Оптоволокно і оптико волоконна лінія – що це таке, принцип роботи, як виглядає, як підключити оптиковолоконный кабель інтернету

Часто можна бачити різну рекламу про якісний інтернеті та телебаченні. Такі властивості сигнал набуває в результаті переміщення до споживача по лініях з оптичних волокон, в яких практично не відбувається втрат інформації.

Що таке оптоволокно

У звичайному проводі електричний сигнал проходить по мідному провіднику. В оптичних лініях по них проходять світлові фотони і хвилі. Оптиковолокно вважається найшвидшим способом передачі інформації на значні відстані. Кабель складається з декількох окремих провідників розділеними між собою спеціальними покриттями. У конструкції кожний окремий елемент проводить інформацію, зашифровану у світ.

В якості переданої інформації можуть використовуватися телефонні і телевізійні дані, а також інтернет (завдяки оптоволокну домагаються високої швидкості доступу в Інтернет). В даний час всі три сигналу для передачі об’єднуються в один.

Особливості обмеження

За кілька останніх років обмеження по швидкості передачі даних в оптичних лініях просунулися далеко вперед. Швидкість залежить від довжини провідника, а також якості самої інформації. В одномодових системах використовується швидкість від 2,5 Мбіт/с до 10 Гбіт/с при відстані передачі від 10 км і вище. В даний час проводяться дослідження, в результаті яких скоро стане можливою швидкість до 160 Гбіт/с. Не варто забувати, що багато кабелі виготовляють багатошаровими, що дозволяє передавати набагато більше інформації з високою швидкістю.

Переваги і недоліки

Оптичні волокна в процесі експлуатації споживачами, як і будь-який технічний виріб, має свої плюси і мінуси. До переваг даного виду провідника слід віднести:

  1. Захист від перешкод. Будь-які види електромагнітного впливу безпорадні перед оптоволокном. Завдяки цій властивості вони можуть застосовуватися поблизу потужних джерел випромінювання.
  2. Не проводить електричний струм, в результаті чого конструкційно полегшується виготовлення блоків прийому і передачі.
  3. Безпека інформації та сумісність електромагнітних імпульсів. Завдяки чутливості до будь-якого виду випромінювань оптико волоконний кабелі в процесі експлуатації не випромінюють електромагнітних хвиль у результаті чого інформація захищена від перехоплення.
  4. Малі загасання. Завдяки застосовуваним матеріалам сигнал не втрачає своїх властивостей на великих відстанях тим самим набагато перевершуючи свої мідні аналоги.
  5. Підвищена пропускна здатність і широкосмуговість. Такі здібності дали змогу передавати в одному оптичному кабелі різні види сигналів, при цьому вони перемішуються і не створюють перешкод один одному.
  6. Мають низьку вагу, а в деяких випадках і вартість на відміну від електричних провідників.

Установка будильника на комп’ютері або ноутбуці

До недоліків слід віднести:

  • підвищені вимоги до персоналу в процесі експлуатації і обслуговування;
  • мала міцність в результаті чого виникають тріщини і розриви, сигнал почне затухати, або перериватися;
  • втрата зв’язку при попаданні води всередину провідника.

Застосовувані матеріали

У виробництві оптоволокна застосовуються наступні матеріали:

  • кварцове скло;
  • матеріали на основі полімерів.

Кварцове скло

Проводиться при плавленні мінералу кварцу, який є цінною породою. У результаті його застосування оптичні волокна набувають наступні позитивні властивості:

  • високі прозорі характеристики, завдяки яким можливо передавати різні види сигналів без втрат;
  • малі значення загасання дозволяють прокладати лінії на значні відстані;
  • збереження властивостей при тривалому впливі високих температур.

Полімерні матеріали

Застосування таких матеріалів дозволяє використовувати оптиковолокно великої товщини, завдяки пластичності і стабільності на вигин і залом. Недоліком є неприпустимість використання в зонах інфрачервоного випромінювання в результаті якого відбувається загасання сигналу.

Пристрій і принцип роботи

Оптичні кабелі являють собою провідник, що складається з кількох жив обгорнутий в оплітку-екран. Самі жили виготовляються зі скла або полімеру і володіють підвищеною гладкістю для забезпечення максимальної провідності.

Речовиною, яка переносить інформацію є світло, він має найбільшу швидкість переміщення. Кабельні жили — це, по суті, скляні трубки, обгорнені в металеву фольгу, яка служить екраном зберігає потік сигналу. Світло, проходячи по кабелю відбивається від стінок і доходить до приймача. Швидкість передачі інформації нижче швидкості світла, в результаті того, що фотони не летять прямолінійно.

Сигнал у результаті свого руху все-таки зазнає деякі втрати. Загасання багато в чому залежить від якості застосовуваних матеріалів і умов прокладання оптоволокна. Не малу роль при цьому грає і сам передавач.

Різновиди

В сучасному виконанні оптичне волокно поділяють на два основних види, які відрізняються за розміром серцевини:

  • одномодові;
  • багатомодові.

Що таке директорія та папка у комп’ютері

Одномодові

В такому виконанні сердечник має товщину до 8 мкм. Завдяки мінімальним розмірам по волокну здатний проходити єдиний промінь практично без втрат. Цей вид застосовується в лініях на значному протязі, де важливо зберегти якість сигналу.

Багатомодові

Даний вид сердечника складається з волокна товщиною до 62,5 мкм. За таким кабелях здатні протікати множинні світлові пучки, дозволяючи їм переміщатися одночасно під різними кутами до серцевини. Сигнал у таких проводах відчуває значні втрати в результаті багатьох відбиттів від оболонки.

Багатомодові оптиковолоконные лінії в свою чергу діляться на два типу:

  1. Градієнтні. У таких кабелях щільність сердечника міняється в деяких місцях протягом лінії, що дозволяє сигналу розвивати високу швидкість за менший період часу.
  2. Ступінчасті. В даному типі виконання щільність волокон сердечника єдина протягом всієї лінії.

Класифікація

За способом безпосереднього монтажу оптичні кабелі поділяються на такі види:

  • прокладка в землі;
  • труби для каналізації, а також колектори;
  • підводний монтаж;
  • повітряні лінії.

Залежно від використання і дальності переданого сигналу оптиковолокно поділяють на такі види:

  • при створенні довгих ліній на значні відстані багатоканальної мережі застосовуються магістральні кабелі, для забезпечення стабільності сигналу в конструкції використовуються волокна з серцевиною до 125 мкм, при довжині хвилі не нижче 1,55 мкм;
  • при прокладці багатоканальних ліній між областями і регіонами застосовуються зонові дроти, в їх конструкції використовуються градієнтні волокна;
  • міське оптоволокно прокладають по колекторам і спеціальним каналам, за своїми деякими характеристиками схожий з зоновым, довжина лінії не перевищує 10 км;
  • прокладка польових кабелів передбачає монтаж різними способами, як у повітрі, так і під землею, не схильний до горіння, розтягування, в конструкції використовують до 12 волокон;
  • підводний кабель володіє високою стійкістю до розтягування і розривів, не пропускає вологи, має знижений дисперсійний рівень;
  • объектовые кабелі застосовуються для монтажу всередині конкретних відокремлених ділянок і каналів, в них не використовуються гідрофобні матеріали, що спрощує процес прокладки;
  • монтажні дроти виготовляються у вигляді плоского пучка волокон, в них застосовуються градієнтні багатомодові оптичні волокна.

Як робити позначки на веб-сторінках за допомогою Microsoft Edge

За варіантом виконання серцевини оптичного кабелю виділяють наступні види:

  • повивная концентрична скручування навколо одного сердечника;
  • центральний провід з числом волокон до 45;
  • фігурний сердечник з числом волокон до 576;
  • плоске виконання до 288 волокон в ньому.

Способи підключення

При прокладці оптиковолоконного кабелю часто доводиться використовувати різноманітні комутуючі пристрої. Не завжди при прокладанні лінії вистачає довжини проводу в бухті, а також іноді потрібно розгалуження великого проводу на декілька невеликих.

В даний час застосовуються три основних способи комутації даного кабелю:

  • механічний;
  • метод зварювання;
  • використання сплайса.

Варто зауважити, що безпосередньо до комп’ютера оптоволокно не підключається. Якщо в квартиру заведено оптоволокно для доступу до Інтернету, то в цьому випадку потрібен спеціальний роутер з можливістю підключення оптиковолоконного кабелю, або спеціальний медіаконвертер перетворює оптичний сигнал.

Механічний спосіб

Роботу по з’єднанню виконують у два етапи:

  • шматок кабелю невеликого розміру з встановленим на кінці коннектором приварюють до закінчення оптичного проводу за допомогою автоматичного зварювального апарату;
  • надалі встановлений коннектор з’єднують з роз’ємом на іншому кінці кабелю.

Комутація таким методом вимагає постійного чищення в процесі експлуатації. Втрата сигналу в такому випадку велика, виробники не рекомендують застосовувати такий метод для зовнішнього монтажу оптичних ліній.

Застосування сплайса

Сплайс — це певна конструкція, часто пластиковий блок, всередині якого закріплюються оптичні волокна різних кабелів. Процес з’єднання виконують за наступною схемою:

  • спочатку від ізоляції очищаються два закінчення з’єднувальних кабелів;
  • за допомогою сплайса відбувається поєднання очищених кінців;
  • надалі місце комутації ретельно ізолюється.

Даний спосіб передбачає менші втрати сигналу, ніж механічний. У процесі експлуатації необхідно перевіряти суміщення центрів зрощених кінців.

Зварювальні роботи

Даний метод вважається найбільш надійним і дозволяє застосовувати оптиковолоконные дроти, зрощені таким чином при зовнішньому монтажі. Втрати сигналів у цьому випадку мінімальні. Для зварювання знадобиться спеціальний автоматичний пристрій.