Оптоволоконный кабель – это самый современный способ высокоскоростной передачи данных. Вы можете также встретить такие названия как оптика, стекло, оптическое волокно, fiber. Часто применяется и аббревиатура ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи). Но какое бы название Вы не применили, оптоволокно остается самой быстрой и надежной средой для вычислительных и телекоммуникационных систем, а также для передачи информации на значительные расстояния.
Именно такие кабельные линии проходят по дну мирового океана, соединяя континенты и позволяя нам беспрерывно пользоваться различной информацией. Скорость передачи в десятки раз превосходит обычную витую пару.
В настоящее время альтернативы передачи данных на огромные расстояния быстрее, чем по оптике, попросту нет.
Ниже Вы узнаете, что именно представляет собой оптоволоконный кабель, из чего он сделан, как работает и какие типы бывают, а также какие преимущества у Вас будут при его использовании.
Что такое оптоволокно?
Такой кабель по своей сути мало в чем отличается от других типов проводов. Однако, если в обычном кабеле сигнал проходит по медному проводнику при помощи электронов, то в оптоволокне для передачи данных используется свет (световые пучки - фотоны), который движется с очень большой скоростью.
Сам же кабель представляет собой многопарный провод, состоящий из отдельных проводников (жил), которые разделены специальным покрытием. При производстве используются определенные полимерные материалы, которые в процессе изготовления жил позволяют создать идеально гладкую поверхность внутренних «стенок» кабеля.
В каждом кабеле может быть от 2-3 и до нескольких сотен жил. Снаружи они для усиления прочности оплетаются полимерной нитью, а значит получают еще одну защитную оболочку из полиэтилена.
Принцип работы
Информация в виде электрического сигнала идет по медному проводу, попадает в специальный конвертер и превращается в свет. При этом каждая отдельная жила передает зашифрованные в свет данные. В конце передаваемые данные снова принимаются конвертером и преобразовываются обратно в электрический сигнал.
Если говорить простыми словами, то каждый элемент представляет собой нечто вроде стеклянной трубки, которая в свою очередь находится в трубке с зеркальной поверхностью или обернута металлической фольгой, которая как раз и служит своеобразным экраном от потерь данных и помех. Это значит, что когда свет попадает в нее, то отражается от границ жил и проходит все дальше.
Стоит отметить, что расстояние, на которое будет передаваться информация, зависит не только от самого кабеля, но и от самого источника сигнала. То есть чем он мощнее, тем большее расстояние сигнал сможет преодолеть.
Виды оптических кабелей
Всего есть два вида:
- Одномодовый (желтого цвета)
- Многомодовый (оранжевого цвета)
В первом случае диаметр сердечника равен примерно 9 мкм, а во втором - 50 или 62,5 мкм.
От вида кабеля напрямую зависит скорость затухания передаваемого сигнала. Первый тип способен без потерь передавать данные на дистанцию до 10 километров. А второй – всего на два-три километра. При этом одномодовые оптические кабели обладают пропускной способностью до 100 Гб/с на км и используются все чаще и чаще.Они подразделяются на 3 маркировки:
- Стандартная (SF, SM или SMF)
- Со смещенной дисперсией (DS или DSF)
- С ненулевой смещенной дисперсией (NZ, NZDSF или NZDS)
Два последних типа используются на гораздо дальние дистанции, чем стандартное оптоволокно.
Сейчас ведутся исследования, в результате которых скоро появится возможность передавать данные со скоростью до 160 Гбит/с.
Из чего изготавливается?
На сегодняшний день существует несколько технологий производства оптоволоконных кабелей. Основное отличие между ними заключается в материале, из которого изготавливается стержень. Это может быть:
- Кварцевое стекло
- Пластик
- Полимерные материалы
От этого зависят не только пропускные характеристики, но и конечная стоимость оптоволокна.
Строение оптоволоконного кабеля
В этой статье мы не будем рассматривать все виды представленного на рынке оптоволокна. Приведем в пример некий усредненный вариант:
- Центральный (осевой) стержень
- Оптоволокно
- Пластиковые модули
- Пленка с гидрофобным гелем
- Внутренняя оболочка из полиэтилена
- Броня (армирование)
- Наружная полиэтиленовая оболочка
Рассмотрим их подробнее.
Центральный стержень
Представлен в виде стеклопластиковой трубки, которая может быть, как обернута в оболочку из полимера, так и быть без нее. Но в последнем случае нужно понимать, что такой провод может легко сломаться в местах изгибов, повреждая расположенное вокруг оптическое волокно. Сама трубка нужна для придания жесткости всему кабелю.
Оптоволокно
Оптические нити, как правило, изготавливаются толщиной в 125 микрон. Столько же примерно сколько и человеческий волос. Каждая нить состоит из сердцевины, по которой и идет передача данных, и специальной оболочки вокруг из кварцевого стекла, которое обеспечивает полное преломление света.
Когда вы видите маркировку кабеля 9/125 – это значит, что 9 микрон составляет сердечник, а 125 – его оболочка. При количество оптических волокон также обязательно проставляется в маркировке и может составлять от 2 до 144.
Пластиковые модули
Представляют собой оболочку из пластика, в которой расположен непосредственно сам пучок оптических нитей и специальная гидрофобная смазка. При этом в оптоволоконном проводе таких модулей может быть сразу несколько, если нитей очень много. Эта пластиковая оболочка нужна для защиты от различных внешних повреждений.
Пленка с гидрофобным гелем и оболочка из полиэтилена
Они обе также выполняют защитную функцию, в основном от трения модулей между собой и влаги. Разные производители могут добавить дополнительные слои гидрофобом или армировать.
Броня
При производстве ставят один из следующих типов:
- Кевлар – переплетенные нити. Применяется для уменьшения веса самого кабеля или в тех случаях, когда нельзя использовать металл
- Проволочное кольцо из стали. Эти провода предназначены для подземной укладки.
- Гофрированная сталь. Это оптоволокно применяется для прокладывания в трубах и канализации. Защищает в основном от грызунов.
Наружная полиэтиленовая оболочка
Это наиболее важный элемент защиты кабеля. Ведь именно этот внешний слой должен выдерживать все нагрузки и повреждения. Если он будет испорчен, то и риск порчи самого кабеля значительно возрастает.
