Что такое волоконно-оптический кабель

что такое оптический кабель

Оптическое волокно является самым современным и перспективным каналом для передачи большого массива информации с высокой скоростью и на дальние расстояния.

Принцип распространения кванта электромагнитной энергии от передатчика к приемнику по стеклянной трубке был известен еще в 19 веке. Но только во второй половине 20 века удалось создать оптическое волокно с низким затуханием сигнала.

Специалисты прогнозируют уже в недалеком будущем создание сетей с пропускной способностью выше Тбит/с. И эти надежды связаны именно с развитием волоконно-оптических технологий.

Оптическое волокно

Нити оптического волокна имеют круглое сечение и изготавливаются из кварцевого стекла или полимеров.

Конструкция световода состоит из:

  • сердцевины, изготовленной из чистого материала, по которой распространяются фотоны
  • оболочки, которая изготавливается с легирующими добавками для изменения плотности и коэффициента преломления
  • защитного покрытия цветным лаком

Луч света распространяется в сердечнике с минимальными потерями за счет эффекта многократного полного внутреннего отражения, так как коэффициент преломления оболочки меньше, чем сердцевины.

Современная промышленность производит волокно двух типов, которые различаются количеством путей (мод) прохождения света в сердцевине волокна:

  • многомодовое, в котором показатель преломления не постоянный — градиентный или ступенчатый. Поэтому сигнал распространяется по нескольким путям, что приводит к межмодовой дисперсии — рассеиванию света
  • одномодовое, в котором сигнал распространяется по одной моде и его затухание связано только с физическими свойствами волокн
Характеристика Значение
Диаметр сердцевины :
одномодовый
многомодовый
9мкм
50 или 62,5мкм
Общий диаметр оптических нитей 125мкм
Передача информации (при скорости 10 Гбит/с):
одномодовое волокно
многомодовое волокно
десятки км
550м

Защитный слой лака увеличивает прочность волокна и защищает от царапин и загрязнения. Он также служит для окраски волокон в модуле кабеля. Это необходимо для соблюдения соединения «цвет в цвет» при монтаже или ремонте кабеля.

Оптическое волокно в специальных закрытых барабанах поставляется на заводы, где на его основе производят различные марки волоконно-оптического кабеля.

Как выглядит оптический кабель

структура оптического кабеля

По своей структуре оптический кабель напоминает коаксиальный. В общем случае он состоит из следующих элементов:

  1. Осевой элемент в виде стеклопластикового или металлического прутка для придания жесткости кабелю.
  2. Пластиковые модули, заполненные гидрофобным гелем, в которых находятся оптические волокна. Первый модуль всегда имеет красную расцветку. Рядом с ним располагает второй цветной модуль. По направлению расположения этого модуля относительно часовой стрелки нумеруются и все остальные. При ремонтно-монтажных работах на них наклеивают соответствующие бирки.
  3. Пленка с гидрофобным покрытием, которая накладывается сверху пластиковых трубок.
  4. Внутренняя полиэтиленовая оболочка для дополнительной защиты от влаги.
  5. Броневой покров из проволоки или кевларовых нитей.
  6. Внешняя оболочка из прочного полиэтилена для защиты внутренних слоев кабеля.

В зависимости от условий монтажа и назначения различают следующие виды оптического кабеля:

  • для прокладки внутри помещений
  • для прокладки в грунт
  • для монтажа в кабельных каналах
  • для подвеса на опорах с помощью троса
  • для прокладки под водой

В маркировке кабеля изготовители указывают диаметр сердцевины и оболочки — 9/125 или 50/125, по которой можно определить тип волокна. Здесь же указывается и количество волокон, которое может быть от 2 до 144 в зависимости от назначения кабеля.

Для производства кабеля производители разрабатывают свои ТУ, поэтому единой системы обозначения оптического кабеля не существует. При выборе марки следует ориентироваться на конкретный завод изготовитель.

Документация на кабельные линии

На оптические кабельные линии обязательно ведется техническая документация для контроля временных изменений характеристик в процессе эксплуатации, ремонтных работ и старения оптического кабеля.

В заводском паспорте оптического кабеля указывается тип волокна, коэффициент преломления, величина затухания сигнала на 1 км волокна, цветовую маркировку волокон.

При получении кабеля проверяют входные данные с помощью рефлектометра, которые заносят в таблицу. Это дает возможность обнаружить обрыв кабеля.

Такой же контроль осуществляется после прокладки линии связи и составляется схема размещения соединительных муфт.

Километрическое, или погонное затухание оптического кабеля — это значение затухания мощности сигнала на 1 км оптоволоконного кабеля.

 

затухание оптического кабеля

Затухание в оптоволокне измеряется в дБ/км (децибел / километр).  Значения измеряются в зависимости от длины волны: 850 нм, 1300 нм, 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм, 1625 нм.

Нормы затухания на различных длинах волн

Длина волны Нормы затухания в оптоволокне
850 нм 3 дБ/км
1300 нм 0,75 дБ/км
1310 нм 0.33 дБ/км
1380 нм 0.50 дБ/км
1490 нм 0.24 дБ/км
1550 нм 0.22 дБ/км
1625 нм 0.23 дБ/км

Значения, котрые указаны в таблице могут отличаться в небольших пределах. Например, для сигнала, передающегося на длине волны 1625 нм нормальным считается затухание в пределах 0,19 – 0,25 дБ/км.

Чтобы измерить затухание оптического кабеля, нужно использовать рефлектометр. Если нет такого устройства, то необходимо определить расстояние между маркерами, а также потери в оптоволокне между маркерами. А тогда определить значение по формуле:

А километрическое [дБ/км] = Aab[дБ]/Lab[км],

где:

А километрическое – километрическое затухание кабеля

Аab – потери на участке оптоволокна

Lab – протяженность участка волоконного кабеля

Помимо оптоволокна, наша компания «Кабель-Центр» предлагает медные кабеля связи и Lan кабеля.