Оптическое волокно представляет собой нить, сделанную из специального материала, который оптически является прозрачным. Ими пользуются для перенесения света внутри, который возможен благодаря полнейшему внутреннему отражению. Применяют в волокнисто-оптической связи, которая создана с целью передавать информацию с огромной скоростью на больших расстояниях.
Эти волокна уже начали завоевывать рынок, несмотря на относительно недавнее их изобретения. Есть прекрасных представителей этого чуда, созданного учеными изготовлены из кварцевого стекла, фторцирконата, фторалюмината и других материалов. На сайте https://kabelnieseti.ru/services/volokonno-opticheskie-linii-svyazi/ найдутся различные типы оптических волокон.
Строение волокна
Каждое из них состоит из оболочки, сердцевины, которые имеет свою функцию. Сердцевина, например, - среда передачи энергии светового сигнала. Она имеет в своем составе более плотные вещества, чем в состав оболочки. Благодаря разным показателям преломления (у сердцевины он выше) возможно полное внутренне отражение, что позволяет лучу распространяться. Оболочка же помогает направить нужные волны в сердцевину.
Типы оптических волокон
Пока существуют только два основных типа разновидности волокон: одномодовые, многомодовые. Первые отличаются тем, что диаметр их сердцевины имеет в несколько раз большую длину волны света, который по нему проходит, и составляет около 8-10 мкм. Они нашли свое применения в транспортных сетях на разных уровнях: доступа, распределения и на самих магистралях. Диаметр сердцевины многомодового волокна большой (50, 62.5 мкм), по которой должен проходит свет. Ими пользуются в локальных сетях вычисления, а также на уровне доступа в транспортных сетях.
По началу, кажется, что многомодовые волокна эффективнее и быстрее, но действительно ли это так? Ведь количественный показатель, которым хвастают поклонники этого кабеля не единственный показатель, и во многих случаях лучше воспользоваться одномодовым.
Одномодовые волокна
Имеет трубочную модульную конструкцию. Центральная трубка заполнена гелием с гидрофобными свойствами, а также в ней находятся световоды. Функция гелия в данной системы - защищать объект от механического и температурного воздействия.
Диаметр сердцевины этих проводников размещен в диапазоне от 7 до 10 мкр. Очень часто используется тип одномодового волокна 9/125. Эта запись говорит, что диаметр сердцевины этого кабеля - 9 мкм, а диаметр оболочки - стандартный (125 мкм). Излучения здесь распределяется только в одной моде, поэтому дисперсия между модами здесь невозможна. Всех представители этого класса можно разделить на стандартные, с ненулевой сдвинутой дисперсией, с уменьшенными утратами на сгибах с небольшими радиусами и другие. У них не так и много отличий: характеристики дисперсии и форма профиля показателя преломления.
Самым распространенным из них есть стандартное, которое широко используют в телекоммуникациях. Квалифицируемый стандартом G.652, идеальны для передачи информации, которая проходит по волнам, длинною 1310 нм. Верхней границей передаваемой волны L-диапазона - 1625 нм. Этот тип одномодовых нитей делят на следующие подкатегории:
- G.652 А используют для передачи необходимой информации на дистанции до 40 км и подходят для протоколов уровня STM 16. Скорость составляет около 10 Гбит/с. Также соответствует STM 256.
- G.652.B идеальный для STM 256, согласно протоколам G.691 и G.959.1.
- G.652.C и G.652.D делают возможной передачу волн с диапазоном 1360-1530 нм.
Если использовать стандартизованные одномодовые волокна для распространения на дистанции больше 40 км волн, изменяются их характеристики. С изобретениям одномодового волокна с ненулевой сдвинутой дисперсией стало возможным передавать сразу несколько волн разной длины. Как правило, они покрыты акрилатным СРС, который исполняет защитную функцию.
Их применяют в глобальных сетевых связях, линиях магистралей и во многих других сферах. Они специально разработаны для волн с диапазоном длины 1530-1565 нм. Как и в предыдущем типе волокон, здесь тоже есть подкатегории, существуют А, В, С виды. Разница между ними - в коэффициенте поляризации дисперсии модов, рабочему диапазону и хроматической дисперсии.
Для сетей, которые прокладывают в зданиях со многими этажами, подойдет одномодовое волокно с поубавленными утратами на сгибах с небольшими радиусами. Среди них есть А и В подкатегоии. Первая из них имеет схожие характеристики с стандартной нитью, кроме меньшего радиуса при укладке. Действие второй распространяется на небольшое расстояние.
Эти одномодовые волокна имеют небольшой уровень утрат на сгибах. Поэтому их применяют для сетей типа FTTH в многоквартирных зданиях. Многомодовые нити имеют несколько защитных оболочек буферного покрытия. Их название говорит, об особенностях прохождения волн по сердцевине. Большой диаметр диспепсию делают больше, ведь здесь лучи попадают под разными углами, различаются длинной траекторий. Эти волокна делятся на группы: ступенчатые и градиентные.
Если показатель преломления изменяется скачкообразно, то речь идет о ступенчатом типе, а если преломление происходит по возрастному типу от края к центу - то это градиентный вариант.Они приспособлены для передачи информации от 10 Mbit/s до 1 Gbit/s. Внешние оболочки кабеля имеют разные цвета с целью изготовления. Используют их передачи телекоммуникационных волн на коротких расстояний. Сердцевины многомодовых кабелей изготовляют с разным диаметром.
Есть волокна с диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрометров. Оболочка может составлять 490 и 1000 мкм в диаметре. Также для классификации используют характеристики, которые рекомендует Международная Организация по Стандартизации 11801. Согласно ей есть такие типы: ОМ 1, ОМ 2, ОМ 3 и ОМ 4.
Многомодовое волокно класса Ом 4 пользуется популярность из-за коэффициента широплотности - у них он составляет всего-навсего 4700 МГц x км при волне, длинною около 850 нм. Эта разновидность кабелей появилась относительно недавно, это улучшенный вариант многомодового оптического волокно типа 50 125 ОМ 3. Последнее сделало реальным передачу информации со скорость 10 Гб/с при отдалении от объекта в 550 м. А ОМ 4 зашел еще дальше - с его помощью это расстояние достигло 150 м при скорости 40 и 100 Гб.
ОМ 1 и ОМ 2 на сегодняшний день является стандартами.
Их используют для качественной передачи информационных данных на относительно большое расстояние и с высокой скоростью, что сделало их незаменимыми в магистралях. Кроме того, они отличаются удобными параметрами для обеспечения работы сетевого оборудования. Ведь затухание и коэффициент широкоплотности определяются для волн с длинною 850 нм и 1300 нм.
Самым распространенным размером сердцевины для многомодовых волокон является 50 нм, поскольку они применяются для оптических сетей Gigabit и 10 Gigabit Ethernet.
Как видно, есть огромное количество типов оптических волокон. Разобраться в их системе, выбрать то, что подходит очень сложно. Нужно учитывать множество факторов: участок сети (магистральный, абонентский, распределительный или другие), на котором он будет использоваться, подобрать подходящие параметры передачи, определить число необходимых волокон, нужную конструкцию.
Также требуется учесть и условия прокладки. Также нужно ответственно подходить во выборе фирмы - изготовителе продукции. Кроме того, нужно учитывать не только их востребованность сегодня, но и перспективы на будущее. Ведь в современном веке все идет вперед. Поэтому, лучше обратится к квалифицированному специалисту по этому вопросу, который поможет с выбором, проектированием и возведением сетей оптических волокон.