Цветовая маркировка оптоволокна: как избежать ошибки?
- Статьи
Цвет оболочки оптоволокна является лишь дополнением к надписям, нанесенным заводом-производителем. Однако цветовая маркировка значительно повышает эффективность работы с оптоволокном, позволяя одним взглядом определить принадлежность кабеля и сократить вероятность ошибки. Из-за чего цветовая маркировка важна, и почему сложно правильно ее выполнить? Ответ на эти вопросы может сэкономить много денег и времени.
Двенадцать цветов и сотня вопросов
Для облегчения идентификации оптоволокна используются 12 разных цветов оболочки. Теоретически, это позволяет специалисту быстро определить тип и назначение волокна, даже если оно является частью большого пучка. Проблема в том, что до сих пор не существует единого международного стандарта маркировки. Это приводит к неприятным ошибкам.
На протяжении многих лет в коммуникациях применяются многомодовые (MM) и одномодовые (SM) оптоволоконные кабели. При установке сетей случаются ошибки, оптоволокно путают, из-за чего система не проходит тесты, появляются сбои сервисов. В итоге тратится время и деньги на поиск причины проблемы и повторную укладку кабелей. Фактически, одна и та же работа выполняется дважды.
В настоящее время в гражданских волоконно-оптических кабелях применяются две разновидности волокон с разным диаметром сердцевины 50(50/125)и 62,5(62,5/125)мкм. В коммуникационных линиях большой протяженности (от 1,5 км)встречаются одномодовые волокна с сердцевиной 9 мкм. А в специальных сетях, включая военные, могут применяться особые типы, например волокно 100/140, которое способно работать на коротких дистанциях с дешевыми надежными источниками света.
Рисунок 1: Для маркировки используются 12 цветов, по количеству проводников внутри кабеля.
Назначение проводников можно перепутать, если не знать принцип маркировки
Внутри оптического кабеля каждое оптоволокно имеет цветовую маркировку для идентификации, как и старые телефонные провода. Однако оптоволокна идентифицируются не попарно, а по-одному. В кабеле могут быть разные волокна, поэтому при организации схемы маркировки требуется единый подход, что упростит развертывание коммуникаций и последующее обслуживание. Соответственно, каждому номеру проводника присваивается свой цвет.
В разных странах и у разных производителей оптоволокна существуют свои стандарты цветовой маркировки. Например, в Швеции используется стандарт S12, но у шведских компаний Televerket и Ericsson есть свой собственный — Type E. В Финляндии применяется стандарт FIN2012, а в Германии DIN/VDE 08888. Популярным является американский стандарт TIA/EIA-598. Существует три версии этого стандарта, сейчас актуальной является версия С, принятая в 2012 г.
В России единого стандарта нет. Обычно специалисты ориентируются на маркировку, указанную в документах производителя, а также на требования заказчика и собственные предпочтения. Например, в некоторых организациях линии связи, ответственные за критические процессы, помечаются красным цветом. Иногда приходится использовать бирки, сделанные из подручных средств.
Популярные зарубежные стандарты, маркировка от российских производителей
Американский стандарт TIA/EIA-598С, как наиболее популярный, часто ошибочно считают международным. Это не так, но многие производители следуют ему, так как рынок коммуникаций в США один из крупнейших в мире. Согласно этому стандарту, в не военных приложениях:
-
многомодовые кабели 50/125и 62,5/125 класса OM1 и OM2 помечаются оранжевым цветом;
-
многомодовые кабели 50/125 класса OM3 и OM4 — бирюзовым;
-
одномодовое OS1 и OS2 – желтым;
-
одномодовые PM для контроля поляризации — голубым.
Таким образом, TIA/EIA-598С предусматривает оранжевый цвет для линий ОМ1(2), то есть большей части оборудования сетей до 10 GigaBit Ethernet. Бирюзовым цветом отмечаются кабели класса OM4 для сетей нового поколения 100 GigaBit Ethernet на расстоянии до 150 м.
Рисунок 2: Разные стандарты имеют отличающуюся маркировку
В России ведущие производители предлагают собственные варианты маркировки оптоволокна. В частности, кабельный завод «Инкаб» использует цветовую маркировку, в которой красный проводник — основной.
Рисунок 3: Цветовая маркировка и конструкция оптоволокна от завода «Инкаб»
Аналогичный подход используется на кабелях от группы компаний «Оптен».
Рисунок 4: Маркировка оптоволокна от «Оптен»
Кабельный завод «ОКС 01» использует свою цветовую модель.
Рисунок 5: Маркировка оптоволокна от «ОКС 01»
Компания «ОФС РУС ВОКК» также имеет собственную схему цветовой идентификации оптического волокна.
Рисунок 6: Цветовая схема оптоволокна от «ОФС РУС ВОКК»
В оптоволоконных кабелях ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод» применяется схема с черным двенадцатым волокном.
Рисунок 7: Цветовая маркировка продукции ОАО «Электрокабель»
Также часто используется стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» под названием «Технологическая связь. Правила проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛС на воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше», утвержденный в 2014 г. Этот стандарт цветовой маркировки предназначен для идентификации кабелей на кассетах оптических муфт и в кроссах.
Рисунок 8: Цветовая маркировка согласно стандарту ОАО «ФСК ЕЭС»
Что делать, когда нет единого стандарта маркировки оптических волокон?
Таким образом, сегодня выбор цветовой маркировки волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) нельзя свести к единому стандарту, понятному любому специалисту. Поэтому на объекте, где осуществляется монтаж ВОЛС, желательно использовать продукцию одного производителя. Это позволит применить один стандарт, который просто зафиксировать в технических документах. Это существенно облегчит последующее обслуживание коммуникационных линий. Также при составлении паспорта ВОЛС необходимо указывать соответствие порядкового номера волокна его цветовому коду.
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
Подписаться на рассылку статей
Сварка оптоволокна в картинках с описанием « dert.ru/travel — путешествия, фотографии
Список всех частей: Статьи и заметки
Сегодня будет научно-познавательный пост 🙂
Эти цветные проводочки есть ни что иное, как оптоволокно, уложенное в кассету муфты. Наверняка многие слышали фразу «сварка оптоволокна», которая неизменно сопровождает крупные аварии на линиях связи. Но я уверен, что мало кто представляет себе этот увлекательный процесс. До недавнего времени я тоже был в их числе, но сегодня готов поделиться тайным знанием.
К счастью, в этот раз была не авария, а плановые работы, поэтому процесс проходил, можно сказать, в тепличных условиях.
Обычно оптический кабель разваривается на специальный кросс, каждое волокно на свой порт, откуда уже коммутируется с оборудованием или другим кроссом. Но в этот раз надо было сварить между собой два кабеля в обход оптических кроссов. Процесс, в общем-то, схож со сваркой кабеля при разрыве, за тем исключением, что кабель не надо сначала вытаскивать из кросса.
Вот так выглядят два рабочих оптических кросса, от которых надо будет избавиться и состыковать кабели напрямую. Сейчас пока данные бегают по желтым патч-кордам между кроссами.
Оптический кросс изнутри. Аккуратно распутываем и вытаскиваем кабель из кассеты.
Цветные проводки — это оптоволокно из кабеля, только пока в изоляции. Само оптоволокно бесцветное, а изоляцию специально делают цветной, чтобы различать волокна.
Волокон в кабеле может быть много. Может быть и 4, и 12, и 38. Как правило, для передачи данных используется пара волокон, по одному волокну в каждом направлении. По такой одной паре может передаваться от 155 Мбит/с до нескольких десятков Гбит/c, в зависимости от оборудования на концах волоконно-оптической трассы.
В этом кабеле 12 волокон, которые упакованы по 4 штуки в 3 цветных (белый, зеленый, рыжий) модуля.
Поскольку место сварки волокна — потенциально ломкая зона, эту часть кабеля упаковывают в оптическую муфту. Перед сваркой кабели заводят в муфту через специальные отверстия.
Теперь можно приступить к процессу сварки. Сначала с волокна при помощи точных инструментов снимается изоляция, и обнажается сам оптоволоконный стержень.
Перед сваркой нужно, чтобы торец волокна был максимально ровным, т.е. необходим очень точный перпендикулярный срез. Для этого есть специальная машинка.
Чик! Угол скола должен отклоняться от плоскости не более, чем на 1 градус. Обычные значения — от 0,1 до 0,3 градуса.
Обрезки чистого волокна тут же прибираются. На столе его фиг потом найдешь, а под кожу оно запросто может впиться, там обломиться и остаться.
А вот и самый главный аппарат в этом процессе — сварочник. Оба волокна укладываются в специальные пазы в середине аппарата с двух сторон (на картинке — голубого цвета), и фиксируются зажимами.
После этого самое сложное. Нажимаем кнопку «SET» и смотрим на экранчик. Аппарат сам позиционирует волокна, выравнивает их, кратковменной электрической дугой мгновенно спаивает волокна и показывает результат. Весь процесс происходит быстрее, чем я написал эти три предложения выше, и занимает секунд 10.
На волокно одевается термоусадочная трубочка с металлическим стержнем, чтобы укрепить место сварки, и волокно помещается в печку в том же самом аппарате, только уже в верхней его части.
Каждое волокно затем аккуратно укладывается в кассету муфты. Творческий процесс.
Для герметизации места ввода кабеля в муфту одеваются термоусадочные трубки, которые обрабатываются специальным феном. Трубка от высокой температуры сжимается, препятствуя доступу воды и воздуха в муфту.
И последний штрих. На муфту одевается колпак и фиксируется специальными застежками. Теперь не страшна ни влажность, ни жара, ни мороз. Такие муфты могут годами плавать в болоте без ущерба для кабеля внутри.
Весь процесс сварки двух 12-волоконных кабелей вместе занимает около полутора часов.
Ну вот, теперь вы знаете все тонкости этого процесса, можно смело покупать аппарат для сварки и опутывать оптоволоконными сетями все, что вам вздумается.
Список всех частей раздела Статьи и заметки:
Разделка оптического кабеля фото, как разделать кабель оптоволоконный
Оптические кабели типа СЛ-ОКМБ обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкциями оптоволоконных кабелей. Меньший вес и диаметр кабеля, его повышенная гибкость облегчают транспортировку, хранение и, главное, прокладку. Разделка кабеля типа СЛ-ОКМБ, имеющего оригинальную конструкцию (в них отсутствует модульная трубка из пластика), несколько отличается от разделки оптических кабелей других типов.
Хотим обратить ваше внимание, что на нашем сайте вы можете подобрать и купить инструменты для разделки оптико-волоконного кабеля.
Как разделать оптический кабель фото
- Удаление внешней полимерной оболочки с оптического кабеля производится по аналогии с традиционными конструкциями (фото 1).
Фото 1.
Удаление проволочной брони:
- Во избежание повреждения о края проволочной брони оптических волокон (ОВ) используется защитная пластиковая трубка (при необходимости, поставляется в комплекте с кабелем). Применяемый инструмент: инструмент для обрезки силового элемента (тросорезы, кусачки или бокорезы).
- На участке необходимой длины (40-60 см) равномерно расплести броню из проволок по две проволоки (фото 2 и 3). Надеть защитную пластиковую трубку на пучок ОВ (фото 4), и сдвинуть ее так, чтобы конец трубки упирался в место расплетения проволок (фото 5).
Фото 2.
Фото 3.
Фото 4.
Фото 5.
Фото 6.
Фото 7.
- Поочередно наплести концы проволок на защитную пластиковую трубку (фото 8). Защитная пластиковая трубка надежно закреплена в броне – ОВ готовы к дальнейшим работам (фото 9).
Фото 8.
Фото 9.
Рекомендации по разделке оптического кабеля СЛ-ОКМБ
Разделка оптического кабеля СЛ-ОКМБ в кроссах
Оптическое волокно и оптоволоконный интернет. Что это и как подключить?
Оптоволокно — наиболее быстрая на сегодняшний день технология передачи информации в сети интернет. Структура оптического кабеля отличается определёнными особенностями: такой провод состоит из маленьких очень тонких проводков, ограждённых специальным покрытием, которое отделяет один проводок от другого.
По каждому проводку передаётся свет, который передаёт данные. Оптический кабель способен передавать одновременно данные, кроме интернет-соединения, также телевидения и стационарного телефона.
Потому оптоволоконная сеть позволяет пользователю совмещать все 3 услуги одного провайдера, подключая роутер, ПК, телевизор и телефон к единому кабелю.
Другое название оптоволоконного подключения — фиброоптическая связь. Такая связь даёт возможность передавать данные при помощи лазерных лучей на расстояния, измеряемые сотнями километров.
Оптический кабель состоит из мельчайших волокон, диаметр которых составляет тысячные доли сантиметра. Эти волокна передают оптические лучи, которые переносят данные, проходя через сердечник каждого волокна, состоящий из кремния.
Оптические волокна дают возможность установить соединение не только между городами, но и между странами и континентами. Связь по интернету между разными материками поддерживается через оптоволоконные кабели, проложенные по океанскому дну.
Оптоволоконный интернет
Благодаря оптическому кабелю можно настраивать высокоскоростное интернет-соединение, которое играет огромную роль в сегодняшнем мире. Оптоволоконный провод является самой прогрессивной технологией передачи данных по сети.
Плюсы оптического кабеля:
- Долговечность, высокая пропускная способность, способствующая быстрой передаче данных.
- Безопасность передачи данных — оптоволокно даёт возможность программам моментально обнаруживать несанкционированный доступ к данным, поэтому доступ к ним для злоумышленников почти исключён.
- Высокая защищённость от помех, хорошее подавление шума.
- Особенности строения оптического кабеля делают скорость передачи данных через него в несколько раз выше, чем скорость передачи данных через коаксиальный кабель. Прежде всего это относится к видеофайлам и аудиофайлам.
- При подключении оптоволокна можно организовать систему, реализующую некоторые дополнительные опции, например, видеонаблюдение.
Однако самым главным достоинством оптоволоконного кабеля является его способность установить соединение объектов, удалённых друг от друга на огромное расстояние. Это возможно благодаря тому, что у оптического кабеля отсутствуют ограничения по длине каналов.
Подключение интернета с помощью оптоволокна
Самый распространённый в РФ интернет, сеть которого функционирует на основе оптоволокна, предоставляется провайдером Ростелеком. Как подключить оптоволоконный интернет?
Сначала следует просто убедиться в том, что оптический кабель подведён к дому. Затем нужно заказать подключение к интернету у провайдера. Последний должен сообщить данные, обеспечивающие подключение. Потом нужно выполнить настройку оборудования.
Она осуществляется так:
- После проведения оптоволокна и подключения оборудования, обеспечивающего работу в оптических пассивных сетях, сотрудниками фирмы-провайдера, вся последующая настройка выполняется самостоятельно.
- Прежде всего устанавливаются жёлтый кабель и розетка так, как изображено на рисунке ниже.
- Можно иметь собственный Wi-Fi роутер, не обязательно приобретать маршрутизатор от Ростелекома. К Wi-Fi подключают оптоволоконный кабель, оптический терминал и основной шнур, посредством которого происходит подключение роутера к оптической розетке.
- Нужно выбрать для установки всего оборудования как можно более вентилируемое место. Монтажнику из компании-провайдера следует указать, где именно нужно установить элементы сети.
Терминал оборудован специальным гнездом, позволяющим соединяться с компьютером и соединять роутер с интернетом.
Кроме того, терминал имеет 2 дополнительных гнезда, позволяющих подключить к оптоволоконному соединению аналоговый домашний телефон, а также ещё несколько гнёзд предусмотрены для подключения телевидения.
≡ Монтаж оптоволоконного кабеля | Цены на прокладку и монтаж оптоволоконного кабеля в KARBON CNS
Монтаж оптоволоконного кабеляМонтаж оптоволокна — возможность максимально эффективно спроектировать коммуникационную сеть, минимизировать потери сигнала вне зависимости от погодных условий, расстояния между объектами и других факторов, обеспечить передачу данных на высокой скорости. Выбор оптоволокна гарантирует высокую защиту от помех, поскольку носитель сигнала не провоцирует внешних излучений и остается внутри кабеля.
Прокладка оптоволокна требует профессионального подхода, использования специального оборудования, тщательной подготовки. Прокладка оптоволокна, цена которого достаточно высока, несколько отличается от монтажа медного кабеля.
От правильного выбора подрядчика зависит не только стоимость прокладки оптоволокна, но также срок его эксплуатации, надежность сети. Новички, не знакомые с нюансами прокладки, могут допустить серьезные ошибки, которые существенно скажутся на качестве передачи данных.
Прокладка оптоволоконных кабелей: основные этапы работ
Прокладка оптоволоконных кабелей возможна в помещениях и на открытых пространствах, в грунте, канализационных системах и по воздуху.
Прокладка оптоволоконного кабеля, цена которой зависит от выбора подрядчика, включает следующие этапы:
- проектирование — специалист должен лично посетить объект, познакомиться с технической документацией, учесть особенности задачи, согласовать с клиентом метод протяжки оптоволокна;
- непосредственно прокладка оптоволокна — специалисты взвешивают каждый шаг, используют для монтажа профессиональное оборудование, в том числе скалыватель, сварочный аппарат, оптическую муфту или кросс, стриппер;
- тестирование — с помощью контрольно-измерительных приборов контролируется качество монтажа, тестируется качество пайки, определяется наличие внешних повреждений, проверяется мощность отдельных участков сети.
Доступные цены на прокладку и монтаж оптоволоконного кабеля
Специалисты компании «Карбон КНС» осуществляют монтаж оптоволоконного кабеля любого уровня сложности. Они используют профессиональное оборудование для сварки, делают каждый разрез с точностью до микрона, учитывают пожелания заказчиков, предлагают наиболее эффективные и продуманные решения. После завершения прокладки мастера обязательно тестируют сеть с целью выявления и исправления даже малейших дефектов, осуществляют настройку и оптимизацию системы.
Рассчитать стоимость
Цены на прокладку и монтаж оптоволоконного кабеля зависят от объема работ, характеристик объекта, сложности задачи и других факторов. Стоимость наших услуг соответствует их качеству.
Вас интересует оптоволокно, прокладка кабеля внутри помещения или по туннелю? Заказывайте востребованную услугу по телефону компании в удобное время!
Оптика в дом: готовы ли технологии?
Сейчас внутри зданий чаще всего используется витая пара CATx, позволяющая доставлять 10 Гбит/с на расстояние до 100 м. Однако в многоквартирных домах этого канала может быть недостаточно. В стояках крупных домов требуется параллельная прокладка нескольких витых пар, а диаметр стояка для этого часто недостаточен, не говоря уже о том, что параллельная прокладка усложняет обслуживание кабелей. Поэтому для новых инсталляций более целесообразны кабели с пропускной способностью 100 Гбит/с.
Технологии PON
Самые распространенные технологии строительства оптических сетей доступа относятся к семейству PON. Напомним, что сети PON строятся по топологии «точка-многоточка» (схема 1). Они состоят из древовидных сегментов, каждый из которых обслуживается одним приемо-передающим модулем (OLT), установленным на центральной станции. На промежуточных узлах дерева устанавливаются пассивные разветвители, не требующие ни питания, ни регулярного обслуживания, а к ветвям подключаются абонентские модемы.
Схема 1
Таким образом в пределах одного PON-сегмента используется общая транспортная среда. Но так как пропускная способность оптического кабеля очень высока, то скорость потоков в сегменте ограничивается только возможностями приемо-передающих устройств и протокола обмена данными.
В традиционных системах PON применяется временное уплотнение. В BPON и EPON один сегмент позволяет обслуживать 32 абонента, а в первых версиях GPON — 64 абонента. Несколько лет назад появилась значительно более гибкая и скоростная версия GPON — TWDM PON. Названа она была так потому, что в ней использовано сочетание временного и волнового уплотнения, позволяющее одному OLT обслуживать до 256 абонентов. Общая пропускная способность сегмента TWDM PON — 40 Гбит/с. Оборудование этого стандарта может работать в нескольких частотных диапазонах, в том числе допускающих применение EDFA-усилителей. Кроме того, предусмотрена возможность частотной перестройки приемопередатчиков. Появление TWDM PON значительно улучшило гибкость и масштабируемость технологии.
Новые классы оптических кабелей
Распространение систем PON сформировало потребность в новой категории оптических кабелей, выпускаемых в компактных формфакторах, удобных для прокладки внутри зданий и помещений и сохраняющих свои характеристики при сильных изгибах и бюджетных вариантах инсталляции.
Основные характеристики оптических кабелей и составляющих их волокон нормируются серией рекомендаций ITU-T G.65x.x.
В большинстве нынешних оптических сетей используются одномодовые кабели, производимые в соответствии с рекомендацией ITU-T G.652.D/B. Для таких кабелей характерны большие потери при сильных изгибах. Максимальный радиус изгиба волокна, не вызывающий увеличения потерь, является одной из ключевых характеристик оптического кабеля. Она получила название «потери на макроизгибах» и нормируется во всех рекомендациях.
С распространением FTTH-архитектур выросла популярность кабелей стандарта ITU-T G.657. Они отличаются большей устойчивостью волокон к изгибам и большей компактностью всего кабеля. В зависимости от жесткости требований кабели этого типа также делятся на категории. У кабелей категории G.657.В увеличение угла изгиба может достигаться за счет уменьшения диаметра коридора, по которому световой луч проходит внутри волокна. Этот коридор называется диаметром модового поля и обозначается английской аббревиатурой MFD (Mode Field Diameter). Уменьшение MFD требует более точной стыковки кабелей при их сращивании. К тому же кабели стандарта G.657.B, у которых MFD допускается в пределах 6,3—9,5 мкм, могут оказаться несовместимыми с традиционными кабелями G.652.D/B, у которых MFD лежит в пределах 8,6—9,2/9,5 мкм. Кабели стандартов G.657.A и G.652.D/B можно использовать вперемешку.
В стандарте G.657 выделены два подкласса, G.657.A2 и G.657.B3, предназначенные для прокладки внутри дома. Нижний предел радиуса изгиба у кабелей G.657.A2 — 7,5 мм, у кабелей G.657.B3 — 5 мм. Кабели G.657.B3 по устойчивости к изгибам схожи с медными проводами, что позволяет прокладывать их по периметрам помещений и вдоль дверных проемов.
C 2018 года в EC дополнительно вступили в силу правила, регламентирующие требования к внутридомовым конструкциям, в том числе к кабелям. В рамках этих правил кабели классифицируются по пропускной способности, степени механической прочности, стабильности характеристик, устойчивости к воздействию воды и огня, а также экологической безопасности. По этим характеристикам кабели также разделяются на несколько классов и подклассов, что позволяет выбрать оптимальную модель в зависимости от задачи.
Топологии внутридомовой прокладки кабеля
Заводимый в дом оптоволоконный кабель попадает в домовую распределительную коробку, которая обычно размещается в подвале или внизу одного из подъездов. В маленьких домах волокна сразу заводятся на кросс-панель (фото 1), на которой волокна входного кабеля коммутируются с волокнами стояковых кабелей. В более крупных зданиях распределительная коробка включает один или несколько сплиттеров PON и часто превращается в шкаф.
Фото 1
От коробки или шкафа кабели должны быть протянуты до абонентских розеток. При выборе варианта прокладки оптики внутри здания принимается во внимание возраст здания, его высота, диаметры стояков, а также наличие персонала, который может быстро провести установку и тестирование. Но более всего на выбор влияют число этажей и количество квартир на этаже.
В маленьких зданиях с числом квартир менее 12 от распределительной коробки к каждой квартире обычно протягивается отдельный кабель. В несколько более крупных зданиях, с числом квартир до 48, по стояку часто протягивается оптоволоконный кабель и на каждом этаже от него отводится нужное количество волокон, соединяемое с абонентскими отводами (схема 2). Стояковые кабели могут иметь от 12 до 96 волокон. В еще более крупных зданиях неизбежным становится использование этажных распределительных коробок.
Схема 2В высотках может быть один крупный стояк, в котором прокладывается несколько многоволоконных кабелей, каждый из которых обслуживает один или несколько этажей. При топологии, изображенной на схеме 3, одна распределительная коробка обслуживает три этажа. В нее заводятся все волокна многоволоконного кабеля, и выводятся абонентские отводы для трех этажей. Как вариант, в здании может быть не один стояк, а несколько, размещенных в параллель.
Схема 3 Эти топологии самые распространенные, но могут использоваться и гибридные варианты.Преконфигурированные сборки
Кабели для стояковой прокладки традиционно поставляются с волокнами, оконцованными со стороны подключения к кросс-панели в домовой распределительной коробке. Но сейчас все чаще используются сборки с уже оконцованными отводами для подключения к этажным коробкам или абонентским отводам. Для этого выпускаются преконфигурированные сборки с оконцованными волокнами определенной длины (фото 2). Такие сборки разрабатываются для многоквартирных домов стандартных серий и сильно упрощают подключение абонентов. Длина отводов в сборках обычно закладывается с запасом, поэтому для них лучше устанавливать этажные коробки с бобиной для хранения излишков кабеля. Еще несколько лет назад использование преконфигурированных сборок часто получалось дороже, но сейчас эксперты скорее оценивают такой вариант как более дешевый — капитальные затраты на сборки снизились, и их использование позволяет экономить на сварочном оборудовании и квалифицированной рабочей силе.
Абонентские кабели
Кабели для квартирных отводов могут оснащаться коннекторами с одной или обеих сторон. Если кабель оконцован с двух сторон, надо предусмотреть место для размещения его излишков. Если коннектор один, то он обычно используется для подключения к внутриквартирной розетке, а в этажной распределительной коробке используется сварка. Абонентский кабель также может быть предынтегрирован в абонентский терминал — в этом случае терминал закрепляется на стене, а кабель протягивается к этажной коробке.
Абонентские кабели обычно относятся к классу G.657.B3 и могут иметь толщину менее миллиметра. Способы их прокладки могут быть разными, например, их можно закреплять поверхностным герметиком или выбрать кабель на клейкой основе, который можно приклеить вдоль плинтуса.
Фото 2
Чаще абонентский кабель подключается к настенной оптической розетке, к которой, в свою очередь, подсоединяется абонентский PON-модем (ONT). Для подключения модема розетка оснащается пигтейлом или выходной LC/APC-розеткой для подключения внутриквартирного оптоволоконного кабеля. Второй вариант позволяет устанавливать ONT на удалении от розетки. ONT, как правило, оснащен сетевым коннектором RJ-45, к которому подключается домашний маршрутизатор.
Выводы
Оптические инсталляции в многоквартирных домах пока не получили повсеместного распространения. Однако растущая потребность в пропускной способности канала привела к развитию стандартов PON и появлению массового производства оптических пассивов для внутридомового применения. Сегодня уже можно говорить о готовности инфраструктуры для быстрого и недорогого развертывания оптических сетей внутри многоквартирных домов, которое часто позволяет избежать сложностей прокладки медных проводов.
_________________________Подпишитесь на канал «Телеcпутника» в Telegram: перейдите по инвайт-ссылке или в поисковой строке мессенджера введите @telesputnik, затем выберите канал «ТелеСпутник» и нажмите кнопку +Join внизу экрана.
Также читайте «Телеcпутник» во «ВКонтакте», Facebook , «Одноклассниках» и Twitter.
И подписывайтесь на канал «Телеспутника» в «Яндекс.Дзен».
Особенности оптического кабеля разных типов
01.09.2019Новости партнеровПросмотров: 628Сложно переоценить, насколько увеличилась скорость коммуникаций с появлением оптоволокна. Это принципиально иной способ передачи информации, представленной уже не в виде электроимпульса, но дискретных импульсов света. Конструктивно, это стеклянная нить, по которой движется свет с колоссальной скоростью и без потерь. Это и есть волоконно-оптический кабель, который не назовешь дешевым удовольствием, но оправдывает он себя на 100%.
Волоконно-оптический кабель состоит из таких элементов:
- центральный силовой элемент (ЦСИ) – т.н. сердцевина на основе стеклянной нити;
- оптические модули — полимерные трубки с оптическими волокнами, обвиваются вокруг ЦСИ для увеличения механической прочности;
- силовые модули;
- броня,
- защитные и внешняя оболочки.
Передача информации осуществляется с помощью светового потока, который способен передаваться на значительные расстояния с очень высокой скоростью и без потерь.
Плюсы оптоволоконного кабеля
Сравнивая оптоволокно с другими видами кабелей, следует учитывать такие преимущества:
1. Высокая пропускная способность.
2. Отсутствие электромагнитного излучения — оптоволокно и само не излучает электромагнитные волны и не подвергается их воздействю, то есть сигнал поступает без искажений.
3. Механическая прочность и защита от незаконных подключений – любая несанкционированная врезка чревата полной потерей сигнала.
4. Практически нулевой показатель затухания сигнала — при длине волны в 1500 нм составит менее 0,3 дБ/км. Это позволяет уйти от необходимости ставить усилители или повторители сигналов.
5. Нет необходимости в заземлении.
Минусы оптоволокна
Как и любой другой вид электротехнической продукции, оптоволоконный кабель имеет определенные недостатки:
1. Высокая стоимость коммуникации – несмотря на то, что цена кабеля невысока, основная финансовая нагрузка приходится на оборудование.
2. Сложность монтажа – для точной передачи требуется соблюдать множество условий, включая абсолютно гладкую поверхность стыка отрезков кабелей, иначе скорость передачи будет падать.
3. При резком перепаде температур или сильных заморозках стекловолокно трескается. Для отдельных случаев рекомендуется выбирать оптоволокно на основе радиационностойкого стекла, но этот вариант значительно дороже.
Разновидности оптических кабелей
Существует 2 типа изделий:
Одномодовый оптический кабель, где световые потоки движутся по одному пути и одномоментно подходят к приемнику.
В одномодовых кабелях отсутствуют искажения формы сигнала за счет применения лазерных светодиодов. Плюс – крайне низкое затухание сигнала (до 5 дБ/км).
Многомодовый оптический кабель — лучи идут по разным траекториям, что приводит к искажению сигнала.
Плюс такой продукции в низкой стоимости самого кабеля и монтажа, а также более длительном сроке эксплуатации приемопередатчика. Минус – искажение сигнала и значительное затухание (20 дБ/км), за счет чего максимально допустимая длина не должна превышать 5 км.
Amazon.com: Портфолио 0,37-дюймовый 28-дюймовый кабельный разъем для ландшафтного освещения для 15-футового сменного оптоволоконного кабеля с фотоэлементом для 300, 600 и 900 Вт Портфолио только для наружных блоков питания: улучшение дома
- Совместимость с линейкой продуктов для наружной рекламы (только блоки питания на 300, 600 и 900 Вт)
- Более длинный кабель упрощает установку конца кабеля под прямыми солнечными лучами.
- Легкая установка
Новые оптические волокна передают изображения высокого качества
На изображениях показано сравнение имитированной передачи изображения через новое оптическое волокно исследователей (вверху) с коммерчески доступным волокном для визуализации эндоскопии (внизу).Предоставлено: Салман Карбаси.После недавнего открытия нового способа распространения нескольких пучков света через одну прядь оптического волокна инженеры из Университета Висконсин-Милуоки (UWM) теперь обнаружили, что их новая волоконная архитектура может передавать изображения с сопоставимым качеством. или лучше, чем современные коммерческие волокна для визуализации эндоскопии.
Благодаря этому у работы есть потенциал не только в области высокоскоростной связи нового поколения, но и в области биомедицинской визуализации.
Работа опубликована сегодня в журнале Nature Communications .
В обычных оптических волокнах, которые составляют основу Интернета, только один пространственный канал света проходит через волокно. Чтобы передавать больше данных, Араш Мафи и Салман Карбаси в прошлом году создали оптическое волокно, используя метод, который является уникальным среди существующих многоядерных оптических волокон.
Мафи, адъюнкт-профессор электротехники и аспирант Карбаси использовал явление, называемое «локализацией Андерсона», для создания оптического волокна с сильным механизмом рассеяния, которое улавливает луч света, когда он проходит через волокно.Работа была выполнена в сотрудничестве с Карлом Кохом, ученым из Corning Inc.
.Волокно состоит из двух случайно распределенных полимеров, которые рассеивают свет. Неупорядоченная внутренняя часть волокна заставляет луч света, проходящий через него, замерзать сбоку, принимая несколько лучей.
«Я знал, что он будет передавать изображения», — говорит Мафи. «Чего я не ожидал, так это того, что разрешение и контраст будут такими хорошими».
Команда загружает изображение шириной 30 микрон — примерно треть ширины человеческого волоса — в волокно.На другом конце линза проецирует увеличенное изображение на экран. По словам Мафи, оптическое волокно обеспечивает прямую передачу изображения «один-к-одному» с меньшей пикселизацией и более высокой контрастностью.
«Красота и отличие этого в том, что наша конструкция направляет свет повсюду, а не через отдельные жилы», — говорит он. «Что нас действительно удивило, так это то, что высокое качество передаваемого изображения достигается благодаря, а не вопреки, высокому уровню беспорядка в волокне».
Дополнительными соавторами статьи являются Райан Фрейзер, студент UWM, а также Томас Хокинс и Джон Баллато из Университета Клемсона.
Следующим шагом является улучшение процесса построения, чтобы уменьшить потерю информации.
Мафи и Карбаси предполагают, что один из способов улучшить качество передаваемых изображений — это использовать стекло с произвольно распределенными воздушными отверстиями в архитектуре волокна, а не использование полимеров. Команда достигла некоторого предварительного прогресса в создании стекловолокна, и ожидается дальнейшее улучшение от сотрудничества с командой Баллато в Клемсоне, экспертами в производстве стекловолокна.
Их конструкция волокна является первым практическим применением «локализации Андерсона», названной в честь физика Филипа В. Андерсона, который первым обнаружил любопытное удержание электронов в сильно неупорядоченной среде, наблюдение, за которое он получил Нобелевскую премию 1977 г. Физика.
Исследователи создают новые оптические волокна.
Предоставлено Университет Висконсина — Милуоки
Ссылка : Новые оптические волокна позволяют передавать изображения высокого качества (25 февраля 2014 г.) получено 19 апреля 2021 г. с https: // физ.org / news / 2014-02-оптические волокна-передают-высокое качество-изображения.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Как работает оптоволокно?
Криса Вудфорда.Последнее изменение: 10 января 2021 г.
Римляне, должно быть, были особенно Довольные собой в тот день, когда они изобрели свинцовые трубки около 2000 лет назад. Наконец они у них был простой способ переносить воду из одного места в другое. Представьте, что бы они сделали из современных оптоволоконных кабелей — «труб», которые может передавать телефонные звонки и электронную почту по всему миру за седьмую часть второй!
Фото: Световая труба: волоконная оптика означает направление световых лучей по тонким пластиковым или стеклянным нитям, заставляя их многократно отражаться от стен.Это смоделированное изображение. Обратите внимание, что в некоторых странах, включая Великобританию, Волоконная оптика пишется «волоконная оптика». Если вы ищете информацию в Интернете, всегда стоит поискать оба варианта написания.
Что такое волоконная оптика?
Мы привыкли к тому, что информация путешествует по-разному. Когда мы говорим по стационарному телефону, проводной кабель несет звуки нашего голоса в розетку в стене, где другой кабель берет на местную телефонную станцию.Мобильные телефоны работают иначе способ: они отправляют и получают информацию, используя невидимые радиоволны — а Технология называется беспроводной, потому что в ней не используются кабели. Волоконная оптика работает третий способ. Он отправляет информацию, закодированную в луче света вниз по стеклянной или пластиковой трубе. Первоначально он был разработан для эндоскопов в 1950-х годов, чтобы помочь врачам заглянуть внутрь человеческого тела без необходимости сначала разрежьте его. В 1960-х инженеры нашли способ использовать та же технология для передачи телефонных звонков со скоростью света (обычно это 186 000 миль или 300 000 км в секунду в вакууме, но замедляется примерно до двух третей от этой скорости в оптоволоконном кабеле).
Оптическая технология
Фото: Отрезок 144-жильного оптоволоконного кабеля. Каждая прядь сделана из оптически чистого стекла и тоньше человеческого волоса. Изображение Тех. Сержант Брайан Дэвидсон, любезно предоставлено ВВС США.
Оптоволоконный кабель состоит из невероятно тонких жил. из стекла или пластика, известного как оптические волокна; один кабель может иметь всего два прядей или целых несколько сотен. Каждая прядь меньше в десять раз толщиной с человеческий волос и может принимать около 25000 телефонных звонков, Таким образом, весь оптоволоконный кабель может легко передать несколько миллионов вызовов.Текущий рекорд для «одномодового» волокна (поясняется ниже): 178 терабит (триллионов бит) в секунду — этого достаточно для 100 миллионов сеансов Zoom. (по словам эксперта по волокнам Джеффа Хехта)!
Волоконно-оптические кабели передают информацию между двумя местами, используя полностью оптическая (световая) технология. Предположим, вы хотели отправить информацию с вашего компьютера на дом друга по улице с помощью волоконной оптики. Вы можете подключить свой компьютер к лазеру, который преобразовал бы электрическую информацию из компьютера в серию световые импульсы.Затем вы запускаете лазер по оптоволоконному кабелю. После прохождения по кабелю световые лучи выходили на другой конец. Вашему другу понадобится фотоэлемент (светочувствительный компонент), чтобы превратить импульсы света обратно в электрическую информацию его или ее компьютер мог понять. Так что весь аппарат будет как действительно изящная высокотехнологичная версия телефона, который вы можете Сделайте из двух банок для запеченных бобов и отрезка веревки!
Как работает оптоволокно
На фото: волоконно-оптические кабели достаточно тонкие, чтобы их можно было изгибать, поэтому световые сигналы проходят внутрь по изогнутым путям.Фотография любезно предоставлена Исследовательским центром Гленна НАСА. (НАСА-GRC).
Изображение: Полное внутреннее отражение удерживает световые лучи от внутренней части оптоволоконного кабеля.
Свет распространяется по оптоволоконному кабелю по
многократно отскакивая от стен. Каждый крошечный фотон (частица света)
прыгает по трубе, как бобслей, спускающийся по ледяной трассе. Теперь ваша очередь
может ожидать луч света,
путешествовать по прозрачной стеклянной трубе, чтобы просто просочиться через края.Но
если свет падает на стекло под очень малым углом (менее 42 градусов), он
снова отражается внутрь — как если бы стекло на самом деле было зеркалом. Этот
явление называется полным внутренним отражением.
Это одна из вещей, которая сохраняет свет внутри трубы.
Еще одна вещь, которая удерживает свет в трубе, — это структура кабель, состоящий из двух отдельных частей. Основная часть кабель — в середине — называется ядром , и это бит свет проходит сквозь.На внешней стороне ядра обернут еще один слой стекла называется плакировкой . Работа облицовки — сохранить световые сигналы внутри активной зоны. Он может это сделать, потому что он сделан из различный вид стекла в сердцевине. (Технически облицовка имеет более низкий показатель преломления.)
Типы оптоволоконных кабелей
Оптические волокна передают по ним световые сигналы в так называемых режимах . Звучит технически, но это просто означает разные способы путешествовать: мода — это просто путь, по которому световой луч следует вниз по волокну.Один режим чтобы пройти прямо посередине волокна. Другой — отразите волокно под небольшим углом. Другие режимы включают подпрыгивание вниз по волокну под другими углами, более или менее крутыми.
Иллюстрации: Вверху: свет по-разному распространяется в одномодовых и многомодовых волокнах. Внизу: внутри типичного одномодового оптоволоконного кабеля (не в масштабе). Тонкая сердцевина окружена оболочкой примерно в десять раз большего диаметра, пластиковым внешним покрытием (примерно в два раза больше диаметра оболочки), некоторыми укрепляющими волокнами из жесткого материала, такого как Kevlar®, с внешней защитной оболочкой снаружи.
Самый простой тип оптического волокна называется одномодовым . Он имеет очень тонкую сердцевину около 5-10 микрон (миллионных долей). метр) в диаметре. В одномодовом волокне все сигналы проходят прямо посередине, не отскакивая от краев (желтая линия в диаграмму). Кабельное ТВ, Интернет и телефонные сигналы обычно передаются по одномодовым волокна, свернутые в огромный пучок. Такие кабели могут отправлять информация на расстояние более 100 км (60 миль).
Другой тип оптоволоконного кабеля называется многорежимный .Каждое оптическое волокно в многомодовый кабель о 10 раз больше одного в одномодовом кабеле. Это означает, что световые лучи могут проходить через ядро, следуя Разновидность разные пути (желтые, оранжевые, синие и голубые линии) — другими словами, в несколько разных режимов. Многорежимные кабели могут отправлять только информацию на относительно короткие расстояния и используются (среди прочего) для соединить компьютерные сети вместе.
Еще более толстые волокна используются в медицинском инструменте под названием гастроскоп (разновидность эндоскопа), врачи протыкают кому-то горло, чтобы обнаружить внутри него болезни их желудок.Гастроскоп — это толстый оптоволоконный кабель, состоящий из многих оптических волокон. На верхнем конце гастроскопа есть окуляр и фонарь. Лампа направляет свой свет на одну часть кабеля в живот пациента. Когда свет достигает желудка, он отражается стенки желудка в линзу внизу кабеля. Затем он возвращается в другую часть кабель в окуляр врача. Другие типы эндоскопов работают так же способ и может использоваться для осмотра различных частей тела.Также есть промышленный вариант инструмента, называемый фиброскопом, который можно использовать исследовать такие вещи, как недоступные части оборудования в самолете двигатели.
Используется для волоконной оптики
Стрельба по трубе кажется изящной научной партийный трюк, и вы можете не подумать, что у этого есть много практических применений что-то вроде того. Но так же, как электричество может дать энергию типы машин, лучи света могут нести многие типы информация — так что они могут помочь нам во многих отношениях.Мы просто не замечаем насколько обычными стали оптоволоконные кабели, потому что лазерные сигналы, которые они несут, мерцают далеко под нашими ногами, глубоко под офисными этажами и улицами города. Технологии, использующие это — компьютерные сети, радиовещание, медицинское сканирование и военная техника (назвать всего четыре) — причем совершенно незаметно.
Фото: Работа с волоконно-оптическими кабелями. Изображение Натанаэля Каллона, любезно предоставлено ВВС США.
Компьютерные сети
Волоконно-оптические кабели в настоящее время являются основным средством передачи информации на большие расстояния, потому что у них есть три очень больших преимущества перед медными кабелями старого образца:
- Меньшее затухание : (потеря сигнала) Информация проходит примерно в 10 раз дальше, прежде чем ей потребуется усиление, что делает оптоволоконные сети более простыми и дешевыми в эксплуатации и обслуживании.
- Без помех : В отличие от медных кабелей, между оптическими волокнами нет «перекрестных помех» (электромагнитных помех), поэтому они передают информацию более надежно и с лучшим качеством сигнала
- Более высокая пропускная способность : Как мы уже видели, оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же диаметра.
Вы сейчас читаете эти слова благодаря Интернет. Вы наверняка наткнулись на эту страницу с поисковой системой как Google, который управляет всемирной сетью гигантских центров обработки данных соединены оптоволоконными кабелями большой емкости (и сейчас пытается развернуть быстрые оптоволоконные соединения для остальных из нас).Нажав на ссылку на поисковую систему, вы загрузили эту веб-страницу из моей сети сервер и мои слова просвистели большую часть пути к вам вниз больше волоконно-оптические кабели. Действительно, если вы используете быстрый оптоволоконный широкополосные, оптоволоконные кабели делают почти всю работу каждый раз вы выходите в интернет. При большинстве высокоскоростных широкополосных подключений только последний этап информационного пути (так называемый «последний миля «от оптоволоконного шкафа на улице до дома или квартира) подразумевает старомодные провода.Это оптоволоконные кабели, не медные провода, которые теперь несут «лайки» и «твиты» под наши улицы, через все большее количество сельских районов, и даже глубоко под океанами, соединяющими континенты. Если вы представите себе Интернет (и Всемирная паутина, которая использует его) как глобальная паутина, скрепляющие ее нити — оптоволоконные кабели; по некоторым оценкам, оптоволоконные кабели покрывают более 99 процентов от общего пробега Интернета, и переносят более 99 процентов всего международного коммуникационного трафика.
Чем быстрее люди получают доступ к Интернету, тем больше они могут — и будут — делать в сети. Прибытие из широкополосный Интернет сделал возможным феномен облачных вычислений (где люди хранят и обрабатывают свои данные удаленно, используя онлайн вместо домашнего или служебного ПК в собственном помещении). В примерно так же стабильное развертывание широкополосного оптоволокна (обычно В 5–10 раз быстрее, чем обычный широкополосный DSL, который использует обычные телефонные линии) сделает его более привычным для люди занимаются такими вещами, как потоковое воспроизведение фильмов в Интернете, а не смотрят транслировать ТВ или брать напрокат DVD.С большей пропускной способностью волокна и быстрее связи, мы будем отслеживать и контролировать многие другие аспекты наша жизнь в сети с использованием так называемого Интернета вещей.
Но не только общедоступные интернет-данные течет по оптоволоконным линиям. Компьютеры когда-то были подключены к на большие расстояния по телефонным линиям или (на короткие расстояния) по меди Кабели Ethernet, но все чаще предпочтительнее оптоволоконные кабели метод объединения компьютеров в сеть, потому что они очень доступны, безопасны, надежны и имеют гораздо большую вместимость.Вместо того, чтобы связывать офисов через общедоступный Интернет, это вполне возможно для компания для создания собственной оптоволоконной сети (если она может себе это позволить) или (что более вероятно) купить место в частной оптоволоконной сети. Многие частные компьютерные сети работают на так называемом темном волокне , которое звучит немного зловеще, но это просто неиспользованная емкость другого сеть (оптические волокна ожидают включения).
Интернет был продуман так, чтобы вид информации для любого использования; это не ограничивается ношением компьютерные данные.Когда-то по телефонным линиям выходил Интернет, теперь вместо этого через оптоволоконный Интернет можно звонить по телефону (и Skype). Там, где когда-то телефонные звонки направлялись по сложному лоскутному одеянию медные кабели и микроволновые линии между городами, самые дальние теперь звонки направляются по оптоволоконным линиям. С 1980-х годов было уложено огромное количество волокна; оценки сильно разнятся, но считается, что общая мировая длина составляет несколько сотен миллионов километров (достаточно, чтобы пересечь Соединенные Штаты примерно миллион раз).В середине 2000-х годов было подсчитано, что до 98 процентов этого количества было неиспользованным «темным волокном»; Сегодня, хотя используется гораздо больше волокон, все еще считается, что большинство сетей содержат от трети до половины темного волокна.
Фото: Оптоволоконные сети дороги в строительстве (в основном потому, что рыть улицы стоит очень дорого). Поскольку затраты на рабочую силу и строительство намного дороже, чем сам кабель, многие сетевые операторы сознательно прокладывают гораздо больше кабеля, чем им нужно в настоящее время.Изображение Криса Уиллиса любезно предоставлено ВВС США.
Радиовещание
Еще в начале 20 века радио и Телевещание родилось из относительно простой идеи: это было технически довольно легко стрелять электромагнитными волнами по воздуху от одного передатчика (на радиостанции) до тысяч антенн в домах людей. В наши дни, когда радио все еще работает в воздухе, мы с такой же вероятностью ТВ через оптоволоконный кабель.
компании кабельного телевидения первыми перешли от с 1950-х годов, первоначально использовались коаксиальные кабели (медные кабели с металлической оболочкой, обернутой вокруг них для предотвращения перекрестных помех), по которым передавалось лишь небольшое количество аналоговых телевизионных сигналов.По мере того, как все больше и больше людей подключались к кабелю, и сети начали предлагать больший выбор каналов и программ, кабельные операторы сочли необходимо перейти с коаксиальных кабелей на оптические волокна и с аналогово-цифровое вещание. К счастью, ученые уже выясняли, как это могло быть возможно; еще в 1966 году, Чарльз Као (и его коллега Джордж Хокхэм) посчитали, доказав, как одиночный оптоволоконный кабель может несут достаточно данных для нескольких сотен телеканалов (или нескольких сотен тысяч телефонных звонков).Это был лишь вопрос времени, когда мир кабельного телевидения обратил на это внимание — и «новаторское достижение» Као было должным образом признано когда ему была присуждена Нобелевская премия по физике 2009 года.
Помимо гораздо большей емкости, оптический волокна меньше страдают от помех, поэтому обеспечивают лучший сигнал (рисунок и звук) качество; они нуждаются в меньшем усилении для усиления сигналов, поэтому они путешествуют на большие расстояния; и они вообще дороже эффективный. В будущем оптоволоконный широкополосный доступ может стать большинство из нас смотрят телевизор, возможно, через такие системы, как IPTV (телевидение по Интернет-протоколу), в которых используется Стандартный способ передачи данных в Интернете («коммутация пакетов») в подавать телепрограммы и фильмы по запросу.Пока медный телефон линия по-прежнему является основным информационным маршрутом в дома многих людей, в будущем нашим основным соединением с миром станет высокоскоростной оптоволоконный кабель. кабель, несущий любую информацию.
Медицина
Медицинские гаджеты, которые могут помочь врачам сориентироваться внутри наших тел, не разрезая их, были первыми собственными применение волоконной оптики более полувека назад. Сегодня, гастроскопы (как их еще называют) так же важны, как и когда-либо, но волоконная оптика продолжает порождать важные новые формы медицинское сканирование и диагностика.
Одной из последних разработок называется лаборатория на волокно , и включает в себя вставку тонких волоконно-оптических кабелей с встроенные датчики в тело пациента. Эти виды волокон аналогичны по масштабу кабелям связи и тоньше относительно короткие световоды, используемые в гастроскопах. Как они Работа? Через них проходит свет от лампы или лазера, через деталь. тела, который доктор хочет изучить. Когда свет проникает сквозь волокна, тело пациента изменяет свои свойства в определенных способ (очень незначительное изменение интенсивности или длины волны света, возможно).Измеряя изменение света (используя методы например, интерферометрия), инструмент, прикрепленный к другому концу волокно может измерить некоторые важные аспекты того, как тело пациента работает, например, их температура, артериальное давление, pH клеток, или наличие лекарств в их кровотоке. Другими словами, вместо того, чтобы просто использовать свет, чтобы заглянуть внутрь тела пациента, это Тип оптоволоконного кабеля использует свет, чтобы его воспринимать или измерять.
Военный
Фото: Волоконная оптика на поле боя.У этой усовершенствованной оптоволоконной управляемой ракеты (EFOG-M) есть инфракрасная оптоволоконная камера, установленная в носу, чтобы стрелок, стреляющий по ней, мог видеть, куда она движется. Изображение любезно предоставлено Армия США.
Легко изобразить пользователей Интернета, связанных вместе гигантскими паутинами оптоволоконных кабелей; это гораздо менее очевидно что высокотехнологичные вооруженные силы мира связаны таким же образом. Волоконно-оптические кабели недорогие, тонкие, легкие, емкие, устойчивы к атакам и чрезвычайно безопасны, поэтому они предлагают идеальные способы подключения военных баз и других объектов, таких как ракетные стартовые площадки и радиолокационные станции.Поскольку они не переносят электрические сигналы, они не излучают электромагнитные излучение, которое враг может обнаружить, и они устойчивы к электромагнитные помехи (в том числе систематическое «глушение» противника атаки). Еще одно преимущество — относительно легкий вес волокна. кабели по сравнению с традиционными проводами из громоздких и дорогих медь металлическая. Танки, военные самолеты и вертолеты есть все постепенно переходят с металлических кабелей на оптоволоконные. Частично речь идет о сокращении затрат и экономии веса (оптоволоконные кабели весят почти 90 процентов меньше, чем у сопоставимых медных кабелей типа «витая пара»).Но это также повышает надежность; например, в отличие от традиционных кабелей на самолете, которые должны быть тщательно экранированы (изолированы) для защиты им против ударов молнии, оптические волокна полностью невосприимчивы к такой проблеме.
Кто изобрел волоконную оптику?
- 1840-е: швейцарский физик Даниэль Колладон (1802–1893) обнаружил, что может светить светом через водопроводную трубу. Вода несла свет внутреннее отражение.
- 1870: Ирландский физик Джон Тиндалл. (1820–1893) продемонстрировал внутреннюю рефлексию в Лондонском Королевском обществе.Он посветил в кувшин с водой. Когда он налил немного воды из кувшина, свет изогнулся, следуя за водой. Эта идея «изгиба» свет »- это именно то, что происходит в волоконной оптике. Хотя Colladon Истинный дедушка волоконной оптики, Тиндаль часто заслуживает уважения.
- 1930-х: Генрих Ламм и Вальтер Герлах , два Немецкие студенты пытались использовать световые трубки для изготовления гастроскопа — инструмент для заглядывания в чей-то желудок.
- 1950-е: В Лондоне, Англия, индийский физик. Нариндер Капани (1926–2021) и британский физик Гарольд Хопкинс (1918–1994) удалось отправить простую картинку по световой трубе, сделанной из тысяч стеклянных волокон. После публикации множества научных работ Капани заработал репутацию «отец волоконной оптики».
- 1957: Трое американских ученых из Мичиганского университета, Лоуренс Кертисс , Бэзил Хиршовиц и Уилбур Петерс, успешно использовали волоконно-оптическую технологию для создания первого в мире гастроскопа.
- 1960-е годы: американский физик китайского происхождения Чарльз Као (1933–2018) и его коллега Джордж Хокхэм осознали, что нечистое стекло бесполезно для волоконной оптики дальнего действия. Као предположил, что оптоволоконный кабель, сделанный из очень чистого стекла, сможет передавать телефонные сигналы на гораздо большие расстояния, и был награжден премией. Нобелевская премия по физике 2009 г. за это новаторское открытие.
- 1960-е годы: исследователи из Corning Glass Company создали первый оптоволоконный кабель, способный передавать телефонные сигналы.
- ~ 1970: Дональд Кек и его коллеги из Corning нашли способы посылать сигналы гораздо дальше (с меньшими потерями), что побудило разработка первых оптических волокон с низкими потерями.
- 1977: Первый оптоволоконный телефонный кабель был проложен между Лонг-Бич и Артезией, Калифорния.
- 1988: Первый трансатлантический оптоволоконный телефонный кабель TAT8 был проложен между США, Францией и Великобританией.
- 2020: Согласно TeleGeography, в настоящее время существует около 406 подводных волоконно-оптических кабелей. (несущие коммуникации под мировым океаном), протяженностью в общей сложности 1.2 миллиона км (0,7 миллиона миль). Это больше, чем в 2019 году, когда было 378 кабелей, хотя общее пройденное расстояние, по-видимому, осталось прежним.
Волоконно-оптические кабели состоят из одного или нескольких прозрачных волокон, заключенных в защитные оболочки и силовые элементы. Волоконно-оптические кабели позволяют таким сигналам, как свет, проходить без помех. Настоящий оптоволоконный кабель сделан из невероятно чистого стекла, позволяющего свету проходить на очень большие расстояния.Затем стекло покрывается двумя слоями пластика. Пластик дает эквивалентный зеркальный эффект, который создает полное внутреннее отражение. Свет, проходящий через волокно, отражается под небольшими углами и полностью остается внутри волокна. Это происходит, когда свет падает на границу раздела под углом, превышающим критический угол. Под этим углом он вообще не пройдет во вторую среду.
Изображение предоставлено: Википедия
Критический угол можно рассчитать по закону Снеллиуса, положив угол 90 ° для угла преломленного луча.
Начиная с:
так
Тогда:
Где:
Если угол падения больше критического угла, закон Снеллиуса не может быть решен для угла преломления, потому что он покажет, что угол преломления имеет синус больше 1, что невозможно.
Волоконно-оптические кабели: как они работают. Видео предоставлено: Engineerguy / CC BY-SA 4.0
Информация, такая как аналоговые голосовые сигналы, преобразуется в цифровые сигналы. Затем цифровая информация передается побитно (единицы и нули) с помощью лазера; современные лазеры могут посылать информацию со скоростью миллиарды бит в секунду. Сегодняшняя система использует лазеры разного цвета для передачи нескольких сигналов в одно и то же волокно. Эта информация может передаваться на большие расстояния (60 миль) с хижинами с оборудованием каждые 40-60 миль; эти хижины ретранслируют сигнал на следующий сегмент в полную силу.
Определения и применения волоконной оптики
Волоконно-оптические кабели играют очень важную роль в междугородной связи, такой как телефонные и Интернет-линии. Эти кабели значительно дешевле медных проводов.
Типы оптоволоконных кабелей
Типы кабелей могут включать:
Симплекс — Симплексные кабели представляют собой оптоволоконные кабели с одним оптическим волокном. Они используются в приложениях, требующих только односторонней передачи данных.Симплекс доступен в одномодовом и многомодовом режимах.
Дуплекс — Дуплексные кабели — это оптоволоконные кабели с двумя оптическими волокнами. Обычно они устанавливаются параллельно и могут использоваться для приложений, требующих одновременной двунаправленной передачи данных. Дуплексное волокно доступно в одномодовом и многомодовом вариантах.
Изображение предоставлено: Cable Organizer
Multifiber — Multifiber cable — это оптоволоконный кабель с несколькими оптическими волокнами.
Изображение предоставлено: Nexans
Патч-корд — Патч-корды представляют собой короткие отрезки оптоволоконного кабеля с разъемами, которые можно напрямую подсоединять к другому оборудованию для удобства подключения и управления.
Чистое волокно — Чистое волокно относится только к сердцевине и оболочке оптического волокна. Это волокно в основном используется для подключения оборудования на одном конце к источнику света на другом. Голое волокно можно обработать, отполировать или подготовить для свинохвоста.
Типы волокон
Типы волокнамогут быть одномодовыми или многомодовыми. Режимы описывают распределение световой энергии по волокну. Световые лучи могут проходить через провод до тех пор, пока они попадают на границу раздела сердцевина-оболочка под углом, меньшим, чем критический угол.
ТАБЛИЦА 4.1 Сравнение многомодового режима с одномодовым | |
Многомодовое оптоволокно | Одномодовое волокно |
62.Диаметр сердцевины 5+ мкм | Диаметр сердцевины 8,3 мкм |
Обычно используется дешевый светодиодный источник света | Использует дорогой лазерный луч |
Несколько путей, используемых светом | Свет распространяется по единственному пути вниз по ядру |
Короткие расстояния, <5 миль | На большие расстояния,> 5 миль |
Мощность, 100% распределяемая по сердцевине волокна и по оболочке | Мощность только в центре сердцевины волокна |
Кредит: Оптические компоненты и оптика
Singlemode описывает волокно с небольшой сердцевиной, которое позволяет распространяться только одной моде света.Режимы определяют способ распространения волны в пространстве. Одномодовые волокна имеют одну и ту же моду, но разные частоты. Это означает, что они распределяются в пространстве одинаково, давая единый луч света. Одномодовая мода также называется поперечной, поскольку, хотя свет проходит параллельно волокну, электромагнитные колебания возникают перпендикулярно (поперек) длине волокна. Размер ядра всего в несколько раз превышает длину волны проходящего света. Он обычно используется с лазерными источниками для высокоскоростных соединений на большие расстояния.
Многомодовое описывает волокно с диаметром сердцевины, намного превышающим длину волны проходящего света. Это позволяет многим световым модам распространяться через волокно. Это также дает многомодовое волокно более высокую светосилу, чем одномодовое волокно. Каждый режим или луч передается с немного другой частотой, что означает, что каналы могут быть разделены и несколько сигналов могут быть отправлены одновременно. Большой размер сердечника упрощает соединения и позволяет использовать более дешевую электронику, такую как светодиоды.Обычно используется со светодиодными источниками для низкоскоростных соединений на короткие расстояния, например, внутри здания или в университетском городке.
Изображение предоставлено: L-com
Режимы также можно охарактеризовать числами. Одномодовым волокнам присвоен номер 0, который соответствует моде самого низкого порядка. Многомодовые волокна переносят моды более высокого порядка. Это число зависит от числовой апертуры волокна (обсуждается ниже), а также от диаметра его сердцевины и длины волны света.
Типы оптоволоконных кабелей
Тип оптоволоконного кабеля | Пройденное расстояние | Диаметр сердечника Размер | Преимущества | Недостатки | Описание / Заявка |
Пластиковый кабель | Несколько метров | 1 мм | Недорого и работает с недорогими комплектующими | Низкая полоса пропускания, которая ограничивает скорость передачи данных устройством, может достигать примерно 200 Мбит / с для канала длиной 50 м. | Промышленные приводы и генераторы автомобильные. Лучше всего подходит для коротких и тяжелых работ. Обычно не используется для передачи данных |
Кабель из диоксида кремния с пластиковым покрытием | Несколько метров | 1 мм | Обеспечивает лучшую производительность, чем пластиковый кабель | Дороже | Часто называемый PCS, он имеет стеклянную (кремнеземную) сердцевину и пластиковую оболочку.Используется для исследований, медицины, обработки материалов и т. Д. |
Одноиндексный одномодовый оптоволоконный кабель | Очень большие расстояния | Очень узкое ядро | Максимальная пропускная способность и максимальная дальность | Самое дорогое и сложное в обращении | Разрешить один поток данных или режим. Несет большую полосу пропускания, но с узкой спектральной шириной |
Многорежимный кабель со ступенчатым индексом | Короткие дистанции | Сердечник большого диаметра с высокими дисперсионными характеристиками. | Может передавать данные, закодированные с использованием нескольких источников света | Не поддерживает широкую полосу пропускания одномодовых волокон | Кабель разработан для использования в локальной сети, и свет обычно генерируется с помощью светодиода. |
Градиентный многомодовый кабель | Более длинные расстояния, чем индекс шага | Большой диаметр | Пониженная модовая дисперсия и полоса пропускания | Стоимость выше, чем у шага -индекс | Многослойное стекло, содержащее достаточно дисперсии для увеличения длины кабеля.Кабель с градиентным коэффициентом преломления имеет оптическое волокно, в котором показатель преломления сердцевины имеет форму параболической кривой, уменьшающейся по направлению к оболочке. |
Тип разъема
Общие типы разъемов для оптоволоконного кабеля включают биконический, D4, ESCON, FC, FDDI, LC, loopback, MTP, MT-RJ, MU, SC, SMA и ST.
Кредит диаграммы: L-Com
Некоторые оптоволоконные кабели поставляются без разъемов.
Дополнительную информацию о оптоволоконных соединителях можно найти в Руководстве по спецификациям оптоволоконных соединителей.
Приложения
Волоконно-оптические кабели имеют много важных применений. Они используются телекоммуникационными компаниями для передачи телефонных сигналов, связи через Интернет и сигналов кабельного телевидения. Волоконно-оптические кабели обычно используются для приложений связи на большие расстояния, где они могут использоваться на полную мощность и компенсировать затраты на установку и обслуживание. Оптоволоконный кабель лучше всего подходит для систем, требующих более высокой пропускной способности, поскольку они имеют исключительно низкие потери.
Изображение предоставлено: fuentek | Кабель HitachiCable
Преимущества использования оптоволоконного кабеля включают его устойчивость к электромагнитным помехам (EMI), поскольку он не использует электричество. Он также может поддерживать высокие скорости передачи данных. К недостаткам оптоволоконного кабеля можно отнести стоимость и то, что с ним труднее работать, чем с другим кабелем связи. Стеклянный или пластиковый сердечник делает его более хрупким и менее гибким и требует специальной подготовки для установки и адаптации разъема.
Конструкция и технические характеристики
Оптоволоконный кабель состоит из трех компонентов: сердечника, оболочки и буферного покрытия.
Изображение предоставлено: используйте Windows
Сердечник — это внутренняя часть волокна. Он направляет свет и имеет более высокий показатель преломления, чем у оболочки, окружающей сердцевину. Таким образом, свет в сердечнике попадает на границу с оболочкой под углом, меньшим критического, и отражается обратно в сердечник за счет полного внутреннего отражения.Сердечник сделан из прозрачного стекла или пластика. В сердцевину добавляется «легирующая добавка», чтобы сделать ее менее чистой, чем оболочка. Это несовершенство помогает удерживать свет внутри сердцевины, так что оптоволоконный кабель может изгибаться по углам и простираться на расстояние до 100 миль. Волоконный кабель тонок, как человеческий волос. Размер сердцевины волокна — это размер светопроводящей центральной части оптического волокна, состоящей из материала с более высоким показателем преломления, чем оболочка.
Оболочка представляет собой стеклянную оболочку, окружающую сердцевину.Размер сердцевины меньше для одномодовых и больше для многомодовых волокон. Наиболее распространенными типами волокон являются одномодовые волокна с длиной волны 1550 нм и многомодовые волокна с длиной волны 850 или 1300 нм. Диаметр сердечника составляет от 8 до 62,5 мкм, а наиболее распространенный диаметр оболочки — 125 мкм. В спецификациях кабелей диаметры жилы и оболочки указаны в виде дробных чисел. Например, многомодовый оптоволоконный кабель 62,5 / 125 микрон означает, что сердцевина имеет толщину 62,5 микрона, а сердцевина с окружающей оболочкой — всего 125 микрон.
Буферное покрытие , или оболочка, надевается поверх жилы и оболочки для защиты кабеля от воздействия окружающей среды. Диаметр колеблется от 250 мкм до 900 мкм. Он обеспечивает механическую защиту, обеспечивая гибкость волокна. Буферное покрытие обычно выполняется из мягкого или твердого пластика, например акрила или нейлона. Кевлар — популярный выбор в качестве материала куртки. Он прочный и используется для связывания и защиты незакрепленных трубок или волокон в кабеле. Кевлар защищает волокна при натяжении кабеля.Цвет этой куртки обычно зависит от типа волокна, одномодовые волокна обычно носят желтую куртку, а многомодовые — оранжевую. Кабели, используемые для внешних приложений, имеют черные оболочки.
Чтобы узнать больше об оптическом волокне, прочтите Как выбрать специальное оптическое волокно.
Технические характеристики
Характеристики кабеля, которые следует учитывать при поиске оптоволоконного кабеля, включают длину волны, числовую апертуру, максимальное затухание и радиус изгиба.
Длина волны относится к длине волны, для которой был разработан кабель.
Числовая апертура (NA) — это способность многомодового оптического волокна собирать свет; максимальный угол к оси волокна, при котором свет будет приниматься и распространяться через волокно. Мера светоприемного угла оптического волокна, NA = sin a, где A — угол приема. NA также используется для описания углового распространения света от центральной оси, как при выходе из волокна, испускании из источника или входе в детектор.Это можно увидеть в формуле
— показатель преломления среднего света, проходящего до входа в волокно
— показатель преломления сердцевины волокна
— показатель преломления оболочки
Максимальное затухание — это уменьшение мощности сигнала в оптоволоконном волноводе, вызванное поглощением и рассеянием. Затухание обычно выражается в дБ / км.
Радиус изгиба — это наименьший радиус, по которому оптическое волокно или оптоволоконный кабель может изгибаться до того, как произойдет повышенное затухание или обрыв.
Характеристики
Общие характеристики оптоволоконного кабеля включают сохранение поляризации, градиентный индекс и металлизированный.
- Кабель , поддерживающий поляризацию, имеет оптоволокно, которое поддерживает поляризацию попадающего в него света.
- Металлизированные волокна покрыты металлом для повышения термостойкости, пайки и жестких условий окружающей среды. Важным параметром окружающей среды, который следует учитывать, является рабочая температура.
Обслуживание оптоволоконного кабеля
Монтаж оптоволоконного кабеля должен выполняться квалифицированными специалистами.Оптоволоконный кабель может легко перегибаться или сломаться, что приведет к пропаданию или полной потере сигнала. Всегда следует использовать надлежащее оборудование.
Как установить оптоволоконный кабель. Видео кредит: wideamark / CC BY-SA 4.0
После того, как оптоволоконные кабели проложены, важно очистить и поддерживать в рабочем состоянии кабели . Существует два типа оптоволоконных соединителей, которые необходимо очистить: свободные соединители на оптоволоконном патч-кабеле или оптоволоконном кабеле, а также соединители, вставленные в патч-панели или другие аппаратные устройства и оборудование.
Изображение предоставлено: fiberoptics4sale.com
Существует несколько методов очистки, в том числе:
- Химчистка : Очистка оптики без использования растворителей
- Влажная чистка : Очистка оптики растворителем, обычно изопропиловым спиртом. Важно убедиться, что растворитель полностью удален.
- Неабразивная очистка : Очистка без касания абразивным материалом торцевой поверхности оптоволоконного разъема.Сюда входят воздушные пылесосы или струи растворителя под давлением, используемые в автоматических очистителях разъемов на месте.
- Абразивная очистка : Сюда входят безворсовые салфетки, очистители волоконно-оптических разъемов на катушке и тампоны для очистки оптики. Эти салфетки нельзя использовать повторно.
При очистке очистителей для оптоволокна существует три важных этапа очистки оптоволоконного разъема: осмотр, очистка и повторный осмотр. Важно никогда не прикасаться к торцу оптоволоконного разъема и всегда устанавливать пылезащитные колпачки на отключенные оптоволоконные разъемы.Неиспользованные пылезащитные колпачки следует хранить в герметичных пакетах.
Стандарты
ARINC 802 — Требования к характеристикам оптоволоконных кабелей, используемых в коммерческих самолетах.
ARINC 806 — Установка и обслуживание оптоволокна
NTIS ADA201946 — Влияние волоконной оптики на надежность и ремонтопригодность системы
Ресурсы
Как работает оптоволоконный кабель?
Учебное пособие по оптическому волокну
Обзор волоконно-оптического кабеля
Волоконно-оптическая связь
Волоконная оптика: многомодовое vs.Одномодовый, дуплексный и симплексный
Зачем нужна очистка оптоволокна?
Изображение предоставлено:
Tripp Lite | tii.net | Компоненты RS
Китай производитель оптоволоконных кабелей, поставщик кабелей и патч-кордов
Тип бизнеса:
Производитель / Завод и торговая компания
Год основания:
2009-03-02
Сертификация системы менеджмента:
ISO 9001
Среднее время выполнения:
Время выполнения заказа в пик сезона: в течение 15 рабочих дней
Время выполнения заказа в межсезонье: в течение 15 рабочих дней
OEM / ODM Сервис
Доступен образец
Волоконно-оптический кабель, кабель, патч-корд, производитель / поставщик в Китае, предлагающий двухжильный наружный одномодовый волоконно-оптический водостойкий пигтейл Sc / LC / St / FC, водонепроницаемый волоконно-оптический кабель (GJJA), E-Glass Strength Central Loose Tube Внутренний наружный волоконно-оптический кабель Кабель (GJFXTKV) и так далее.
Руководство по волоконной оптике для начинающих: 13 шагов (с изображениями)
Возможности освещения волоконной оптики варьируются от простых до чрезвычайно сложных и могут существенно повлиять на внешний вид вашего проекта. При выборе освещения имейте в виду, что чем ярче ваш свет, тем более заметным будет ваше оптоволоконное освещение. Кроме того, с личной эстетической точки зрения, я думаю, что отказ от стандартных основных цветов светодиодов, таких как зеленый, синий и красный, помогает сохранить оптоволоконный проект, чтобы он не выглядел глупым рождественским украшением.Я обычно использую смешанные или ненасыщенные цвета для более тонкого и красивого эффекта.
Светодиодные фонари:
Простые лампы с батарейным питанием / светом, подобные этим цветочным огням, которые бывают разных цветов, являются хорошим вариантом для очень простого оптоволоконного освещения. Их форма позволяет легко прикрепить их к пучку волокон (или к одному большому волокну), используя только термоусадочную трубку и клей. Существует множество таких готовых вариантов освещения, которые могут обеспечить простое и красивое освещение для вашего оптоволоконного проекта.
Программируемые светодиоды:
Однако, чтобы в полной мере использовать возможности динамического освещения волоконной оптики, вам действительно нужно программируемое освещение или, по крайней мере, заранее запрограммированный источник света.
Один относительно простой способ сделать это — использовать индивидуально адресуемые светодиоды RGB с микроконтроллером. Я только начинаю изучать программирование Arduino, но даже с минимальными знаниями довольно легко найти интересные программы освещения в Интернете и загрузить их в свой микроконтроллер.Я более подробно рассказываю о том, как я это сделал, в своей «Волоконно-оптической системе« Крылья феи », и есть много других замечательных инструкций, в которых гораздо более подробно рассказывается о программировании светодиодов.
Еще один, еще более простой способ получить доступ к некоторым отличным программам освещения — это купить предварительно запрограммированный чип, такой как Cool Neon Driver, который я использовал в своем проекте светодиодной юбки, и подключить его к адресуемым светодиодам. Это даст вам на выбор множество различных схем освещения, и ими можно будет управлять с помощью пульта дистанционного управления.
Готовые оптоволоконные изделия:
Вы также можете купить готовые изделия, предназначенные для освещения волоконной оптики.Наталина сшила свое платье и пальто, используя оптоволоконный кнут, который поставляется в предварительно собранном виде с большим пучком волокон, прикрепленным к яркому светодиоду RGB с множеством предварительно загруженных программ. Во многих отношениях эти кнуты являются отличным продуктом, но время автономной работы не так велико, как должно быть, а форма и размер кнута не особенно подходят для носимых устройств.
Меньшие и более дешевые продукты, такие как светящиеся лампы и оптоволоконные центральные элементы, также можно легко включить в носимые устройства, но они не дают вам никакой возможности изменить цвет ваших фонарей, и они часто дешевы и плохо сделаны.Они определенно являются наименьшим общим знаменателем волоконной оптики, но, проявив немного творчества, они все равно могут стать хорошим дополнением к вашему костюму.
Лазеры:
Еще один вариант освещения вашей волоконной оптики — это использование небольших лазерных модулей. Я лично не экспериментировал с этим, но я видел, как это было сделано, и это определенно делает волокна намного ярче и более заметными при дневном свете. Одно из ограничений — это относительно ограниченные доступные цвета лазера. Лучшее использование лазеров в волоконной оптике, которое я видел, — это когда кто-то подключал ротационный лазер к волоконно-оптической ткани, так что разные цвета и узоры воспроизводились на поверхности ткани.
Передача данных по оптоволоконным кабелям — Nebraska Link
Представьте себе: это был долгий рабочий день. Вы приходите домой, и все, что вам нужно, — это что-нибудь, чтобы отвлечься, что-нибудь милое. Мы все были там. В этот момент вы входите в Facebook и начинаете прокрутку.
Но как ваш оптоволоконный Интернет доставлял этот канал? Как поток фотонов передает данные по оптоволоконному кабелю на десятки, сотни или даже тысячи миль? Как свет вообще переносит данные? Свет сам по себе не является сетевой информацией, но свойства фотонов делают их отличными кандидатами для передачи данных. Узнайте больше о том, почему жизнь лучше в свете.
Здесь много чего происходит. Вот почему сегодня мы собираемся ответить на эти и другие вопросы.
Как работают оптоволоконные кабелиТак что же происходит внутри оптоволоконного кабеля? Легко понять, что лазерный свет входит в один конец кабеля и мгновенно выходит из другого. Мы видим, что это свойство работает в эндоскопах хирургов и на крапивных концах наших изменяющих цвет оптоволоконных елок — но как?
Это возможно, потому что оптоволоконные кабели достигают так называемого полного внутреннего отражения , которое происходит, когда две или более среды и их показатели преломления существенно влияют на способ распространения света .Мы не будем вдаваться в интертекстуальность этого термина, но основная идея такова: тонкое, как волос, стеклянное ядро , через которое проходит свет, на более отражающее на , чем защитное стекло , покрывающее , которое его окружает, и поэтому световой сигнал, естественно, «хочет» многократно и непрерывно «отражаться», пока это возможно, по супермагистрали glassene, вместо того, чтобы увязнуть в другой, минус отражающей части жилы кабеля. Мы имеем в виду, не так ли? С другой стороны, вы можете рассматривать это с романтической точки зрения: Light любит быструю работу — именно поэтому мы выбрали именно его, чтобы доставлять ваши данные туда, куда им нужно.
Все эти рикошетные отражения и преломления, как говорится, обходятся недорого. Поскольку стеклянные трубки волоконно-оптических кабелей не являются идеальным вакуумом, каждый крошечный отскок сказывается на сигнале. Но не волнуйтесь. Когда ситуация начинает замедляться, примерно каждые 50 миль (80 км) или около того, поток сигнала повторно усиливается внутри стратегически расположенных узлов, называемых «повторителями». Это расстояние от узла к узлу, которое варьируется в зависимости от типа используемой оптоволоконной технологии, больше, чем то, которое может быть достигнуто с помощью медного кабеля, почти в двадцать раз.Если двадцать раз кажется большим, то это так — в NebraskaLink мы все делаем ставку на инфраструктурную экономику, и именно волоконная оптика позволяет нам избавиться от лишнего.
А что именно это этот сигнал?
Вкратце: данные в разнице.
Коэффициенты преобразованияТо, что мы делаем, когда преобразуем свет в данные (и наоборот), называется импульсной кодовой модуляцией . Поскольку свет распространяется волнами, мы можем использовать чрезвычайно чувствительные инструменты для измерения даже самых тонких и бесконечно малых изменений в длине волны или пиков и впадин кривых этих волн.В совокупности эти различия в длинах волн становятся своего рода справочным ключом. Это похоже на то, как «длинные-короткие, короткие» азбуки Морзе представляют буквы английского алфавита. Присваивая каждому шагу синусоидальной волны сигнала трех-, четырех- или шестизначное битовое значение (как показано на диаграмме), мы можем создать своего рода язык из всего шума.
Эта работа по «назначению» выполняется так называемыми модуляторами и демодуляторами .Модулятор принимает сигнал electronic , скажем, из порта Ethernet вашего настольного компьютера, и преобразует его в готовый к оптоволоконному кабелю сигнал photonic (световой). Когда эта упакованная информация достигает места назначения, ожидающий ее демодулятор выполняет обратную обработку, и она снова возвращается в цифровую форму. Фактически, этот процесс, называемый mo dulation — dem odulation, — это именно то место, где мы получаем слово, с которым, как мы уверены, вы знакомы: модем !
Прокладывая путь от А до БТеперь, когда мы разложили все по местам, давайте наметим это.
1. Во-первых, прокручивая ленту Facebook, вы замечаете сообщение, которое ваша тетя сделала сегодня днем - она создала новый альбом, до краев заполненный ее любимыми фотографиями котят в коробках. Быть разумным, полнокровным человеком: (1) Вы щелкаете.
2. Этот щелчок создает запрос (назовем его «Котята, пожалуйста!») С вашего компьютера на серверы Facebook.
3. Запрос начинается с цифровой информации, которая (2) перемещается с вашего рабочего стола на ваш модем, где (3) модулируется в фотонный сигнал.
4. Оттуда (4) вперед к гонкам — сигнал попадает в ретранслятор за ретранслятором, наслаждаясь головокружительным увеличением силы и скорости в пути.
5. Как только он достигает ближайшего пространства сервера Facebook, ваш запрос (5) демодулируется, интерпретируется и принимается.
6. Facebook слышит: «Котята, пожалуйста!» и с готовностью обязывает. Он упаковывает все эти фотографии котят, и весь процесс, 1 → 5 , начинается снова в обратном порядке (1 ← 5).
Прежде чем вы успеете даже моргнуть, ваш веб-браузер получает и загружает пакет Facebook, использует его для создания и рендеринга новой страницы, и сразу открывается альбом.Благодаря NebraskaLink (и вашей тете) ваш вечер станет намного приятнее.
Теперь вам может быть интересно, есть ли исключения из этих правил, особенно если вы разбираетесь в сетях ( «А как насчет дельта-модуляции?» ). Когда дело доходит до работы оптоволоконного Интернета, слишком много исключений, исключений и особых условий, чтобы перечислить их в этом единственном посте, но вот что такое оптоволоконная передача данных — идеальный шторм.