аппаратами, то есть соединяются только механически, а также пригодны для применения лишь на малых расстояниях.

Оптические волокна бывают одно- и многомодовыми. 

3-й – пластиковые трубки-модули. Они заполнены гидрофобным заполнителем, в котором плавают оптические волокна. Бывает, что в кабеле одна толстая трубка-модуль, в которой находится пучок волокон, однако при этом для маркировки волокон требуется большое число разных цветов. По этой причине чаще всего присутствует несколько трубок-модулей, в каждой из которых находится от 4 до 12 оптических волокон. Расцветка волокон, модулей и количество модулей указываются каждым производителем в паспорте на кабель.


Производители в основном придерживаются стандартных расцветок волокон и модулей:


4-й – пленка, оплетающая модули. Данная пленка-оплетка имеет второстепенное значение – демпфирующее: снижает внутрикабельное трение, служит дополнительной защитой от влаги, удерживает гидрофобный заполнитель в межмодульном пространстве и т.п. Зачастую эта пленка-оплетка стянута дополнительно нитками в направлении крест-накрест и смочена с обеих сторон гидрофобным гелем.


5-й – промежуточная оболочка из полиэтилена. Эта тонкая внутренняя оболочка предоставляет дополнительную защиту от влаги, а также служит защитной прослойкой между броней (кевларом) и модулями. Такая внутренняя промежуточная оболочка может и отсутствовать.


6-й – броня или кевларовые нити. Броня может состоять как из прямоугольных прутков, так и из круглых проволочек (чаще). Также она есть в виде стеклопластиковых прутков, но встречается реже. Броня защищает подземный кабель, проложенный прямо в грунт без защитных полиэтиленовых труб, в кабельной канализации и др. Закладывается в грунт кабель на 1,2 м, чтобы его не повредила работающая на земле техника (экскаваторы и др.), а над кабелем на глубине 0,6 мразмещается сигнальная (желтая либо оранжевая) лента «Осторожно! Не копать! Ниже кабель», также вдоль трассы выставляются столбики, таблички-предупреждения, аншлаги.

Что касается кевлара, то он обеспечивает выдерживание кабелем большого усилия на разрыв, не утяжеляя его при этом. Также довольно часто кевлар используется в случае, когда во избежание наводок в кабеле должен отсутствовать металл (к примеру, кабель, подвешенный вдоль железной дороги рядом с контактным проводом).


7-й – внешняя полиэтиленовая оболочка. Данная оболочка уже является толстой, так как она испытывает на себе все разрушающие факторы во время прокладки и эксплуатации кабеля. Из-за мягкости полиэтилена и при неаккуратности подрядчика порезать эту внешнюю оболочку в момент затяжки кабеля несложно. И тогда (при разрыве оболочки до брони) в уложенный в грунт кабель, несмотря на гидрофобный заполнитель, может попасть влага. В последующем, при сдаче линии в момент приборного испытания внешней оболочки показывается низкое сопротивление (большой ток утечки).

Кроме того, возможен риск истирания внешней оболочки кабеля, подвешенного, например, на бетонном столбе. Между внешней полиэтиленовой оболочкой и броней может находиться полиэтиленовая пленка, а также некоторое количество гидрофоба.   

Итак, в данной статье мы рассмотрели, что такое волоконно-оптический кабель, из чего он состоит (или может состоять). В следующей статье мы узнаем, как происходит разделка кабеля, необходимый для этого оптический инструмент.

определение, строение, все про оптический кабель

Привет, друзья! О том, что такое оптоволокно, уже писал наш гуру Интернета и беспроводных технологий Бородач (ссылка на статью обязательно будет ниже). Но мои коллеги решили, что Блондинка тоже должна написать на эту тему и заодно добавить знаний в свою красивую головку. Ну что ж, надо – значит, надо! Будем разбираться.

Разумеется, пришлось схитрить и позадавать глупые вопросы нашим партнерам из LANart. За что им отдельное спасибо)

Определение для чайников

Оптоволокно – это тончайшие проводки (нити) из стекла или пластика, по которым переносится свет за счет внутреннего отражения. Кабель из оптического волокна используется как способ передачи информации на высокой скорости на большие расстояния (в прямом смысле слова «со скоростью света»). Так строятся волоконно-оптические линии связи (ВОЛС).

Факт из истории развития в России. Первая ВОЛС «Санкт-Петербург-Аберслунд» (город в Дании) была проложена компанией Ростелеком (тогда она называлась Совтелеком).

Сразу предлагаю посмотреть документальный фильм по теме:

Материалы

Стеклянное оптоволокно производится из кварца. Это обеспечивает следующие характеристики:

  • Высокая оптическая проницаемость – это позволяет транслировать волны разных диапазонов.
  • Минимальная потеря сигнала (малое затухание).
  • Температурная устойчивость.
  • Гибкость.

Для дальнего диапазона применяют халькогенидные стекла, калий цирконий фтористый или криолит калия.

Сейчас развивается производство оптоволокна из пластика. При этом сердцевину (ядро) делают из органического стекла, а оболочку из фторопластов. Недостатком полимерных материалов считают низкую пропускную способность в зонах с инфракрасным излучением.

Строение

Из чего состоит оптоволокно? Это круглая в разрезе нить, внутри которой есть ядро (сердцевина), снаружи покрытое оболочкой. Чтобы обеспечить полное внутреннее отражение, показатель преломления ядра должен быть выше того же параметра для оболочки. Как это работает – луч света, направленный в ядро, многократно отражается от оболочки.

Диаметр оптоволоконной нити, которая используется в телекоммуникациях, равен 124-126 микрон. При этом диаметр ядра может отличаться – все зависит от типа оптоволокна (об этом я расскажу в следующем разделе) и национальных стандартов.

1 микрон – это 0,001 мм. Я посчитала, получается, что диаметр всего 0,125 мм.

Виды и области применения

Друзья, перед ознакомлением с дальнейшим материалом настоятельно рекомендую обратить внимание вот на этот каталог оптического кабеля. Т.е. смотрите что можно купить на практике в реальном магазине, а ниже пытаетесь найти верную расшифровку. Это и интересно, и поможет лучше понять информацию)

Оптическое волокно бывает двух типов (в зависимости от количества лучей в волокне – мод):

  1. Одномодовое. Диаметр ядра – 7-10 микрон, светоотражение проходит в одной моде. Типы:
  • Стандартное (с несмещенной дисперсией).
  • Со смещенной дисперсией.
  • С ненулевой смещенной дисперсией.
  1. Многомодовое. Диаметр сердцевины – 50-62 микрон (зависит от национальных стандартов), излучение проходит по нескольким модам. Классифицируются на:
  • Ступенчатые.
  • Градиентные.

Этот раздел сложен для простого обывателя, но, если кому-то хочется разобраться подробнее, напишите в комментарии. Кто-то из ребят обязательно пояснит все, что было непонятно.

Основные направления, где применяется оптоволокно – это волоконно-оптическая связь и волоконно-оптический датчик. Другие области:

  • Освещение.
  • Формирование изображения.
  • Создание волоконного лазера.

Как я понимаю, все же основная область применения – это построение магистралей оптоволоконных линий связи. Проще говоря, это линии, с помощью которых передается Интернет во всех крупных городах.

А вот что рассказывает познавательная передача для детей и взрослых «Галилео»:

Оптический кабель

Вот мы и подобрались к самой большой тайне современности – оптоволоконный кабель, который соединяет города и континенты и передает информацию со скоростью света. При этом к нам в квартиру Интернет попадает через витую пару, чаще всего из 8 проводков. Максимальная скорость будет достигать значения в 1 Гбит/сек.

Кто в теме, тот знает, что разместить 8-жильный провод можно не в каждый кабель-канал. В этом и есть основное преимущество оптоволокна. Оптический кабель в несколько раз тоньше витой пары и обеспечивает более высокую скорость (до 10 Гбит/с).

Вроде как провайдеры стали потихоньку переводить абонентов на оптоволокно – то есть «оптика» будет идти не только ДО подъезда, но и ПО нему до квартиры. Неприятная новость – для использования такого кабеля нужен специальный маршрутизатор.

По способу монтажа оптический кабель классифицируется на следующие виды:

  • Прокладывается в земле.
  • Ведется через коллекторы и канализационные трубы.
  • Ведется под водой.
  • Прокладывается по воздуху (подвесной).

В зависимости от использования и дальности сигнала оптоволоконный кабель бывает:

  • Магистральный – создание длинных линий на большие расстояния.
  • Зоновый – организация магистрали между регионами.
  • Городской – схож с зоновым, но длина линии не больше 10 км.
  • Полевой – прокладка как по воздуху, так и под землей.
  • Водный – тут название говорит само за себя.
  • Объектовый – используется для конкретного участка, прост в прокладке.
  • Монтажный – применяется многомодовое градиентное оптоволокно.

Есть еще классификация по способу исполнения ядра и количеству волокон в нем. Я думаю, это вряд ли будет интересно, но, если что, коллеги расскажут и об этом – нужно только написать в комментарии.

Достоинства и недостатки

Напоследок давайте разберемся в плюсах и минусах оптоволоконного кабеля. Начнем с преимуществ:

  • Малые потери при большой длине ретрансляционного участка.
  • Возможность передачи информации по тысячам каналов.
  • Малые размеры и масса.
  • Высокая защищенность от помех и внешних воздействий.
  • Безопасность.

А теперь о недостатках:

  • Подверженность радиации, за счет чего возрастает затухание сигнала.
  • Подверженность стекла водородной коррозии, что приводит к повреждениям материала и ухудшению свойств.

По теме у нас есть еще 2 статьи. Почитать можно тут и тут.

На этом можно заканчивать. Надеюсь, была полезной, а мой рассказ интересным. Всем пока!

Глава 27: Конструкция оптических волокон

Глава 27: Конструкция оптических волокон

« Предыдущая

Основой оптоволоконного кабеля является светодиод, который изготавливают из кварцевого стекла. Такой светодиод называется оптическим волокном, отсюда происходит название этих кабелей.

Основными параметрами светодиода являются:

  • преломление, равное 1,46;
  • коэффициент теплопроводности = 1,4 Вт/мк;
  • плотность = 2203 кг/м.

     

Оптоволокно дает возможность передавать сигнал в диапазоне частот (2,3-1,2)*1014 Гц, при длине волны 0,85-1,6 мкм. Такие показатели позволяют передавать данные на очень высоких скоростях.

Для наглядности приведем пример: используя только сотую долю представленного диапазона, можно транслировать 100 тыс. телевизионных сигналов или 1 млрд телефонных переговоров.

 

Конструкция оптического волокна

На современном рынке сетевого оборудования представлено множество видов оптоволоконных кабелей, однако сами волокна в них мало чем отличаются друг от друга. Кроме этого, волокна, из которых собирают кабеля, производит совсем маленькое число предприятий. К числу самых известных относятся AT&T и Fujikura.
 

Конструкция оптического волокна

Конструкция не так сложна, как кажется на первый взгляд. Клэдинг (так называется внешний диаметр отражающей оболочки) — это постоянная величина, находящаяся в пределах 125±2 мкм. Для защиты кабеля от проникновения влаги и водорода применяют специальный полимерный лак (его слой 2-3 мкм., толщина слоя которого, входит в указанный размер).

Для придания кабелю гибкости, и, при этом, сохранения его прочности, используют специальное защитное покрытие. Его название — буфер и изготовляется оно из эпоксиакриолата. Оболочка может быть различных цвета — это делают для облегчения работы монтажников. Ее толщина равна 250±15 мкм. Для облегчения монтажа кабельной системы и повышения защиты, используют решения с вторичным буфером диаметром 900 мкм.

Все последующие части кабеля просто выполняют функцию защиты хрупких волокон от повреждений извне.
 

Мультимодовое и Одномодовое волокно

Существует два вида оптического волокна: одномодовые (ОМ) и многомодовые (ММ). Их разделяют в зависимости от размера сердцевины. Использовать это разделение следует применительно к каждой из длин волн, но сегодняшний уровень развития технологий позволяет не учитывать этот параметр.
 

 Одномодовые и многомодовые оптические волокна

 

Если применяется многомодовое волокно, то диаметр сердечника превышает длину световой волны в два раза. Такой подход обеспечивает свету возможность распространения по нескольким модам одновременно независимо друг от друга. В связи с тем, что разные моды имеют разную длину, сигнал к приемнику будет поступать не одновременно.

Всем известное ступенчатое волокно (первый вариант) не может использоваться в сетях, где планируется передача данных на высоких скоростях. Связано это с тем, что оно имеет постоянный коэффициент преломления по всему сечению сердечника, а это вызывает большое модовое рассеивание.

Для решения этой проблемы было изобретено градиентное волокно (второй вариант). Для производства сердечника используют материал неравномерной плотности. Рисунок наглядно демонстрирует сглаживание, которое значительно сокращает длину пути лучей. Кроме того, что чем дальше луч от середины волокна, тем быстрее скорость его распространения (компенсируется расстояние). Связано это с плотностью материала, которая снижается по параболическому закону на пути от центра к краю, и достигает своего минимума у самого края внешней границы. А, как уже упоминалось выше, скорость распространения увеличивается со снижением плотности среды передачи.

Так и получается, что поток данных выравнивается, благодаря изменению в плотности среды. Если ответственно подойти к вопросу подбора параметров, но можно добиться максимального сокращения разницы во времени распространения сигнала. Можно сделать вывод, что межмодовое рассеивание в градиентном волокне на порядок меньше, чем в оптоволокне, которое имеет постоянную плотность сердечника.

Получающийся в итоге поток данных сбалансирован, но не на 100%, поэтому используют волокна, имеющие как можно меньший диаметр сердечника. В таких волокнах проходит лишь один луч при заданной длине волны.

Самым популярным считается оптоволокно с диаметром сердечника 8 микрон, т.к. это позволяет передавать сигнал с длиной волны 1,3 мкм. Если источник сигнала не идеален, то будет наблюдаться межчастотная дисперсия, но она будет оказывать меньшее влияние, чем при межмодовой или материальной. Отсюда видно, что пропускная способность одномодового кабеля во много раз выше, чем многомодового.

Монтаж одномодового волокна потребует от специалиста высокой точности работ. Связано это с маленьким диаметром сердечника. Кроме того если производится сварка или волокно соединяется с помощью разъемов, то допусков должно быть значительно меньше, по сравнению с монтажом мультимодового волокна. В связи со всеми этими сложностями, большинство сетей, которые строили еще несколько лет назад, создавалось с применением мультимодных кабелей.

В наше же время, существует реальное решение этих проблем. Если прибавить к этому еще и тот факт, что мультимодное волокно стоит в два раза дороже обычного одномодного, то, скорее всего, оно скоро будет полностью вытеснено с рынка.

К числу ограничений на применение одномодовых кабелей можно отнести и активное оборудование, которое стоило довольно дорого. Совсем в недавнем прошлом, простейший конвертер для одномодной системы стоил почти 1 тыс. долларов, а сегодня его цена выровнялась, и цены уже не является решающим фактором. К тому же использование одноволоконного оборудования сейчас носит массовый характер, что окончательно сбивает мультимодовый кабель с его доминирующей позиции.
 
 
Сравнение одномодовых и многомодовых технологий

Параметры Одномодовые   Многомодовые
Используемые длины волн 1,3 и 1,5 мкм 0,85 мкм, реже 1,3 мкм
Затухание, дБ/км. 0,4 — 0,5 1,0 — 3,0
Тип передатчика лазер, реже светодиод светодиод
Толщина сердечника 8-9 мкм 50 или 62,5 мкм
Стоимость волокон и кабелей Около 70% от многомодового
Средняя стоимость конвертера в витую пару Fast Ethernet  $60  $50
Дальность передачи Fast Ethernet   около 20 км до 2 км 
Дальность передачи специально разработанных устройств Fast Ethernet более 100 км   до 5 км
 Возможная скорость передачи  10 Гб, и более до 1 Гб. На ограниченной длине 
 Историческая область применения  телекоммуникации  локальные сети

 

Следующая »

Монтаж волоконно-оптического кабеля | ALP SCS

Успешное создание оптоволоконной сети невозможно без выполнения правил монтажа оптического кабеля, которые оговаривают множество различных моментов. Например, выбор вида материалов зависит от особенностей объекта, где производится монтаж волоконно-оптического кабеля, существующими условиями и выбранными способами прокладки. Так в процессе воздушной подвески выбирают специальный подвесной либо самонесущий кабель. Если производится монтаж оптического кабеля в помещении, используют более легкий и мягкий универсальный.

При прокладке сети в кабельной канализации лучше применять наиболее надежный тяжелый кабель, снабженный элементами защиты от негативных воздействий окружающей среды. Кабели для монтажа ВОЛС в грунте помимо указанной выше защиты имеют и особую броню в виде стальной сетки. Помимо этого, они укладывается в специальные трубы из полимера для обеспечения сохранности от грызунов или просадки грунта и имеют центральный силовой элемент из металла.

Способы монтажа кабеля ВОЛС

Как мы уже говорили, условия реализации проекта являются одним из основных факторов, влияющих на выбор метода, с помощью которого осуществляется монтаж оптоволокна. Это могут быть как стандартные, чаще всего применяемые способы, например, прокладка в открытый грунт либо в кабельную канализацию, так и инновационные, еще недавно использовавшиеся весьма редко, в частности, монтаж кабеля ВОЛС с помощью горизонтально направленного бурения, прокладка непосредственно в дорожное покрытие (обычно асфальт) или навивка на грозотросc.

Внутри зданий и сооружений правила монтажа оптического кабеля рекомендуют пользоваться уже существующими кабельными каналами или пространством за подвесными потолками или под фальшполом. Возможен также и монтаж ВОЛС в специальных лотках. Во время прокладки линий связи в помещениях необходимо тщательно следить за радиусом изгиба кабеля, который не должен быть ниже допустимого значения для используемого типа кабеля, также материал для монтажа оптического кабеля и он сам должны обладать сертификатом пожарной безопасности. Надо заметить, что не так давно появились и волокна, допускающие малый радиус изгибов, правда, они используются реже стандартных из-за более высокой стоимости.

Если монтаж оптоволоконного кабеля производится под землей, то провод можно укладывать как в кабельную канализацию, так и непосредственно в грунт. При использовании канализации главные требования к кабелям сводятся к наличию у него брони и герметичности. Если же монтаж волоконно-оптического кабеля производится прямо в грунт, его располагают в траншее, имеющей глубину примерно в один метр, а также запас длины в местах соединения отдельных отрезков и на обоих концах трассы.

При воздушном способе прокладки правила монтажа оптического кабеля требуют провести расчеты всех нагрузок, которые будут воздействовать на воздушно-кабельный переход. В этом случае длина кабеля рассчитывается с учетом провеса, который может изменяться из-за колебания температуры и силы натяжения. Качественный монтаж самонесущего оптического кабеля предполагает натяжение не более 60% от значения его предельной прочности на предмет возможного разрыва.

В любом случае монтаж оптоволоконного кабеля инструкция на который требует своего точного соблюдения, должен обеспечивать наименее напряженные условия и соблюдение неукоснительного выполнения правил монтажа ВОЛС и рекомендуемых производителем оборудования физических ограничений.

Процесс монтажа оптоволоконного кабеля

Состоит из подготовительного и основного этапов. Во время первого этапа предусматривается проведение входного контроля строительных длин, включающего в себя процедуру внешнего осмотра кабеля и измерения его оптических характеристик. При внешнем осмотре тестируется целостность кабельного барабана и отсутствие видимых глазом повреждений в изоляции. В комплект с кабельной катушкой должен входить и заводской паспорт.

Необходимые проверки

На первом этапе монтажа оптического кабеля нужно проверить соответствие маркировки строительной длины, обозначенной в паспорте на кабель, маркировке на барабане.

В процессе измерения оптических характеристик сначала определяют погонное затухание кабеля и сравнивают полученный результат с его паспортными данными. В случае использования одномодовых кабелей чаще проверяют величину километрических затуханий в каждом из волокон на 2-х длинах волн: 1550 и 1310 нм. Далее проверяют целостность оптических волокон, для чего пользуются оптическими рефлектометрами.

Важность входного контроля

Желание исключить этот этап, занимающий не более часа, часто приводит к тому, что провод ненадлежащего качества может быть проложен в кабельной канализации, открытом грунте или подвешен в воздухе на опоры (так производят монтаж самонесущего оптического кабеля). После завершения прокладки доказать производителю факт низкого качества его продукции будет уже невозможно, а после потребуется намного больше времени, чем нужно было для проверки, на локализацию и ликвидацию повреждений.

Если результат входного контроля оказался неудовлетворительным, составляется акт, на основании которого можно предъявить претензию производителю или продавцу материала для монтажа оптического кабеля.

В случае, когда полученные измерения соответствуют паспортным данным, а во время внешнего осмотра не найдены отклонения от нормы, правила монтажа оптических кабелей в шкафах и другими способами разрешают переходить к ключевой стадии процесса.

Основной этап

От того, насколько правильно будет выполнен этот этап, зависит надежная работа линий связи и требующаяся скорость передачи данных во время их эксплуатации. Обычно монтаж оптического кабеля включает не только прокладку, но и соединение его отдельных сегментов в одну линию. Для этого используется сварка либо механическое совмещение. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки.

Сварку оптических волокон проводят с помощью специального сварочного аппарата. Данный процесс осуществляется в несколько этапов:

  • разделка кабеля;
  • подготовка оптоволокна;
  • скалывание с использованием высокоточного скалывателя;
  • сваривание;
  • оценка результата.

Если получившееся в итоге произведенных работ соединение не соответствует требованиям, его нужно будет сломать и начать все заново. Сварной тип соединения применяется на магистралях и в сетях доступа, поскольку он на практике доказал свою повышенную надежность по сравнению с механическим соединением. Данный метод позволяет минимизировать потери до 0,01 dB. Действие сварочного аппарата следующее: оптические волокна нагреваются до температуры плавления стекла на месте стыка с помощью произведения дугового разряда между электродами.

Механическое соединение – это сращивание волокон внутри особого устройства (специального механического соединителя). В месте соединения волокна скрепляют защелками, а пространство между ними заполняют иммерсионным гелем, имеющим оптические характеристики, которые схожи с характеристиками сердцевины оптоволокна. Это минимизирует отражение и затухание сигнала в месте механического соединения. Описанная технология намного проще сварки, однако имеет существенный недостаток: по мере того, как будет высыхать гель, характеристики соединения будут ухудшаться, поэтому со временем соединитель придется заменять на новый или произвести сварку отрезков провода.

Как показывает практика, механическое соединение обычно используют при оперативном ремонте, если под рукой нет сварочного аппарата. После в ближайшее время механический соединитель уступает место сварному соединению. Монтаж оптоволокна инструкция к которому должна неукоснительно соблюдаться во всех пунктах, рекомендует применение механических соединений в местах, где есть повышенной вероятность взрыва (в шахтах, где нельзя воспользоваться сварочным аппаратом.

Кому можно поручить монтаж оптоволоконного кабеля?

Это должна быть специализирующаяся в данном виде деятельности организации, положительно зарекомендовавшая себя на рынке. Если ищете поставщика услуги через интернет, наберите в строке поисковой системы «монтаж СКС ЛВС ВОЛС» и ознакомьтесь с полученными результатами выдачи. Не стоит останавливать свой выбор на первой же компании. Необходимо выбрать три-четыре, наиболее подходящих вам по спектру выполняемых работ и ценовой политике.

Также нужно ознакомиться с отзывами о работе фирмы, производящей СКС ВОЛС монтаж, и изучить список ее постоянных клиентов. Наличие в нем известных компаний, ответственно относящихся ко всем сторонам своего бизнеса – хороший признак. Можно и лично выйти на контакт с представителями предприятий, являющихся постоянными заказчиками заинтересовавшей вас монтажной организации и узнать подробности их ведения дел и степень удовлетворенности клиента от их работы.

Далее следует сравнить несколько компаний, занимающихся монтажом оптоволокна, по важным для вас параметрам – цена, сроки, уровень квалификации, опыт, набор услуг – и остановиться на двух-трех наиболее привлекательных для дальнейшего сотрудничества кандидатах. Далее следует уже лично общаться с представителями фирм. Не забывайте задавать все интересующие вас вопросы: в компании, ориентированной на максимальную удовлетворенность клиентов, на них обстоятельно ответят и самостоятельно введут будущего клиента в курс дела, если в этом будет необходимость.

Монтаж ВОЛС — ответственное и зачастую дорогостоящее мероприятие, к проведению которого нужно привлекать только тех специалистов, которые смогут гарантировать надежность и бесперебойность работы линий связи в течение продолжительного периода времени. Трудно переоценить важность современных коммуникационных систем для решения бизнес-задач. Именно поэтому уже на стадии прокладки кабеля необходимо обеспечить их постоянное функционирование. Это достижимо с помощью, как уже было сказано, привлечения квалифицированных специалистов, использования современных материалов, инструментов и оборудования и неукоснительного соблюдения всех актуальных на сегодняшний день технических норм и требований.

Структура оптоволоконного кабеля

Так же, как и медные кабели, оптоволоконные кабели различаются по своим характеристикам, в основном в зависимости от приложений, для которых они предназначены. Различия могут повлиять на диаметр жилы, используемые материалы и окружающую среду, в которой может использоваться кабель. Чтобы лучше понять, как работает оптоволоконный кабель, следует взглянуть на его компоненты (см. рис. 1). При зачистке волоконно-оптического кабеля от его слоев можно наблюдать следующие компоненты:

  • Наружная оболочка;
  • Дополнительная защита от физических повреждений;
  • членов Силы;
  • Буфер;
  • Стойка для оптоволокна.

Каждая подставка для оптоволокна состоит из трех внутренних компонентов:

Размер ядра варьируется от 8 до 63 микрон. Кусочки нити настолько малы, что легко проникают через кожу, а в некоторых случаях проходят через тело человека по кровеносным сосудам. Это еще одна причина, по которой монтаж должен выполняться профессионалами с использованием специально предназначенного оборудования.

 

Рис. 1. Структура оптоволоконного кабеля.

 

Сердцевина и оболочка обычно изготавливаются из стекла или пластика.Наиболее важной характеристикой ядра является показатель преломления, который представляет собой значение изгиба света, проходящего через материал, и скорость, с которой свет может проходить через материал. Оболочка имеет более низкий показатель преломления, чем сердцевина. Это позволяет свету оставаться внутри волокна и не уходить в оболочку, так как он будет отражаться.

Покрытие

— это просто защитный слой, защищающий сердцевину и оболочку от разрушения.

Одномодовое или многомодовое волокно определяется толщиной оптической стойки.Тонкое ядро ​​будет поддерживать только один путь для света. Более толстая сердцевина означает больше углов для входного сигнала, что позволяет передавать данные по нескольким путям и в разных режимах.

Одномодовое волокно

имеет некоторые дополнительные ограничения из-за особенностей кабеля. Нужен концентрированный лазер, способный посылать сигнал именно через такие тонкие среды. Каждое соединение требует точности для соединения волокон малого диаметра и удержания их в нужном положении, что влияет на стоимость установки. Одиночные волокна в основном используются для магистральных и других удаленных частей приложения.

С другой стороны, многомодовое волокно имеет сердцевину большего диаметра, что позволяет использовать в качестве источника более дешевые лазеры и светодиоды. Наличие более крупных жил упрощает задачу соединения волокон. Все эти моменты облегчают производственный процесс и снижают себестоимость продукции. Однако более дешевые компоненты негативно влияют как на дальность передачи, так и на пропускную способность. Это делает многорежимные решения более подходящими для коротких соединений в сети.

Материалы, используемые для волокон, различаются в зависимости от типа волокна.Для одномодовых кабелей наименьшего диаметра используется ступенчатое индексное стекло. Обычно это узкая жила (8,3 микрона) с оболочкой 125 микрон, что позволяет управлять размером кабеля. Для многомодового волокна существует два варианта материала сердцевины. Во-первых, это градуированное преломляющее стекло с сердцевиной 50 или 62,5 мкм. Он предназначен для лазерных приложений 1-100 Гбит/с. Во-вторых, это многомодовый пластик диаметром от 50 мкм и выше. Это волокно самого низкого качества, обычно предназначенное для коротких расстояний или декораций в видимом свете.

Учебное пособие по оптоволоконному кабелю

— Fosco Connect

Что такое оптоволоконный кабель

Кабели — это процесс упаковки оптических волокон в структуру кабеля для удобства обращения и защиты. В некоторых приложениях неизолированные волокна прекрасно работают, например, в оптоволоконных датчиках и лабораториях. Однако для большинства коммуникационных приложений волокна должны быть упакованы в кабель для практического использования. Основные преимущества оптоволоконных кабелей:

  • Easy Handling
    Для некоторых систем связи требуются десятки или даже сотни волокон (например, магистральная городская система).Использование волокон в кабеле делает его очень простым в установке и обслуживании.
  • Защита от повреждающих сил  
    Волоконно-оптические кабели необходимо протягивать через воздуховоды (наружные) или кабелепроводы (внутри). Тяговые проушины крепятся к силовым элементам или внешней оболочке кабеля. Это имеет решающее значение для изоляции волокон от приложенных тянущих сил. Стекловолокно не может выдерживать удлинение более 0,1–0,2% во время установки.
  • Защита от неблагоприятных факторов окружающей среды
    Кабельные конструкции защищают волокна от влаги (кабель для наружного применения), экстремальных температур (кабель для антенн) и проникновения водорода в волокно (вызывающего пик поглощения света при 1380 нм, что, в свою очередь, ухудшает передающие свойства волокна).

Волоконно-оптический кабель на основе типов волокна

В зависимости от типов волокон в кабеле оптоволоконные кабели можно разделить на три типа.

Одномодовый оптоволоконный кабель
Все волокна кабеля являются одномодовыми.

Многомодовый оптоволоконный кабель — Многомодовый оптоволоконный кабель
Все волокна кабеля являются многомодовыми.

Гибридный/композитный кабель
Как одномодовые, так и многомодовые волокна упакованы в один кабель, например, 4 многомодовых волокна и 4 одномодовых волокна в одном кабеле.


Цвет оптоволоконного кабеля

Цвет оболочки кабелей для помещений центра обработки данных зависит от типа волокна в кабеле. Для кабелей, содержащих одномодовые волокна, цвет оболочки обычно желтый, тогда как для кабелей, содержащих многомодовые волокна, цвет оболочки обычно оранжевый. Стандартный цвет оболочки кабелей для наружных установок обычно черный.


Элементы волоконно-оптических кабелей

Дизайн конструкции и выбор материалов имеют решающее значение для определения характеристик кабеля.Ниже перечислены конструктивные факторы для некоторых типов волоконно-оптических кабелей.

Внутренние кабели : Пожаробезопасность является фактором номер один при выборе внутренних кабелей, особенно тех, которые проходят через нагнетательные пространства. Внутренние кабели должны соответствовать рейтингам огнестойкости и дымоподавления, установленным NEC.

Наружные кабели:  Влагостойкость и устойчивость к температуре являются основными факторами при выборе материалов для наружных кабелей.Они также должны быть устойчивы к ультрафиолетовому излучению (УФ).

Антенна/Рисунок 8 Самонесущие кабели: Антенные кабели должны выдерживать экстремальные диапазоны температур от солнечного тепла до ледяного снега. Они также должны выдерживать высокие ветровые нагрузки.

Материалы оболочки кабеля

Полиэтилен (ПЭ). PE (черный цвет) является стандартным материалом оболочки для наружных волоконно-оптических кабелей. PE обладает отличными влаго- и атмосферостойкими свойствами.Он имеет очень стабильные диэлектрические свойства в широком диапазоне температур. Он также устойчив к истиранию.

Поливинилхлорид (ПВХ) . ПВХ является наиболее распространенным материалом для внутренних кабелей, однако его также можно использовать для наружных кабелей. Он гибкий и огнестойкий. ПВХ дороже полиэтилена.

Поливинилдифторид (ПВДФ).  ПВДФ используется для камерных кабелей, потому что он обладает лучшими огнезащитными свойствами, чем ПЭ, и выделяет меньше дыма.

Малодымный безгалогенный (LSZH) пластик.Пластмассы LSZH используются для специального типа кабелей, называемых кабелями LSZH. Они производят мало дыма и не содержат токсичных соединений галогенов. Но это самый дорогой материал куртки.

Арамидная пряжа (торговая марка Kevlar, разработанная DuPont)
Арамидная пряжа представляет собой материал желтого цвета, похожий на волокно. Он прочный и используется для связывания и защиты незакрепленных трубок или волокон в кабеле. Это силовой элемент, обеспечивающий прочность на растяжение по длине кабеля во время и после установки.Когда кабель протягивается в воздуховод, натяжение прикладывается к арамидной пряже, а не к волокнам.

Центральный силовой элемент
Многие оптоволоконные кабели имеют центральный силовой элемент, изготовленный из стали, стекловолокна или арамидной пряжи. Центральные силовые элементы необходимы для обеспечения жесткости, чтобы кабель не изгибался. Центральные силовые элементы распространены в наружных кабелях и некоторых внутренних кабелях с большим количеством волокон.

Гелевый компаунд
Гелевый компаунд заполняет буферные трубки и внутреннюю часть кабеля, делая кабель непроницаемым для воды.Его необходимо полностью очистить, когда конец кабеля зачищается для заделки.

Рипкорд
Рипкорд представляет собой тонкую, но очень прочную нить, проложенную непосредственно под оболочкой кабеля. Его роль состоит в том, чтобы легко разделить кабель, не повреждая внутреннюю часть кабеля.


Две основные волоконные структуры

Волоконно-оптический кабель

доступен в самых разных физических конструкциях. Волоконно-оптические кабели могут быть любыми: от простых симплексных или дуплексных (zipcord) кабелей, используемых для перемычек, до 144-волоконного кабеля для междугородной передачи.

Однако большинство волокон, используемых в этих кабелях, сводятся к двум основным конфигурациям: волокна с плотным буфером 900 мкм или волокна с покрытием 250 мкм (также называемые голыми волокнами). На самом деле плотные буферные волокна покрывают волокно с покрытием (покрытие из мягкого пластика) толстым слоем более твердого пластика, что упрощает обращение и обеспечивает физическую защиту.

Структура волокна с покрытием 250 мкм (голое волокно)

  • Сердечник (9 мкм для стандартных одномодовых волокон, 50 мкм или 62.5 мкм для многомодовых волокон)
  • Облицовка (125 мкм)
  • Покрытие (мягкий пластик, наиболее популярен 250 мкм, иногда также используется 400 мкм)

Структура волокна с плотным буфером 900 мкм

  • Сердцевина (9 мкм для стандартных одномодовых волокон, 50 мкм или 62,5 мкм для многомодовых волокон)
  • Облицовка (125 мкм)
  • Покрытие (мягкий пластик, 250 мкм)
  • Плотный буфер (твердый пластик, 900 мкм)

        


Конструкция оптоволоконного кабеля — два основных типа

На основе волокна с плотной буферизацией 900 мкм и волокна с покрытием 250 мкм существует два основных типа конструкций волоконно-оптических кабелей — кабель с плотной буферизацией и кабель со свободной трубкой.

Кабель с плотным буфером

Несколько волокон с цветовой кодировкой 900 мкм с плотной буферизацией могут быть плотно упакованы вместе в компактную структуру кабеля, подход, широко используемый в помещении, эти кабели называются кабелями с плотной буферизацией. Кабели с плотным буфером используются для подключения внешних заводских кабелей к оконечному оборудованию, а также для соединения различных устройств в локальной сети.

Многоволоконные кабели с герметичным буфером часто используются для прокладки внутри зданий, стояков, общестроительных и пленумных применений.Кабели с плотным буфером в основном предназначены для использования внутри помещений, хотя некоторые кабели с плотным буфером также предназначены для наружного применения.


Волоконно-оптический кабель с плотной буферизацией Образец

Структура кабеля с плотной буферизацией

Элементы оптоволоконного кабеля с плотным буфером

    1. Несколько волокон толщиной 900 мкм с плотным буфером (скручены вокруг центрального силового элемента)
    2. Центральный силовой элемент (в центре троса)
    3. Арамидная пряжа (торговое название Кевлар, Кевлар был разработан компанией Dupont) (обмотан вокруг волокон, для физической защиты и протяжки кабеля)
    4. Рипкорд (для легкого снятия внешней оболочки)
    5. Внешняя оболочка (также называемая оболочкой, ПВХ чаще всего используется для внутренних кабелей из-за его гибкости, огнестойкости и легкости экструзии).)


Сечение оптоволоконного кабеля с плотной буферизацией

Кабель со свободной трубкой

С другой стороны, несколько (до 12) волокон с покрытием 250 мкм (голые волокна) могут быть помещены в гибкую пластиковую трубку с цветовой маркировкой, которая обычно заполнена гелевым компаундом, предотвращающим просачивание влаги через полую трубку. Буферные трубки скручены вокруг диэлектрического или стального центрального элемента. Арамидная пряжа используется в качестве основного элемента прочности.Затем на сердечник выдавливают наружную полиэтиленовую оболочку. Эти кабели называются кабелями со свободной трубкой.

Свободная трубчатая конструкция изолирует волокна от конструкции кабеля. Это большое преимущество при работе с тепловыми и другими нагрузками, возникающими на открытом воздухе, поэтому большинство волоконно-оптических кабелей со свободной трубкой предназначены для наружного применения.

Кабели со свободными трубками

обычно используются для прокладки вне предприятия в воздушных, воздуховодных и прямо подземных приложениях.


Волоконно-оптический кабель со свободной трубкой Образцы

Конструкция троса со свободной трубкой

Элементы оптоволоконного кабеля со свободной трубкой:

    1. Несколько неизолированных волокон диаметром 250 мкм (в свободной трубке)
    2. Одна или несколько свободных трубок, содержащих неизолированные волокна 250 мкм.Свободные трубки скручиваются вокруг центрального силового элемента.
    3. Влагоблокирующий гель в каждом отдельном тюбике для блокирования воды и защиты волокон 250 мкм
    4. Центральный силовой элемент (в центре троса и обтянут свободными трубками)
    5. Арамидная пряжа в качестве силового элемента
    6. Рипкорд (для легкого снятия внешней оболочки)
    7. Внешняя оболочка (Полиэтилен наиболее распространен для наружных кабелей из-за его влагостойкости, стойкости к истиранию и стабильности в широком диапазоне температур.)


Сечение волоконно-оптического кабеля со свободной трубкой


Класс огнестойкости оптоволоконного кабеля для помещений и Национальный электротехнический кодекс США (код NEC)

В соответствии с требованиями Национального электротехнического кодекса (NEC) все внутренние оптоволоконные кабели должны быть промаркированы и установлены надлежащим образом для использования по назначению. NEC выделяет три типа внутренних помещений: пленумы, стояки и помещения общего назначения.

Что такое оптоволоконный кабель для помещений и помещений?

Пленум — это пространство системы кондиционирования, притока и распределения воздуха, например, расположенное над подвесными потолками или отопительными и вентиляционными каналами.Кабели, предназначенные для камер, должны соответствовать спецификации UL-910, а их внешняя оболочка изготовлена ​​из материалов, препятствующих распространению пламени, выделяющих мало дыма и защищающих электронное оборудование от повреждений при пожаре. Кабели камер можно прокладывать через вентиляционные камеры без специальных кабелепроводов. Кабели для пленумов более дорогие из-за материала оболочки, но дополнительная безопасность и дополнительная экономия на кабелепроводах (при использовании кабелей для стояков) окупают это.

Что такое стояк и волоконно-оптический кабель с номинальным стояком?

Подъемник — это проход, такой как отверстие в полу, шахта или воздуховод, который проходит вертикально через полы.Кабели с номинальным стояком можно прокладывать через вертикальные шахты здания (стояки) или с одного этажа на другой. Кабели, предназначенные для стояков, должны соответствовать требованиям огнестойкости UL-1666 и не могут прокладываться в вентиляционных камерах. Однако вместо него можно использовать кабели, рассчитанные на пленум, и прокладывать их в стояках.

Что такое зона общего назначения?

Любое помещение на том же этаже, которое не является камерным или подъемным, идентифицируется как помещение общего назначения.

Особое примечание относительно наружных кабелей и кабелей без маркировки

В соответствии с кодом NEC наружные кабели и кабели без маркировки могут быть проложены внутри помещений, но они должны быть полностью проложены в металлическом кабелепроводе или электрических трубах.

Классификация волоконно-оптических кабелей для помещений

В соответствии с кодом NEC оптоволоконные кабели для помещений можно разделить на шесть типов. Вы можете увидеть их обозначение и соответствующий тест UL ниже.


Код NEC

Описание

Кабельное приложение

Тест UL

Возможная замена

ОФНП

Непроводящий оптоволоконный кабель

Пленум, подвес, только оптоволокно

УЛ-910

 

ОФСР

Проводящий оптоволоконный кабель

Пленум, подвесной, гибридный (оптоволокно/провод)

УЛ-910

 

OFNR

Оптоволоконный непроводящий подъемный кабель

Переходник, магистраль, только оптоволокно

УЛ-1666

ОФНП

ОФКР

Оптоволоконный токопроводящий подъемный кабель

Подступенок, магистральный, гибридный

УЛ-1666

ОФСР

ОФН

Непроводящее оптическое волокно

Общего назначения, горизонтальный, только оптоволокно

УЛ-1581

ОФНП, ОФНР

ОФК

Проводящий оптический кабель

Универсальный, горизонтальный, гибридный

УЛ-1581

OFCP, OFCR

 


Типы оптоволоконных кабелей (наиболее популярные типы оптоволоконных кабелей)

1.Внутренние кабели

Симплексные оптоволоконные кабели

Однокабельная конструкция с одним волокном. Разновидности симплексных кабелей включают размеры оболочки 1,6 мм и 3 мм.

        

Дуплексный оптоволоконный кабель

Дуплекс-молния. Этот кабель содержит два оптических волокна в единой кабельной структуре. Свет не проходит между двумя волокнами; обычно одно волокно используется для передачи сигналов в одном направлении, а другое принимает.

    

Распределительные оптоволоконные кабели

Этот компактный строительный кабель состоит из отдельных буферизованных волокон диаметром 900 мкм, имеет меньшие размеры и стоит меньше, чем разводной кабель. Коннекторы могут быть установлены непосредственно на оптоволокно с буфером 900 мкм в месте коммутационной коробки.

       

Отводные оптоволоконные кабели

Кабели разветвления

также называются разветвляющими кабелями. В кабелях с плотной буферизацией каждое волокно представляет собой только волокно с плотной буферизацией 900 мкм, но в кабелях с прорывом каждое волокно само по себе является подкабелем.Каждое волокно имеет оболочку толщиной 2~3 мм, затем внешняя оболочка покрывает эти подкабели, арамидную нить и рипкорд внутри. Эта конструкция позволяет пользователям разделить кабель для обслуживания пользователей с отдельными волокнами без необходимости использования коммутационной панели. Кабель Breakout позволяет быстро установить коннекторы на прочное волокно в оболочке диаметром 2+ мм.

Ленточные оптоволоконные кабели

Состоит из 12 волокон, расположенных рядом друг с другом в одной оболочке. Часто используется для сетевых приложений и центров обработки данных.

волоконно-оптические кабели LSZH

Кабели

Low Smoke Zero Halogen предлагаются в качестве альтернативы для безгалогенных применений. Менее токсичные и медленно воспламеняющиеся, они являются хорошим выбором для многих внутренних установок. Они доступны в симплексном, дуплексном и 1,6-мм исполнениях. Этот кабель может быть проложен через стояки непосредственно в удобную сеть или распределительный шкаф для соединения.

2. Наружный оптоволоконный кабель

Волоконно-оптические кабели с плотной буферизацией для использования внутри и вне помещений

Кабели с герметичным буфером, предназначенные для использования внутри и вне помещений, имеют версии с номиналом для подъема и нагнетания.Эти кабели гибки, просты в обращении и просты в установке. Поскольку в них не используется гель, коннекторы можно подключать непосредственно к оптоволокну 900 мкм без сложных в использовании комплектов. Это обеспечивает простую и в целом менее затратную установку.

На открытом воздухе свободные кабели оптического волокна трубки

Трубка

содержит несколько волокон с покрытием, окруженных гелевым компаундом, который защищает кабель от влаги во внешней среде. Использование кабеля в помещении ограничено, обычно допускается ввод не более 50 футов.

     

Волоконно-оптический кабель со свободной трубкой для использования внутри и вне помещений

Этот кабель подходит как для внутреннего, так и для наружного применения. Одним из преимуществ этого кабеля является то, что он устраняет необходимость в сращивании или соединителе в точке перехода кабеля между наружной и внутренней средами.

3. Воздушный/самонесущий

Рис. 8. Волоконно-оптические кабели (антенны/самонесущие оптоволоконные кабели )

Рис. 8 (воздушные/самонесущие) волоконно-оптические кабели предназначены для прокладки на опорах вне помещений, и большинство из них также можно прокладывать в подземных каналах.Они имеют внутренние напряженные элементы из стали или арамидной нити, которые защищают волокна от напряжения.

Антенный кабель

обеспечивает простоту установки и сокращает время и затраты. Кабель с фигурой 8 можно легко разделить между волокном и мессенджером. Температурный диапазон от -55 до +85°C.

4. Заглубленные

Бронированный оптоволоконный кабель

Бронированные кабели

аналогичны наружным кабелям, но имеют внешний слой брони для механической защиты и предотвращения повреждений.Они могут быть установлены в воздуховодах или на воздухе, или непосредственно закопаны под землю. Броня окружена полиэтиленовой оболочкой.

При необходимости армированный трос

можно использовать для защиты от грызунов непосредственно в земле. Этот кабель не заполнен гелем и может также использоваться в воздушных приложениях. Броню можно снять, оставив внутренний кабель пригодным для любого использования в помещении или на улице. Температурный диапазон от -40 до +85°C.

5. Подводный оптоволоконный кабель (Подводный оптоволоконный кабель)

Подводные кабели используются в пресной или соленой воде.Чтобы защитить их от повреждений рыболовными траулерами и лодочными якорями, они имеют тщательно продуманные конструкции и броню. Подводные кабели большой протяженности имеют особенно сложную конструкцию.

Три основных компонента оптоволоконного кабеля | by Jo Wang

При выборе оптоволоконного соединительного кабеля, кроме разъемов, таких как оптоволоконный кабель SC-ST , оптоволоконный соединительный кабель LC SC или соединительный шнур SC-SC, нам также необходимо сосредоточиться на кабеле. Существует также несколько вариантов оптоволоконных кабелей, таких как многомодовый волоконно-оптический соединительный шнур LC LC или многомодовый дуплексный волоконно-оптический соединительный кабель LC-LC .Как правило, оптоволоконный кабель содержит три основных компонента: жила, по которой передаются световые сигналы; оболочка, окружающая сердцевину с более низким показателем преломления и содержащая свет; и покрытие, которое защищает хрупкую сердцевину и оболочку внутри нее. В этой статье эти три компонента будут подробно описаны.

Сердцевина

Сердцевина, несущая свет, является самой маленькой и самой важной частью оптического волокна. Сердцевина оптического волокна обычно изготавливается из стекла, хотя некоторые из них изготавливаются из пластика.Стекло, используемое в ядре, представляет собой чрезвычайно чистый диоксид кремния (SiO2), материал настолько прозрачный, что вы можете смотреть через него на 5 миль, как если бы вы смотрели через домашнее окно. В производственном процессе используются легирующие примеси, такие как германий, пятиокись фосфора или оксид алюминия, для повышения показателя преломления в контролируемых условиях.

Сердечники оптических волокон изготавливаются различных диаметров для различных применений. Размер типичных стеклянных сердечников варьируется от 3,7 мкм до 200 мкм.Размеры сердечника, обычно используемые в телекоммуникациях, составляют 9 мкм, 50 мкм и 62,5 мкм. В зависимости от размера сердцевины различают в основном два типа оптического волокна: одномодовое волокно и многомодовое волокно. Одномодовое волокно имеет сердцевину от 8 до 10 микрон, и свет распространяется к центру сердцевины на одной длине волны. Многомодовое волокно имеет сердцевину 50 или 62,5 мкм. Пластиковые сердцевины оптических волокон могут быть намного больше, чем стеклянные. Популярный размер пластикового сердечника составляет 980 мкм.

Оболочка

Оболочка окружает сердцевину и имеет более низкий показатель преломления, обеспечивающий работу оптического волокна.Когда используется стеклянная оболочка, оболочка и сердцевина изготавливаются вместе из одного и того же материала на основе диоксида кремния в постоянно расплавленном состоянии. В процессе производства к сердечнику и оболочке добавляется различное количество присадок, чтобы поддерживать разницу в показателях преломления около 1%. Типичная сердцевина может иметь показатель преломления 1,49 на длине волны 1300 нм, тогда как показатель преломления оболочки может составлять 1,47. Однако эти числа зависят от длины волны. Сердцевина одного и того же волокна будет иметь разный показатель преломления на разной длине волны.

Облицовка также изготавливается стандартных диаметров. Обычно используются два диаметра: 125 мкм и 140 мкм. Оболочка 125 мкм обычно поддерживает размеры сердечника 9 мкм, 50 мкм и 62,5 мкм, а оболочка 140 мкм обычно имеет сердечник 100 мкм. На следующем рисунке показана структура оптоволоконного кабеля.

Покрытие

Покрытие представляет собой защитный слой оптического волокна. Он поглощает удары, царапины, царапины и даже влагу, которые могут повредить облицовку.Оптическое волокно очень хрупкое без покрытия. Один микроскопический надрез в оболочке может привести к разрыву оптического волокна при его изгибе. Покрытие необходимо для полностью стеклянных волокон, и они не продаются без него. Покрытие не влияет на светопропускную способность оптического волокна. Внешний диаметр покрытия обычно составляет 250 мкм или 500 мкм. Как правило, покрытие бесцветное. В некоторых приложениях он окрашен, чтобы его было легко идентифицировать.

Покрытие выбирается для определенного типа работы или окружающей среды.Одним из распространенных типов покрытия является акрилат. Это покрытие обычно наносится в два слоя. Первичное покрытие наносится непосредственно на облицовку. Это покрытие является мягким и обеспечивает амортизацию оптического волокна при его изгибе. Вторичное покрытие более твердое, чем первичное, и обеспечивает твердую внешнюю поверхность. Однако акрилат имеет ограничения по температурным характеристикам. Силиконовые, углеродные и полиимидные покрытия используются в суровых условиях, связанных с авионикой, аэрокосмической и космической промышленностью, а также в таких областях, как горнодобывающая промышленность или бурение нефтяных и газовых скважин.

Стандарты

Возможны различные комбинации размеров сердечника и оболочки. Чтобы обеспечить правильное согласование разъемов и оборудования, необходимо иметь некоторые стандарты, что особенно важно при работе с такими маленькими компонентами, как те, которые используются в оптоволокне, где даже небольшие отклонения могут поставить под угрозу всю систему. TIA и ITU опубликовали множество стандартов на оптическое волокно. Ключевые стандарты, с которыми вы должны быть знакомы, — это ANSI/TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 и ITU-T G.657. Стандарт ANSI/TIA-568-C.3 применим к компонентам оптоволоконных кабелей в помещениях. Стандарты ITU применимы к одномодовым оптическим волокнам и кабелям.

Заключение

Волоконно-оптические кабели обычно изготавливаются со стеклянной сердцевиной и стеклянной оболочкой, но могут использоваться и другие материалы, если характеристики волокна должны быть сбалансированы с затратами на установку волокна, оснащение его соединителями и обеспечение он должным образом защищен от повреждений.Во многих случаях волокна должны проходить только на короткое расстояние, и преимущества высокого качества всех стеклянных волокон становятся менее важными, чем просто экономия денег. Существуют также обстоятельства, при которых волокна подвергаются суровым условиям, таким как экстремальная температура, многократные манипуляции или постоянное движение. Различные классификации волокон были разработаны для соответствия различным условиям, факторам стоимости и требованиям к производительности.

Общая структура оптических волокон

Общая структура оптических волокон одинакова для любого кабеля.Давайте посмотрим на эту общую конструкцию оптического волокна.

Если слова «оптическое волокно» кажутся вам немного странными, просто подумайте о них как о проводах, которые могут передавать свет. Следовательно, эти провода тонкие и гибкие. Они не сделаны из металла, как обычные провода, которые вы видите в своем доме. Вместо этого они состоят из специальных видов стекла или прозрачного пластика.

На рынке доступно несколько различных типов оптических волокон .Общая структура оптических волокон включает следующие три части.

  1. Ядро. Да, это именно то, что вы думаете.
  2. Обшивка – Хорошая догадка!
  3. Куртка – Вы получили эту?
Общая структура всех типов оптических волокон (Источник: Thorlabs)

Сердцевина оптического волокна
  • Сердцевина представляет собой самую внутреннюю часть , изготовленную из стекла или прозрачного пластика. Он чрезвычайно тонкий, гибкий и имеет цилиндрическую форму.
  • Его единственная цель — сохранить весь свет внутри себя. А также направлять свет в направлении, параллельном оси.
  • Поскольку он является основным носителем и проводником световых волн, его можно назвать оптическим волноводом. Точно так же его структура влияет на передачу света. Следовательно, все передаваемые данные будут иметь свои параметры или свойства передачи, основанные на структуре этого сегмента оптоволокна. Имеет смысл.

Оболочка оптического волокна
  • Оболочка представляет собой второй слой поверх сердцевины.Это и из стекла или прозрачного пластика. Но из другого материала, поэтому показатель преломления оболочки ниже, чем у сердцевины.
  • Чтобы понять необходимость вторичного слоя из другого материала, мы вернемся к основной концепции распространения света из лучевой теории света: преломление .

Когда свет из среды с высоким показателем преломления попадает в среду с низким показателем преломления, он отклоняется от нормали в точке пересечения.Взгляните на изображение ниже. Красная линия убегает от нормали, когда входит в оболочку, которая имеет более низкий показатель преломления. Теперь вы можете придумать причину, почему это было бы необходимо? Мы вернемся к этому в следующей статье. Подсказка: это как-то связано с эффективностью.

Преломление в оптоволоконном кабеле
  • На самом деле, оболочка не является существенной для распространения света. Но это повышает эффективность и снижает потери на рассеяние в дополнение к обеспечению механической прочности.Так что мы могли бы также использовать его!

Оболочка оптического волокна
  • Оболочка предназначена исключительно для защиты сердцевины и оболочки.
  • Изготовлен из гибкого и стойкого к истиранию пластика.
  • Обычно под курткой находится еще один слой, называемый буфером.
  • Буфер и оболочка вместе защищают оптическое волокно от внешних и физических повреждений.

Эти три части являются общими для всех типов кабелей и составляют общую структуру оптических волокон.Обратите внимание, что существует множество применений оптических волокон, таких как фиброскоп, который позволяет вам видеть труднодоступные места, волоконно-оптические датчики, которые позволяют вам измерять некоторые физические величины, и так далее. Впредь и на протяжении всего курса мы будем обсуждать оптические волокна, которые используются для целей связи.

Об авторе

Умаир имеет степень бакалавра в области электроники и телекоммуникаций. Он также имеет диплом последипломного образования по проектированию встраиваемых систем, полученный в Центре развития передовых вычислений (Пуна, Индия).В настоящее время Умаир получает степень магистра в области электроники в Университете Хартфордшира (Хатфилд, Великобритания).

ОСНОВЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ a Учебное пособие

ОСНОВЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ a Учебное пособие

 

ОСНОВЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

Учебник

Хотя волокно оптический кабель по-прежнему дороже, чем другие типы кабелей, его предпочитают для современная высокоскоростная передача данных, потому что она устраняет проблемы кабель с витой парой, например перекрестные помехи на ближнем конце (NEXT), электромагнитные вмешательство (EIVII) и нарушения безопасности.


ПРЕИМУЩЕСТВА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ ПЕРЕД МЕДНЫМ:

СКОРОСТЬ: Волоконно-оптические сети работают на высокой скорости — до гигабит
ПОЛОСА: большая пропускная способность
РАССТОЯНИЕ: Сигналы могут передаваться дальше без необходимости «обновления» или укрепления.
СОПРОТИВЛЕНИЕ: Более высокая устойчивость к электромагнитным помех, таких как радиоприемники, моторы или другие близлежащие кабели.
• ОБСЛУЖИВАНИЕ : Волоконно-оптические кабели стоят гораздо меньше поддерживать.

Существует три типа оптоволоконного кабеля: одномодовый, многомодовое и пластиковое оптическое волокно (POF).

Одномодовый кабель

представляет собой одну стойку из стекловолокна с диаметром от 8,3 до 10 мкм. (Один микрон составляет 1/250 ширины человеческого волоса.)

Многомодовый кабель изготовлен из нескольких нитей стекловолокна, с комбинированным диаметром в диапазоне от 50 до 100 микрон.Каждый волокно в многомодовом кабеле способно передавать различные сигнал не зависит от сигнала на других волокнах кабеля пучок. POF — это новый кабель на пластиковой основе, который обещает производительность аналогична одномодовому кабелю, но по более низкой цене.

При этом сам оптоволоконный кабель дешевле аналога длина медного кабеля, разъемы оптоволоконного кабеля и оборудование, необходимое для их установки, дороже, чем их медные аналоги.

Волоконно-оптический кабель действует как «световод», направляя свет, введенный на одном конце кабеля, через другой конец. Источником света может быть светоизлучающий диод (LED)) или лазер.

Источник света включается и выключается импульсно, а светочувствительный приемник на другом конце кабеля преобразует импульсы обратно в цифровые единицы и нули исходного сигнала.

Даже лазерный свет, проходящий через оптоволоконный кабель, подвержены потере прочности, в первую очередь из-за рассеивания и рассеивание света внутри самого кабеля.Чем быстрее лазер колеблется, тем больше риск рассеивания. Светлый усилители, называемые ретрансляторами, могут быть необходимы для обновления сигнал в определенных приложениях.

 

Волокно

, Джон МакЧесни, научный сотрудник Лаборатории Белла, Lucent Technologies

 

Около 10 миллиардов цифровых битов могут передаваться в секунду по оптоволоконному каналу в коммерческая сеть, достаточная для перевозки десятков тысяч телефонные звонки.Волокна толщиной с волос состоят из двух концентрических слои высокочистого силикатного стекла сердцевины и оболочки, которые заключены в защитную оболочку. Модулированные световые лучи в цифровые импульсы с помощью лазера или светодиода по сердечнику, не проникая в оболочку.

Свет остается ограниченным ядро, потому что оболочка имеет более низкий показатель преломления — мера его способности преломлять свет. Уточнения в оптических волокон, наряду с разработкой новых лазеров и диодов, может однажды позволит коммерческим оптоволоконным сетям передавать триллионы бит данных в секунду.

 


Полное внутреннее отражение ограничивает свет оптическими волокнами (аналогично тому, как если бы вы смотрели вниз на зеркало, выполненное в форме длинной трубки от бумажных полотенец). Поскольку оболочка имеет более низкий показатель преломления, световые лучи отражаются обратно в сердцевину, если они сталкиваются с оболочкой под небольшим углом (красные линии). Луч, превышающий некоторый «критический» угол выходит из волокна (желтая линия).

 

 


МНОГОРЕЖИМНОЕ ВОЛОКНО STEP-INDEX имеет крупное ядро, до 100 мкм в диаметре.Как результат, некоторые световые лучи, составляющие цифровой импульс, могут перемещаться прямой маршрут, в то время как другие идут зигзагами, отскакивая от облицовка. Эти альтернативные пути вызывают различные группы световых лучей, называемые модами, отдельно в пункте приема. пульс, совокупность разных ладов, начинает расплываться, теряя свою четко очерченную форма. Необходимость оставлять промежутки между импульсами для предотвращения перекрытие ограничивает пропускную способность, то есть количество информации что можно отправить.Следовательно, этот тип волокна лучше всего подходит для передачи на короткие расстояния, в эндоскопе, для экземпляр.

 


МУЛЬТИМОДНОЕ ВОЛОКНО С ИЗМЕНЕННЫМ ИНДЕКСОМ содержит ядро, в котором показатель преломления уменьшается постепенно от центральной оси к облицовке. более высокий показатель преломления в центре заставляет световые лучи двигаться вниз по оси продвигаются медленнее, чем вблизи оболочки.Кроме того, вместо того, чтобы зигзагообразно отходить от оболочки, свет в сердцевине изгибается по спирали из-за ступенчатого индекса, уменьшая его ход расстояние. Сокращенный путь и более высокая скорость позволяют свету периферии, чтобы достичь получателя примерно в то же время, что и медленные, но прямые лучи в основной оси. Результат: а цифровой импульс страдает меньшей дисперсией. Эти волокна часто становятся физическая среда для локальных сетей


ОДНОМОДОВОЕ ВОЛОКНО имеет узкий ядра (восемь микрон или менее) и показатель преломления между сердцевина и оболочка меняются меньше, чем для многомодовых волокна.Таким образом, свет распространяется параллельно оси, создавая мало дисперсия импульсов. Прокладка телефонных сетей и сетей кабельного телевидения миллионы километров этого волокна каждый год.

 


БАЗОВЫЙ КОНСТРУКЦИЯ КАБЕЛЯ

1 — Два основных конструкции кабеля:

Кабель со свободной трубкой, используемый в большинство внешних установок в Северной Америке, и кабель с плотной буферизацией, в основном используемый внутри зданий.

Модульная конструкция кабели со свободными трубками обычно вмещают до 12 волокон на буферную трубку. с максимальным количеством волокон в кабеле более 200 волокон. Кабели со свободными трубками могут быть полностью диэлектрическими или опционально бронированными. Модульная конструкция буферной трубки позволяет легко сбрасывать группы волокна в промежуточных точках, не мешая другим защищенные буферные трубки направляются в другие места. конструкция со свободной трубкой также помогает в идентификации и введения волокон в систему.

Одноволоконный Кабели с плотной буферизацией используются в качестве пигтейлов, патч-кордов и перемычки для заделки кабелей со свободными трубками непосредственно в оптоэлектронные передатчики, приемники и другие активные и пассивные компоненты.

Многоволоконный с плотной буферизацией кабели также доступны и используются в основном для альтернативных гибкость и простота маршрутизации и обработки внутри зданий.

2 — Свободная трубка Кабель

В свободном кабеле дизайн, пластиковые буферные трубки с цветовой маркировкой укрывают и защищают оптические волокна.Гелевый наполнитель препятствует проникновению воды. Избыточная длина волокна (относительно длины буферной трубки) изолирует волокна от напряжений при монтаже и нагрузки окружающей среды. Буферные трубки скручены вокруг диэлектрической или стальной центральной стержень, служащий противоугонным элементом.

Жила кабеля, обычно окружен арамидной нитью, является основной прочностью на растяжение член. Наружная полиэтиленовая оболочка напрессована на сердечник. Если требуется армирование, вокруг формируют гофрированную стальную ленту. одиночный кабель в оболочке с дополнительной оболочкой, экструдированной поверх броня.

Кабели со свободными трубками обычно используются для установки вне установки в воздушной, воздуховодной и прямо скрытых приложений.

 

3 — Кабель с плотной буферизацией

С кабелем с плотным буфером конструкции буферный материал находится в прямом контакте с волокно. Эта конструкция подходит для «кабелей-перемычек», которые подключение внешних заводских кабелей к оконечному оборудованию, а также для связывание различных устройств в локальную сеть.

Мультиволокно, Кабели с плотной буферизацией часто используются для внутридомовых, стояков, общестроительные и пленумные применения.

Конструкция с жесткой буферизацией обеспечивает прочную структуру кабеля для защиты отдельных волокон во время обработки, маршрутизации и подключения. Прочность пряжи элементы удерживают растягивающую нагрузку от волокна.

Так же, как и кабели со съемными трубками, оптические характеристики для кабелей с плотной буферизацией также должны включают максимальную производительность всех волокон за время эксплуатации температурный диапазон и срок службы кабеля.Средних не должно быть приемлемый.


Волокно Просмотр кабеля Black Box

За прошлым Несколько лет оптоволоконный кабель стал более доступным. Теперь он используется для десятков применений, требующих полной невосприимчивости к электрическим вмешательство. Оптоволокно идеально подходит для систем с высокой скоростью передачи данных, таких как FDDI, мультимедиа, банкомат или любая другая сеть, требующая передачи больших, файлы данных, отнимающие много времени.

Другое Преимущества оптоволоконного кабеля перед медным включают в себя:

? Большое расстояние. Вы можете проложить оптоволокно на расстояние до нескольких километров. ? Низкий затухание — световые сигналы встречают небольшое сопротивление, поэтому данные могут передаваться дальше.

? Защитные ответвители в оптоволоконном кабеле легко обнаружить. При постукивании кабель пропускает свет, вызывая отказ всей системы.

? Большая пропускная способность — оптоволокно может передавать больше данных, чем медь.? Иммунитет-волокно оптика невосприимчива к помехам.

  Однорежимный или многомодовый?

Одномодовый оптоволокно обеспечивает более высокую скорость передачи и до 50 раз большее расстояние, чем многомодовый, но он и стоит дороже. Одномодовое волокно имеет гораздо меньшую сердцевину. чем многомодовое волокно — обычно от 5 до 10 микрон. Только одна световая волна может быть передается в определенное время. Небольшое ядро ​​и одиночная световая волна практически устранить любые искажения, которые могут возникнуть в результате перекрытия световых импульсов, обеспечивающие наименьшее затухание сигнала и самые высокие скорости передачи любой тип оптоволоконного кабеля.

Многомодовое волокно обеспечивает высокую пропускную способность на высоких скоростях на больших расстояниях. Световые волны рассредоточены по многочисленным путям или режимам, когда они проходят через кабель основной. Типичные диаметры сердцевины многомодового волокна составляют 50, 62,5 и 100 микрометров. Однако на длинных участках кабеля (более 3000 футов [914,4 м]) света может вызвать искажение сигнала на приемном конце, что приведет к нечеткая и неполная передача данных.

  Испытания и сертификация оптоволоконного кабеля.

Если вы привыкли сертификации кабеля категории 5, вы будете приятно удивлены тем, насколько это просто. сертифицировать оптоволоконный кабель, так как он невосприимчив к электрическим помехам. Ты нужно только проверить несколько измерений:

? Затухание (или потери в децибелах) — измеряется в дБ/км, это уменьшение сигнала прочность при прохождении по оптоволоконному кабелю. ? Возвратный убыток-сумма света, отраженного от дальнего конца кабеля обратно к источнику.Нижний число, тем лучше. Например, значение -60 дБ лучше, чем -20 дБ.

? Оценка показатель преломления — измеряет, сколько света передается по волокну. Это обычно измеряется на длинах волн 850 и 1300 нанометров. По сравнению с другими рабочих частотах, эти два диапазона обеспечивают наименьшие собственные потери мощности. (ПРИМЕЧАНИЕ. Это действительно только для многомодового волокна.)

? Распространение задержка — это время, которое требуется сигналу для перемещения из одной точки в другую. по каналу передачи.

? Область времени рефлектометрия (TDR) — передает высокочастотные импульсы на кабель, чтобы вы могли исследуйте отражения вдоль кабеля и изолируйте неисправности.

Есть много волоконно-оптические тестеры на рынке сегодня. Основные функции оптоволоконных тестеров освещая один конец кабеля. На другом конце есть приемник откалиброван по мощности источника света. С помощью этого теста вы можете измерить сколько света идет на другой конец кабеля.Как правило, эти тестеры дать вам результаты в потерянных децибелах (дБ), которые вы затем сравните с потерями бюджет. Если измеренный убыток меньше числа, рассчитанного по вашему убытку бюджет, ваша установка хороша.

Новое волокно оптические тестеры имеют широкий спектр возможностей. Они могут тестировать как 850-, так и 1300-нм сигнализирует одновременно и даже может проверить ваш Гейбл на соответствие с конкретными стандартами.

Когда выбирать оптоволокно.

Хотя волокно оптический кабель по-прежнему дороже, чем другие типы кабелей, его предпочитают для современная высокоскоростная передача данных, потому что она устраняет проблемы кабель с витой парой, например перекрестные помехи на ближнем конце (NEXT), электромагнитные вмешательство (EIVII) и нарушения безопасности.


Волоконно-оптический Кабель состоит из сердечника, оболочки, покрытия, упрочняющих волокон и кабеля. куртка (см. выше).


Ядро
— это физическая среда, которая передает оптические сигналы данных от подключенного источника света источника на принимающее устройство. Сердцевина представляет собой единую непрерывную нить стекла или пластик, который измеряется (в микронах) размером его внешнего диаметра. чем больше сердечник, тем больше света может нести кабель. Все оптоволоконные кабели Размер соответствует диаметру его сердцевины. Наиболее часто доступны три размера 50-, 62,5- и 100-микронный фронтон.

  Оболочка — это тонкий слой, окружающий сердцевину волокна и служит границей, которая содержит световые волны и вызывает преломление, позволяя данным перемещаться по всей длине сегмента оптоволокна.

Покрытие -Это слой пластика, который окружает сердцевину и оболочку для усиления волокна, помогают поглощать удары и обеспечивают дополнительную защиту от чрезмерные изгибы кабеля. Эти буферные покрытия измеряются в микронах (p) и могут варьируется от 250 р до 900 р.

Усиление волокна — эти компоненты помогают защитить сердцевину от сдавливания усилие и чрезмерное напряжение во время установки. Материалы могут варьироваться от Кевлат4 для привязывания прядей к рукавам, заполненным гелем.

Оболочка кабеля — это внешний слой любого кабеля. Большинство волоконно-оптических кабели имеют оранжевую оболочку, хотя некоторые из них могут быть черными или желтыми.


перейти к Телебайт Учебная страница оптоволокна

Преимущества и недостатки оптического волокна

Оптическое волокно растет как в телекоммуникациях, так и в передаче данных благодаря своим непревзойденным преимуществам: более высокая скорость с меньшим затуханием, меньшая невосприимчивость к электромагнитным помехам (EMI), меньший размер и большая информационная пропускная способность.С другой стороны, непрекращающиеся потребности в полосе пропускания также приводят к значительному росту спроса на оптическое волокно. Давайте рассмотрим распространенные типы оптоволоконных кабелей, изучим преимущества и недостатки оптического волокна и узнаем советы по выбору оптоволоконного кабеля.

Что такое оптическое волокно?

Оптическое волокно использует световые импульсы вместо электрических импульсов для передачи информации, таким образом обеспечивая пропускную способность в сотни раз большую, чем традиционные электрические системы.Волоконно-оптический кабель может быть защищен оболочкой и броней, чтобы сделать его устойчивым к суровым условиям окружающей среды. Следовательно, он широко используется в коммерческом бизнесе, правительстве, вооруженных силах и многих других отраслях для передачи голоса, видео и данных.

Рисунок 1: Структура оптического волокна

Распространенные типы оптоволоконных кабелей

Как правило, существует три типа волоконно-оптических кабелей: два стеклянных оптических волокна — одномодовый оптоволоконный кабель и многомодовое оптическое волокно, а также пластиковое оптическое волокно (POF).

Одномодовый оптоволоконный кабель

«Мода» в оптоволоконном кабеле относится к пути, по которому распространяется свет. Одномодовое волокно имеет меньший диаметр сердцевины 9 микрон (8,3 микрона, если быть точным) и позволяет свету проходить только с одной длиной волны и путем, что значительно уменьшает отражение света и снижает затухание. Немного более дорогой, чем его многомодовые аналоги, одномодовый волоконно-оптический кабель часто используется в сетевых соединениях большой длины.

Рис. 2. Одномодовое волокно

Многомодовый оптоволоконный кабель

Многомодовое оптическое волокно имеет больший диаметр сердцевины, чем у одномодового оптоволоконного кабеля, что позволяет передавать несколько путей и несколько длин волн света. Многомодовое оптическое волокно доступно в двух размерах: 50 мкм и 62,5 мкм. Он обычно используется для коротких расстояний, в том числе для коммутационных кабелей, таких как оптоволокно к рабочему столу или коммутационной панели к оборудованию, данным и аудио/видео приложениям в локальных сетях.В соответствии с распределением показателя преломления волокна, многомодовое волокно можно разделить на два типа: многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления и многомодовое волокно с плавным показателем преломления.

Рисунок 3: Многомодовое волокно

Пластиковое оптическое волокно (POF)

POF представляет собой оптическое волокно с большой сердцевиной и ступенчатым показателем преломления, типичный диаметр которого составляет 1 мм. Большой размер позволяет легко соединять большое количество света от источников и разъемов, которые не требуют высокой точности.Таким образом, типичные затраты на коннекторы составляют на 10-20% больше, чем на стеклянные волокна, а заделка проста. Будучи пластиковым, он более прочен и может быть установлен за считанные минуты с минимальными инструментами и обучением. Для приложений, не требующих высокой пропускной способности на больших расстояниях, POF является более конкурентоспособным, что делает его жизнеспособным вариантом для настольных локальных сетей и низкоскоростных коротких каналов.

Преимущества и недостатки оптического волокна

Хотя оптическое волокно имеет преимущества в скорости и пропускной способности по сравнению с медным кабелем, оно также имеет некоторые недостатки.Вот преимущества и недостатки оптоволоконного кабеля.

Преимущества оптического волокна

Большая пропускная способность и более высокая скорость — волоконно-оптический кабель поддерживает чрезвычайно высокую пропускную способность и скорость. Большое количество информации, которое может быть передано на единицу оптоволоконного кабеля, является его наиболее существенным преимуществом.

Дешевизна — Длинные непрерывные километры оптоволоконного кабеля можно сделать дешевле, чем медный провод эквивалентной длины.Поскольку многочисленные поставщики пытаются конкурировать за долю рынка, цены на оптические кабели наверняка упадут.

Тоньше и легче — Оптическое волокно тоньше, и его диаметр может быть меньше, чем у медной проволоки. Они имеют меньший размер и легкий вес, чем сопоставимый кабель с медным проводом, что лучше подходит для мест с ограниченным пространством.

Более высокая пропускная способность —Поскольку оптические волокна намного тоньше медных проводов, в кабель заданного диаметра можно связать больше волокон.Это позволяет большему количеству телефонных линий проходить по одному и тому же кабелю или большему количеству каналов по кабелю в коробку кабельного телевидения.

Меньше деградации сигнала — Потери сигнала в оптическом волокне меньше, чем в медном проводе.

Световые сигналы — В отличие от электрических сигналов, передаваемых по медным проводам, световые сигналы из одного волокна не создают помех другим волокнам того же оптоволоконного кабеля. Это означает более четкие телефонные разговоры или телевизионный прием.

Долгий срок службы — Оптические волокна обычно имеют более длительный срок службы, более 100 лет.

Недостатки оптического волокна

Низкая мощность — Источники света ограничены малой мощностью. Хотя для улучшения электропитания доступны излучатели высокой мощности, это приведет к дополнительным затратам.

Хрупкость —Оптическое волокно довольно хрупкое и более уязвимо к повреждениям по сравнению с медными проводами.Волоконно-оптические кабели лучше не скручивать и не сгибать слишком туго.

Distance — Расстояние между передатчиком и приемником должно быть коротким, иначе для усиления сигнала необходимы повторители.

Как правильно выбрать оптоволоконный кабель?

Волоконно-оптический кабель получил широкое распространение в сетях связи, и появилось огромное количество поставщиков, конкурирующих за производство и поставку оптоволоконных кабелей.При выборе оптического волокна лучше начать с надежного поставщика, а затем учитывать критерии выбора. Вот руководство, чтобы прояснить некоторые недоразумения, связанные с выбором оптоволоконного кабеля.

Проверить квалификацию производителя

Основные производители оптических кабелей должны получить сертификацию системы качества ISO9001, международную сертификацию системы охраны окружающей среды ISO4001, ROHS, сертификацию соответствующих национальных и международных учреждений, таких как Министерство информационной промышленности, сертификацию UL и т. д.

Режим волокна: одномодовый или многомодовый

Как показано выше, одномодовое волокно часто используется для больших расстояний, тогда как многомодовое оптическое волокно обычно используется для коротких расстояний. Кроме того, стоимость системы и стоимость установки меняются в зависимости от режима волокна. Вы можете обратиться к одномодовому и многомодовому волокну: в чем разница? а затем решите, какой режим волокна вам нужен.

Оболочки оптических кабелей: OFNR, OFNP или LSZH

Стандартным типом оболочки оптического кабеля является OFNR, что означает «непроводящий вертикальный оптический кабель».Кроме того, оптические волокна также доступны с OFNP или кожухами пленума, которые подходят для использования в пленумных средах, таких как подвесные потолки или фальшполы. Еще один вариант куртки – ЛСЖ. Сокращенно от «Low Smoke Zero Halogen», он сделан из специальных соединений, которые выделяют очень мало дыма и не токсичны при воздействии огня. Поэтому перед выбором типа кожуха всегда обращайтесь к местным органам по противопожарным нормам, чтобы уточнить требования к установке.

Внутренняя конструкция оптического волокна: герметичная упаковка, разводка, сборка или свободная трубка

Кабели с плотной упаковкой также известны как кабели распределительного типа, в которых все волокна буферизованы под одной оболочкой с силовыми элементами для установки между корпусами и кабелепроводами под уклоном.Оптоволоконный кабель с разветвлением или разветвленный кабель применим для приложений «от устройства к устройству» с прочными и долговечными преимуществами. Сборка или конструкция с застежкой-молнией часто используются для изготовления оптических соединительных кабелей и коротких ответвлений. В то время как конструкция со свободной трубкой является стандартом Telco, используемым в телекоммуникационной отрасли.

В помещении и на улице

Выбор во многом зависит от вашего приложения. Основное различие между внутренним и наружным оптоволоконным кабелем заключается в функции блокировки воды.Наружные кабели предназначены для защиты волокон от многолетнего воздействия влаги. Однако в настоящее время существуют кабели как с сухим водозащитным покрытием для наружного применения, так и для внутреннего применения. Например, для кампуса вы можете приобрести кабели с двумя оболочками: внешней полиэтиленовой оболочкой, устойчивой к влаге, и внутренней ПВХ-оболочкой, сертифицированной UL по огнестойкости.

Количество волокон

Как внутренний, так и наружный оптоволоконный кабель имеет широкий выбор количества волокон в диапазоне от 4 до 144 волокон.Если ваш спрос на волокно превышает этот диапазон, вы можете настроить количество волокон для внутреннего или наружного оптического кабеля. Если вы не делаете оптоволоконные патч-корды или не подключаете простую линию с двумя волокнами, настоятельно рекомендуется приобрести несколько запасных волокон.

Вывод

Оптическое волокно обеспечивает быстрое, постоянное и стабильное подключение к Интернету, что позволяет передавать большое количество данных на невероятные расстояния. Поскольку потребности в данных становятся огромными, волоконно-оптические кабели — это верный путь к гибкости и стабильности сети.

Определение динамической деформации с использованием волоконно-оптических кабелей позволяет визуализировать сейсмологические и структурные особенности

  • Sigmundsson, F. et al. Сегментированный боковой рост даек в результате рифтогенеза в вулканической системе Бардарбунга, Исландия. Природа 517 , 191–195 (2015).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • Витце, А.Количественная оценка вулканического риска. Природа 519 , 16–17 (2015).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • Харрис, Р. Х. Сильные землетрясения и ползучие разломы. Рев. Геофиз . 55 , 169–198 (2017).

  • Бадд Г. Эффективная интерпретация. Новая технология. Маг. 1–2 (2010).

  • Ятман Г., Узумджю С., Пахса А. и Мерт А.A. Датчики обнаружения вторжений, используемые электронными системами безопасности для критически важных объектов и инфраструктур: обзор. ВИТ Транс. Построенная среда. 151 , 131–141 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Шелеф, Э. и Оскин, М. Процессы деформации, прилегающие к активным разломам: примеры из восточной Калифорнии. Ж. Геофиз. Рез. 115 , B05308 (2010).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Ли, Ю.в Seismic Imaging Fault Damage and Heal (ed Li, Y.), Ch 4, 378 pp (Walter de Gruyter GmbH & Co KG, High Education Press, 2014).

  • Амитрано, Д. Разрушение в результате накопления повреждений в горных породах. Междунар. Дж. Фракт . 139 , 369–381.

  • Жуссе, П. и Ромер, Дж. Свидетельства дистанционно вызванных микроземлетрясений во время обрушения соляной пещеры. Геофиз. J. Int 191 , 207–223 (2012).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Дуань Б., Канг Дж. и Ли Ю.-Г. Деформация податливых зон разломов, вызванная близкими землетрясениями: теоретические исследования в двух измерениях. Ж. Геофиз. Рез. 116 , B03307 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Google ученый

  • Thun, J. et al. Наблюдения за деформациями в микрометровом масштабе раскрывают фундаментальные факторы, определяющие геологический рифтогенез. Нац., научн. 6 , 36676 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Аллен Р.M. Преобразование обнаружения землетрясений? Наука 225 , 297–298 (2012).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Burdick, S. et al. Неоднородность верхней мантии под Северной Америкой по данным томографии во времени с глобальными данными и данными US Array Transportable Array. Сейсм.мол. Рез. лат. 79 , 384–392 (2008).

    Артикул Google ученый

  • Хансен С.М. и Шмандт, Б. Автоматическое обнаружение и определение местоположения микросейсмичности на горе Сент-Хеленс с помощью массива сейсмоприемников с большим числом N. Геофиз. Рез. лат. 42 , 7390–7397 (2015).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Сиглох, К., МакКуорри, Н. и Нолет, Г. Двухэтапная история субдукции под Северной Америкой, полученная на основе многочастотной томографии. Нац. Geosci. 1 , 458–462 (2008).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Снидер, Р. и Вапенаар, К. Визуализация с фоновым шумом. Физ. Сегодня 2010 , 44–49 (2010).

    Артикул Google ученый

  • Эллиотт, Дж. Р., Уолтерс, Р. Дж. и Райт, Т. Дж. Роль космического наблюдения в понимании и реагировании на активную тектонику и землетрясения. Нац. коммун. 7 , 13844 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Houlié, N. et al. Новые подходы к обнаружению поверхностных сейсмических волн во временных рядах данных GPS с частотой 1 Гц. Нац. науч. 1 , 1–9 (2011).

    Артикул КАС Google ученый

  • Лехуджор, М., Вернь, Дж., Шмиттбуль, Дж. и Магги, А.Характеристика окружающего сейсмического шума вблизи глубокого геотермального резервуара и последствия для интерферометрических методов: тематическое исследование в северном Эльзасе, Франция. Геотерм. Энергия 3 , 3 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Матиас, И., Икезава, С. и Коррес, Дж. Волоконно-оптические датчики — текущее состояние и будущие возможности 381 (Springer, Швейцария, 2017 г.).

  • Кутан О., Де Манжен, М. и Ле Коарер, Э. Фабри-Перро Оптический тензометр со встраиваемой маломощной системой опроса. Optica 2 , 400–404 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Masoudi, A. & Newson, T.P. Дополнительный обзор: определение динамической деформации распределенного оптического волокна. Rev. Sci. Инструм. 87 , 011501 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • Никес, М.& Ravet, F. Распределенные волоконные датчики: глубина и чувствительность. Нац. Фотоника 4 , 431–432 (2010).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Филен Д. Л., Уайт И. А., Куль Дж. Ф. и Меттлер С. Одномодовое оптоволокно ODTR: эксперимент и теория. IEEE J. Quantum Electron. QE18 10 , 1499–1508 (1982).

    Артикул Google ученый

  • Уиллис, М.Э. и др. Количественное качество данных вертикального сейсмического профиля распределенного акустического зондирования. Передняя кромка 35 , 605–609 (2016).

  • Дин, Т., Куни, Т. и Хартог, А. Х. Влияние измерительной длины на аксиально падающие Р-волны, измеренные с помощью волоконно-оптического датчика распределенной вибрации. Геофиз. проспект. 65 , 184–193 (2016).

  • Масуди, А. и Ньюсон, Т. П. Распределенный волоконно-оптический датчик динамической деформации с высоким пространственным разрешением и улучшенным разрешением по частоте и деформации. Оптическая буквица. 42 , 290–293 (2017).

  • Кувшинов Б. Н. Взаимодействие спирально намотанных волоконно-оптических кабелей с плоскими сейсмическими волнами. Геофиз. проспект. 64 , 671–688 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Кокс, Б. и др. Распределенное акустическое зондирование для геофизических измерений, мониторинга и проверки. Регистратор CSEG 37 , 7–13 (2012).

  • Хартог, А., Фригнет, Б., Маки, Д. и Кларк, М. Вертикальное сейсмическое оптическое профилирование на каротажном кабеле. Геофиз. проспект. 62 , 1365–2478 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Мэдсен, К. Н., Тондел, Р. и Квам, О. Калибровка глубины на основе данных для распределенного акустического зондирования. Передняя кромка 35 , 610–614 (2016).

  • Дейли Т.и другие. Полевые испытания волоконно-оптического распределенного акустического зондирования (DAS) для подповерхностного сейсмического мониторинга. Передняя кромка 36 , 936–942 (2013).

  • Паркер Т., Шаталин С. и Фархадирушан М. Распределенное акустическое зондирование — новый инструмент для сейсморазведки. Первый прорыв 32 , 61–69 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Жуссе, П., Райнш, Т., Хеннингс, Дж., Бланк, Х. и Райберг, Т. Мониторинг деформации и движения грунта в магматических областях: сверхдлинные и сверхплотные сети с использованием систем волоконно-оптического зондирования. Геофиз. Рез. Абстр. 18 , EGU2016–EGU15707 (2016).

    Google ученый

  • Рейнш, Т., Жуссе, П., Хеннингс, Дж. и Бланк, Х. Технология распределенного акустического зондирования в магматических геотермальных областях — первые результаты исследования в Исландии.В проц. Европейский геотермальный конгресс , Страсбург, Франция (2016).

  • Becker, M.W., Ciervo, C., Cole, M., Coleman, T. & Mondanos, M. Гидромеханическая характеристика разрушения, измеренная оптоволоконным распределенным акустическим зондированием на частотах в миллигерцах. Геофиз. Рез. лат. 44 , 7295–7302 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Доу, С. и др.Распределенное акустическое зондирование для сейсмического мониторинга вблизи поверхности: интерферометрия транспортного шума. науч. Респ. 7 , 11620 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед ПабМед Центральный КАС Google ученый

  • Линдси, Нью-Джерси и др. Волоконно-оптические сетевые наблюдения волновых полей землетрясений. Геоф. Рез. лат. 44 , 1944–8007 (2017).

  • Мартин Э.Р., Бионди Б.Л., Карренбах М. и Коул С. Непрерывный мониторинг недр с помощью пассивной сейсморазведки с распределенными акустическими датчиками — эксперимент «Стэнфордская решетка». In Первый семинар EAGE по практическому мониторингу резервуаров . https://doi.org/10.3997/2214-4609.201700017 (2017 г.).

  • Franklin, J.B.A. et al. Темное волокно и распределенное акустическое зондирование: приложения для мониторинга сейсмичности и приповерхностных свойств (Генеральная ассамблея AGU, Новый Орлеан, 2017 г.).

  • Jousset, P. et al. Сейсмическая томография в Рейкьянесе, юго-запад Исландии. В Extended Abstract EGC , Strasbourg (2016).

  • Гейгер Л. Вероятностный метод определения эпицентров землетрясений только по времени прихода. Бык. Университет Сент-Луиса. 8 , 60–71 (1912).

    Google ученый

  • Weir, N.R.W. et al. Структура земной коры северной части хребта Рейкьянес и полуострова Рейкьянес на юго-западе Исландии. Ж. Геофиз. Рез. 106 , 6347–6368 (2001).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Бланк Х., Жуссе П., Агустссон К., Херсир Г. П. и Фловенс О. G. Анализ сейсмологических данных на полуострове Рейкьянес, Исландия. В Extended Abstract Abstract EGC, Strasbourg (2016).

  • Вердель А. и др. Интерферометрия отражения окружающего шума Рейкьянеса. В проц. Европейский геотермальный конгресс, Страсбург, Франция (2016).

  • Weemstra C. et al. Покадровая сейсмическая съемка геотермального резервуара Рейкьянес. В проц. Европейский геотермальный конгресс, Страсбург, Франция (2016).

  • Friðleifsson, G. O. et al. ICDP поддерживал отбор керна в IDDP-2 в Рейкьянесе — демонстрационном стенде DEEPEGS в Исландии — сверхкритические условия были достигнуты на глубине ниже 4,6 км. Геофиз. Рез. Абстр. 19 , ЕСУ2017-14147-1 (2017).

  • Сэмундссон, К. и Эйнарссон, С. Геологическая карта Исландии, лист 3, ЮЗ-Исландия , 2-е изд. (Музей естественной истории и Исландская геодезическая служба, Рейкьявик, 1980).

  • Ryberg, T., Muksin, U. & Bauer, K. Томография окружающего сейсмического шума выявила скрытую кальдеру и ее отношение к бассейну Тарутунг в зоне разломов Суматран, Индонезия. Дж. Вулканол. Геотерм. Рез. 321 , 73–84 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Райт, Л.Г., Христодулидес, Д. Н. и Уайз, Ф. В. Управляемые пространственно-временные нелинейные эффекты в многомодовых волокнах Nat. Фотон. 9 , 306–310 (2015).

  • Ниссен, Э., Маруяма, Т., Паркер, Т., Эрроусмит, Дж. Р. и Эллиот, Дж. Косейсмическая деформация зоны разлома, выявленная с помощью дифференциального лидара: примеры внутриплитных землетрясений с магнитудой ~7 в Японии. Планета Земля. науч. лат. 405 , 244–256 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Райнш, Т., Thurley, T. & Jousset, P. О соединении оптоволоконного кабеля, используемого для приложений распределенного акустического / вибрационного зондирования — теоретическое рассмотрение. Измер. науч. Технология 28 , 12 (2017).

  • Weemstra, C. et al. Применение сейсмической интерферометрии путем многомерной деконволюции к окружающему шуму, зарегистрированному в Маларгуэ, Аргентина. Геофиз. Дж. Междунар. 208 , 693–714 (2017).

  • Лин, Ф. К. и Ритцволлер, М.Томография Гельмгольца на поверхностных волнах для изотропной и азимутально-анизотропной структуры. Геофиз. Дж. Междунар. 186 , 1104–1120 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Стефанов П., Ульманн Г. и Васи А. Локальная и локальная граничная жесткость и геодезическое рентгеновское преобразование в нормальной калибровке. Препринт на https://arxiv.org/abs/1702.03638v2 (2017).

  • Кастельвекки, Д.Долгожданное математическое доказательство может изменить сейсмологию. Природа 542 , 281–282 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • МЦПК. Международный комитет по защите кабелей. https://www.iscpc.org/cable-data. По состоянию на 2017 г.

  • Lee, WHK, Igel, H. & Trifunac, MD Последние достижения в вращательной сейсмологии. Сейсм.мол. Рез. лат. 80 , 479–490, (2009).

    Артикул Google ученый

  • Коломби, А., Генно, С., Ру, П. и Крастер, Р. В. Трансформационная сейсмология: композитные грунтовые линзы для управления поверхностными волнами, упругими волнами Рэлея. Нац. науч. Респ. 6 , 25320 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • You, Y. Использование телекоммуникационных кабелей для науки. Природа 466 , 690–691 (2010).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • Масуди, А., Белал, М. и Ньюсон, Т. П. Распределенный волоконно-оптический датчик динамической деформации на основе фазового рефлектометра. Измер. науч. Технол. 24 , 085204 (2013).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый

  • Дейли Т., Миллер Д. Э., Доддс К., Кук П. и Фрайфилд Б.M. Полевые испытания модульного мониторинга скважин с одновременным акустическим зондированием и геофонными вертикальными сейсмическими профилями в Ситронелле, Алабама. Геофиз. проспект. 12 ,1318–1334 (2016).

  • Барноски, Дж. К. и Дженсен, С. М. Волоконные волноводы: новый метод исследования характеристик затухания. Заяв. Опц. 15 , 2112–2115 (1976).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед КАС Google ученый

  • Поузи, Р.Дж., Джонсон, Г. А. и Вохра, С. Т. Определение деформации на основе когерентного рэлеевского рассеяния в оптическом волокне. Электрон. лат. 36 , 1688–1689 (2000).

    Артикул Google ученый

  • Шрайбер К. У., Великосельцев А., Карр А. Дж. и Франко-Аная Р. Применение волоконно-оптических гироскопов для измерения вращения в строительстве. Бык. Сейсм. соц. Являюсь. 99 , 1207–1214 (2009).

    Артикул Google ученый

  • Liou, J. Y. & Sung, J. C. Поверхностные реакции, вызванные точечной нагрузкой или равномерным тяговым усилием, постоянно движущимся по анизотропной полуплоскости. Междунар. J. Структура твердых тел. 45 , 2737–2757 (2008).

    Артикул МАТЕМАТИКА Google ученый

  • Fung, YC Foundations of Solid Mechanics (Prentice-Hall, Englandwood Cliffs, 1965).

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.