Оптико волоконный: Недопустимое название — Викисловарь

Содержание

Волоконная оптика

Дюпон™ Кевлар® помогает повысить гибкость при проектировании и производстве оптоволоконных кабелей.

Дюпон™ Кевлар® используется для усиления волоконной оптики. Оптоволоконные кабели должны быть защищены от механических воздействий для их оптимальной работы. Кевлар®, обычно применяемый в периферии, дает необходимую защиту. Кевлар® также имеет дополнительную функциональность, которая связана с требованиями к диэлектрическим свойствам, весу, диаметру и обработке. При использовании в качестве сердцевины оптоволоконных кабелей, где требуются уменьшение размеров, гибкость и малый диаметр, он часто сочетается с композитами, что дает усиленный пластик Кевлар® (Kevlar® Reinforced Plastic (KRP)).

Воздушные диэлектрические самоподдерживающиеся кабели
В результате использования Кевлар® в воздушных кабелях при высокой степени устойчивости и малом размере кабеля стало возможным произвести прочные кабели с меньшим расходом материала. Устойчивые к электромагнитным колебаниям, влажности и колебаниям температуры воздушные кабели Кевлар® помогают обеспечить безошибочную передачу данных в любую погоду.

Влагоупорные волокна
Функциональность Кевлар® также улучшена благодаря обработке его поверхности водопоглощающих полимеров. В итоге это волокно может быть использовано для усиления конструкции. Целью использования влагозащитного волокна является предотвращение попадания воды в кабель, что может привести к ослаблению сигнала и сокращению срока службы.

Служебные кабели
Повышение прочности – это только один из способов помощи Кевлар® производителям служебных кабелей в создании лучших продуктов. Равномерное покрытие волокна делает кабельную продукцию более эффективной, а внешний диаметр – более однородным. Служебные кабели производства Кевлар® также отличаются простотой соединения.

Кабель к дому
Кевлар® использовался в качестве компонента в технологии «кабель к дому» для клиентов, которые хотят получить широкополосное соединение дома, в офисе или в квартире. Защищая кабели, идущие от центрального офиса к дому, Кевлар® играет важную роль в мире, в котором постоянно возрастает количество сетей.

Баллистические ленты
Многие производители кабелей используют баллистическую ленту Кевлар® для защиты воздушных кабелей от выстрелов. Загнутая в продольном направлении или по спирали баллистическая лента Кевлар® остановит большую часть фрагментов и дроби от повреждения кабеля, сохраняя его целостность.

Нити для снятия оболочки
Встраивание нити для снятия оболочки, сделанной из Кевлар®, в верхний слой оплетки кабеля дает техническим специалистам возможность быстрого доступа к волоконной оптике, находящейся внутри, и не требует применения режущего инструмента, которой может повредить волокна. При высокой прочности на разрыв при растяжении и малом диаметре нити Кевлар® для снятия оболочки дают самый острый, чистый и быстрый разрез оплетки, сделанной из полиэтилена, ПВХ или стальной брони. С точки зрения надежности и производительности ни один материал нити для снятия оболочки не может сравниться с Кевлар®.

Оптико-волоконный кабель SWA3522/10 | Philips

Оптико-волоконный кабель SWA3522/10 | Philips

Оптико-волоконный кабель

SWA3522/10

Усильте свои впечатления

Узнайте, что такое новый уровень просмотра при передаче аудиосигнала между комплектующими. Превосходная конструкция обеспечивает улучшенное звучание. Узнать обо всех преимуществах

К сожалению, этот продукт больше не доступен

Если вы имеете право на льготы по НДС для медицинских устройств, вы можете воспользоваться ими при покупке этого продукта. НДС будет вычтен из цены, указанной выше. Подробную информацию см. в корзине.

Оптико-волоконный кабель

Усильте свои впечатления

Узнайте, что такое новый уровень просмотра при передаче аудиосигнала между комплектующими. Превосходная конструкция обеспечивает улучшенное звучание. Узнать обо всех преимуществах

Усильте свои впечатления

Узнайте, что такое новый уровень просмотра при передаче аудиосигнала между комплектующими. Превосходная конструкция обеспечивает улучшенное звучание. Узнать обо всех преимуществах

К сожалению, этот продукт больше не доступен

Если вы имеете право на льготы по НДС для медицинских устройств, вы можете воспользоваться ими при покупке этого продукта. НДС будет вычтен из цены, указанной выше. Подробную информацию см. в корзине.

Оптико-волоконный кабель

Усильте свои впечатления

Узнайте, что такое новый уровень просмотра при передаче аудиосигнала между комплектующими. Превосходная конструкция обеспечивает улучшенное звучание. Узнать обо всех преимуществах

Усильте свои впечатления

с помощью оптико-волоконного кабеля

Высококачественное оптическое волокно

Оптически чистые электролампы передают цифровую информацию на комплектующие, обеспечивая непревзойденный звук высокой четкости.

Нескользящая эргономичная ручка для простоты использования

Нескользящая ручка делает установку комплектующих эргономичной и удобной.

Plug and play для простоты использования

Стандарт Plug and play обеспечивает простоту и быстроту установки комплектующих.

Аудиоадаптеры прилагаются

Для гибкости использования изделия в комплект включены аудиоадаптеры.

Защитный металлический корпус для дополнительной прочности

Металлический корпус защищает внутренний разъем кабеля. Обеспечивает надежность и долговечность соединения.

Гибкая полихлорвиниловая оболочка

Гибкая полихлорвиниловая оболочка обеспечивает защиту сердечника кабеля. Служит также для дополнительной прочности и простоты установки.

Резиновый кабельный зажим

Резиновый кабельный зажим обеспечивает безопасное и в то же время гибкое соединение между устройством и разъемом.

Показать все функции Показать меньше функций

Показать все Показать меньше

Просмотреть все спецификации См. Меньше спецификаций

Показать все Показать меньше

Предлагаемые продукты
Недавно просмотренные продукты

{{{sitetextsObj.prominentRating}}}

написать отзыв

{{{sitetextsObj.totalReview}}} {{{sitetextsObj.recommendPercentage}}}

    {{#each ratingBreakdown}}
  • {{ratingValue}} Только отзывы с оценкой {{ratingValue}} зв.
  • {{/each}}

написать отзыв

    {{#each userReviews}}
  • {{this.UserNickname}} {{date this.SubmissionTime ../this.dateFormat}}

    {{#if this.Badges}} {{#if this.Badges.incentivizedReview}}

    Часть продвижения Этот рецензент получил вознаграждение за написание этого обзора. Вознаграждение может быть купоном, образцом продукта, билетом на участие в розыгрыше, баллами лояльности или иным ценным призом, выдаваемым за написание обзора на этот продукт.

    {{/if}} {{#if this.Badges.Expert}}

    Мнение эксперта Этот отзыв был написан экспертом индустрии после тестирования продукта, предоставленного Philips

    {{/if}} {{/if}}

    {{this.Title}}

    {{this.ReviewText}}

    {{#if this.IsRecommended}}

    Да, я рекомендую этот продукт

    {{/if}}
  • {{/each}}
{{this.UserNickname}} {{#with ContextDataValues}}
    {{#iff Gender ‘and’ Gender.Value}} {{#iff Gender.Value ‘eq’ ‘Male’}}
  • мужчина
  • {{/iff}} {{#iff Gender.Value ‘eq’ ‘Female’}}
  • Женщина
  • {{/iff}} {{/iff}} {{#iff Age ‘and’ Age.ValueLabel}}
  • Возраст  {{Age.ValueLabel}}
  • {{/iff}} {{#iff HowManyPeopleLiveInYourHousehold ‘and’ HowManyPeopleLiveInYourHousehold.ValueLabel}}
  • {{{replaceString ‘Членов семьи: {number}’ ‘{number}’ HowManyPeopleLiveInYourHousehold.ValueLabel}}}
  • {{/iff}}
  • {{{replaceString ‘Голосов: {number}’ ‘{number}’ ../TotalFeedbackCount}}}
{{/with}} {{date this.SubmissionTime ../this.dateFormat}} {{#if this.Badges}} {{#if this.Badges.verifiedPurchaser}}

Проверенный покупатель

{{/if}} {{#if this.Badges.incentivizedReview}}

Часть продвижения Этот рецензент получил вознаграждение за написание этого обзора. Вознаграждение может быть купоном, образцом продукта, билетом на участие в розыгрыше, баллами лояльности или иным ценным призом, выдаваемым за написание обзора на этот продукт.

{{/if}} {{#if this.Badges.Expert}}

Мнение эксперта Этот отзыв был написан экспертом индустрии после тестирования продукта, предоставленного Philips

{{/if}} {{/if}}

{{this.Title}}

{{this.ReviewText}}

{{#if this.IsRecommended}}

Да, я рекомендую этот продукт

{{/if}} {{#if this.AdditionalFields.Pros}} {{#with this.AdditionalFields.Pros}}

Достоинства:

{{Value}}

{{/with}} {{/if}} {{#if this.AdditionalFields.Cons}} {{#with this.AdditionalFields.Cons}}

Недостатки:

{{Value}}

{{/with}} {{/if}} {{#iff Photos.length ‘or’ Videos.length}}
    {{#each Videos}} {{#if VideoId}}
  • {{#if VideoThumbnailUrl}} {{else}} {{/if}}
  • {{/if}} {{/each}} {{#each Photos}} {{#iff Sizes ‘and’ Sizes.normal}} {{#if Sizes.normal.Url}}
  • {{/if}} {{/iff}} {{/each}}
{{/iff}} {{#if IsSyndicated}} {{#iff SyndicationSource ‘and’ SyndicationSource.Name}}

{{{replaceString ‘Оригинальная запись на {domain}’ ‘{domain}’ SyndicationSource.Name}}}

{{/iff}} {{/if}} {{#if this.ClientResponses}} {{#each this.ClientResponses}}

Ответ от Philips

{{Department}} {{date Date ../../../dateFormat}}

{{Response}}

{{/each}} {{/if}}

Был ли этот отзыв полезен? Да / Нет

Да • {{TotalPositiveFeedbackCount}} Нет • {{TotalNegativeFeedbackCount}}

Вы действительно хотите сообщить о нарушении правил этим пользователем? Сообщить / Отмена

{{/each}}

Наш сайт лучше всего просматривать с помощью последних версий Microsoft Edge, Google Chrome или Firefox.

Оптико волоконный кабель ОПт-8А4(2х4)-8,0кН в Воронеже (Оптико-волоконный кабель)

Оптико волоконный кабель ОПт-8А4(2х4)-8,0кН

Состав кабеля ОПт:

  • ЦОМ (центральный оптический модуль), сверху которого наложена наружная оболочка в виде цифры «8».
  • У оптического модуля имеется свободное пространство, заполненное гидрофобным компаундом.
  • Стальной трос использован в качестве периферийного элемента.

Кабели ОПт предназначены для аналоговой и цифровой передачи данных.

Выпускается на деревянных барабанах. ТУ У 31.3-00214534-047-2005»

Пример обозначения при заказе: «Кабель ОПт-4А4(1х4)-8 ТУ У 31.3-00214534-047-2005»

Технические характеристики кабеля ОПт:

Модель

Применение

Кол-во волокон (шт)

Температура окружающей среды (°С)

Наружный диаметр (мм)

Масса (кг/км)

Допустимое раздавл. Усиление, кН

ОПт

для подвеса на опорах линий связи и осветительной сети

от 16 до 48

от -40 до 70

7,7х16,2

120–200

От 2 – до 12

типы и характеристики оптического волокна

Применяемые типы оптических волокон

Одномодовые

Многомодовые

Е

ITU-T G.652B

A

(с расширенной

рабочей полосой

длин волн)

ITUT G.652D

С

(с ненулевой смещенной дисперсией)

ITU-T G.655

М

(с соотношением диаметров сердцевины и оболочки 50/125 мкм)

ITU-T G.651

В

(с соотношением диаметров сердцевины и оболочки –

62,5/125 мкм)

МЭК 60793-2

Характеристики оптических волокон

характеристики

Тип оптического волокна

одномодового

многомодового

Е

A

С

М

В

геометрические

Диаметр сердцевины, мкм

50±3

62,5±3

Диаметр оболочки, мкм

125±1

125±1

125±1

125±1

125±1

Некруглость оболочки, %, не более

1,0

1,0

1,0

2,0

2,0

Неконцентричность сердцевины и оболочки, мкм, не более

3

3

Неконцентричность модового поля и оболочки, мкм, не более

0,5

0,5

0,5

Диаметр защитного покрытия, мкм

245±5

245±5

245±5

245±10

245±10

оптические

Рабочая длина волны, нм

1310

1550

1310

1625

1550

1625

850

1300

850

1300

Коэффициент затухания, дБ/км, не более

— на длине волны 1310 нм

0,36

0,35

— на длине волны 1550 нм

0,22

0,21

0,22

— на длине волны 1625 нм

0,23

0,25

— на длине волны 1300 нм

0,7

0,7

— на длине волны 850 нм

2,5

3,0

Коэффициент хроматической дисперсии, пс/нм·км, не более:

— в интервале длин волн (1285 — 1330) нм

≤ 3,5

≤ 3

— в интервале длин волн (1525 -1565) нм

≤ 18

≤ 18

2,0 .. 6,0

— в интервале длин волн (1565 — 1625) нм

≤ 22

4,5 .. 11,2

Длина волны нулевой дисперсии, нм

1300 .. 1324

1302 .. 1322

Наклон дисперсионной характеристики в области длины волны нулевой дисперсии, пс/нм2·км, не более

0,093

0,09

Длина волны отсечки, нм, не более

1260

1260

1450

Диаметр модового поля, мкм

— на длине волны 1310 нм

(от 8,6 до 9,5)±0,7

9,2±0,4

— на длине волны 1550 нм

10,3±0,5

(от 8,0 до 11,0)±0,7

Коэффициент широкополосности, МГц·км, не менее

500

500

Числовая апертура

0,20±0,02 или 0,23±0,02

0,275±0,015

Оптико волоконный кабель для прокладки и монтажа ВОЛС

Оптико волоконные кабели являются самыми современными кабелями связи. Область применения оптических кабелей очень широкая. На рынке представлено большое количество марок кабеля отечественного и зарубежного производства по разным ценам. Как правило цена на оптико волоконный кабель который выпускается в России ниже, цены импортного кабеля той же марки. Разные типы оптико-волоконных кабелей для различных сфер применения, отличаются техническими характеристикам. Технология ВОЛС занимает лидирующее место, в строительстве оптико волоконные кабели получают все большее применение и вытесняют медные кабели.

Качественный кабель не обязательно должен быть импортным. В последние годы большинство отечественных заводов прошли через модернизацию, что повысило качество выпускаемой продукции. В стране бурными темпами идет прокладка оптико волоконных линий и возникший спрос на кабель стараются обеспечить российским продуктом. Российские кабельные заводы выпускают кабельную продукцию мирового уровня, которой по силам соревноваться с именитыми кабельными брендами. Заводы производители имеют развитую дилерскую сеть, со складов по всей территории России имеется возможность купить оптико волоконный кабель и провод оптом и в розницу.

Большое количество производителей создают высокую конкуренцию на кабельном рынке. Чтобы быть лидерами, компании проводят исследования свойств и области применения оптико волокна, на заводах внедряют инновационные разработки, повышается эффективность оптического кабеля. Разрабатываются методики и технологии позволяющие выпустить на рынок качественный технологичный продукт.

В каких областях находит применение оптико-волоконный кабель? В зависимости от типа исполнения кабель может прокладывать по трубопроводу, в тоннелях, в кабельных коллекторах, используется оптико-волоконный кабель и для прокладки в кабельной канализации. Для эксплуатации в специфичных условиях на заказ выпускается специальный кабель с индивидуальными техническими характеристиками.

This entry was posted in Статьи. Bookmark the permalink. Follow any comments here with the RSS feed for this post. Both comments and trackbacks are currently closed.

Россия. Волоконная оптика XXI век. — Фотон-Экспресс

Компании, команды, лидеры, технологии

В первом номере журнала «Фотон-Экспресс» за 2015 год стартовал наш проект «Россия. Волоконная оптика XXI век».

В проекте мы рассказываем о компаниях, командах, лидерах внесших большой вклад в развитие волоконной оптики в России. Рассказываем о важных, значимых, перспективных технологиях, направлениях, достижениях, событиях.

За это время вышли следующие номера журнала в рамках проекта «Россия. Волоконная оптика XXI век».

 

«

Фотон-Экспресс»№1(121). «Центр ВОСПИ». Надежные решения для России. «ЗРК «Печера» и оптическое волокно. В будущее вместе».

Направление – волоконная оптика, работающая в жестких, экстремальных условиях, волоконная оптика  для оборонки.

«Фотон-Экспресс» №2(122).  «Открытие нового кабельного завода OFS». «Мировые технологии работают на Россию».

Событие – открытие завода. Мировые технологии и мировой опыт для России.

 

«Фотон-Экспресс» №4(124). «Высокопрочные оптические волокна и морские оптические кабели теперь и в России».

Событие – открытие нового цеха кабельного завода.. Направление – высокопрочные оптические волокна, морские оптические кабели.

«Фотон-Экспресс» №5(125). «Безграничные возможности волоконной оптики» (о волоконных системах мониторинга).  «Мониторинг состояния инфраструктурных объектов – новые возможности волоконной оптики».

 

«Фотон-Экспресс» №8(128). « Любое суверенной государство должно иметь сильную службу метрологии». «Эталонная база ВНИИОФИ в области волоконно-оптических систем передачи информации»

Событие – юбилей ВНИИОФИ. Направление — метрология

 

«Фотон-Экспресс» №1(129). «50 лет волоконной оптике». «Юбилей академика Е.М. Дианова». «От терра-эры к пета-эре».

«Фотон-Экспресс» №2(130). «Супертел. Надежные решения для России». «ОАО «Супертел». Мы создаем безопасные сети».

Направление – оборудование для ВОСПИ, доверенные решения.

«Фотон-Экспресс» №3(131)  «Умный завод или 4П ИНКАБа».

Направление – кабельный завод, лидеры отрасли.

 

«Фотон-Экспресс» №4(132)  «Академик А.М. Прохоров. Всегда на переднем крае науки». «История создания волоконных световодов с малыми потерями в СССР». «Истоки прорывных разработок по новым материалам в фотонике»

Событие – юбилей Нобелевского лауреата. История советской волоконной оптики.

В текущем номере «Фотон-Экспресс» №5(133)  (сентябрь 2016 г.)  в проекте «Россия. Волоконная оптика XXI век» представлен журнал «Фотон-Экспресс».

 

 

 

 

Премия Джона Тинделя. Мировое сообщество подтверждает наш проект «Россия. Волоконная оптика XXI век»

О компания, командах, лидерах, технологиях, внесших значительный вклад в развитие волоконной оптики.

Еще раз о волоконной оптике. Волоконной оптике в России. Проект «Россия. Волоконная оптика XXI век».

Редакция журнала «Фотон-Экспресс» считает, что мы живем в век победившей волоконной оптики.

Волоконной оптике нет и 50 лет, но за это время с 70-х годов прошлого века  пройден удивительный, фантастический по своим результатам путь. Наиболее очевидны успехи волоконной оптики в телекоммуникациях.  Достаточно сказать, что скорости в волоконно-оптических системах передачи информации (ВОСПИ) выросли в 1000000 раз !!!  ( с десяток Мбит/с до десяток Тбит/с). Созданы совершеннейшие технологии: производства оптического волокна (ОВ), волоконно-оптического кабеля (ВОК), строительства, обслуживания ВОСПИ. Волоконная оптика была, есть и будет основой перехода человечества в новую эпоху – информационную эру.

Считаем, что волоконно-оптические технологии – одни из немногих, в которых России есть чем гордиться. При всех проблемах, в настоящее время создана современная промышленность производства ВОК —  российские кабельные заводы выпускают все виды оптического кабеля для телекоммуникационных нужд. В России реализуются крупнейшие по мировым меркам телекоммуникационные проекты ( «фотонизация» страны в рамках проекта «Устранение цифрового неравенства», крупнейшие GPON сети доступа (МГТС), современные ДАТА-Центры, подводные ВОСПИ и др.). Разрабатывается, производится российское оборудование с терабитными рекордными скоростями. Эти достижения мирового класса получены, в том числе, благодаря использованию современных подходов в организации бизнеса, широкой кооперации,  использования мирового опыта и лучших мировых решений. Да, пока нет российского волокна и российских микросхем, но мировые лидеры конкурируют за сотрудничество с нашим бизнесом (США, Европа, Китай, Индия). Есть определенное продвижение в российском производстве ОВ.

В 2015 г. отрыт проект журнала «Фотон-Экспресс» «Россия. Волоконная оптика XXI век». Мы публикуем материалы о компаниях, командах, технологиях, а главное – лидерах, внесших значительный вклад в развитие волоконной оптики в России.

Зачем этот проект? Россия такая страна. Нам нельзя без драйва. Впереди большие задачи, которые просто не решаются.

Вышло более десяти номеров с проектом.

И все же, наряду с поддержкой проекта, звучали голоса пессимистов/скептиков – «не надо придумывать, — не может быть у России значимых достижений мирового уровня»

И вот пришло сообщение – наш «волоконный» академик Евгений Михайлович Дианов (см. «Фотон-Экспресс» №1(129)) удостоен престижной премии Американского оптического общества за достижения в волоконной оптике.

Впереди новые победы!

Редакция журнала «Фотон-Экспресс», с вашей поддержкой, планирует продолжать проект «Россия. Волоконная оптика XXI век»

 

Сайт в разработке

Подписчики «Фотон-Экспресс» получают доступ к архивным номерам.

Предлагаем вам подписку на 2018 год. Пришлите запрос на [email protected] ,  либо оплатите счет на годовую  подписку:  Счёт бн 6400 (1/2 года  Счёт бн 3200) 

 

 

Аварийный оптико-волоконный кабель

 

Аварийный оптико-волоконный кабель относиться к области электросвязи и может быть использован при построении систем аварийной внутрикорабельной связи.

Достигаемым техническим результатом является повышения надежности и живучести кабеля при его работе в агрессивных средах, за счет того, что оптические волокна выполнены из кварца со ступенчатым профилем показателя преломления в полиамидной оболочке, а компаунд заполнитель представляет собой желеобразное вещество по показателю преломления близкое к оптическому волокну, причем водозащитные ленты выполнены из металлической фольги и имеют противоположное направление намотки относительно друг друга, поверх всего надета гофрированная трубка, а наружный защитный чехол выполнен из полиэтилена высокой плотности.

Ил.1.

Полезная модель относится к области электросвязи и может быть использована при построении систем аварийной внутрикорабельной связи. Аварийный оптико-волоконный кабель должен работать в условиях агрессивной среды. Под агрессивной средой понимается воздействие ряда факторов: высокая температура, воздействие нефтепродуктов и химических веществ, наличие электрических разрядов, работа в условиях морской воды, прокладка кабеля с большим радиусом изгиба, наличие грызунов и насекомых.

Известен Волоконно-оптический кабель, патент Франции 2778753 А1 кл. G02В 6/44, 1999 г. Кабель содержит волоконный световод, заключенный в оболочку с продольными упрочняющими элементами. Поперечное сечение оболочки имеет форму овала с малой осью, упрочняющие элементы расположены симметрично относительно указанной оси.

Прототипом заявляемого кабеля является Патент США 5999677 1999 г. Волоконно-оптический кабель. ВОК, состоящий из оптических волокон, сердечника на основе трубки, армирующих и защитных покровов и наружной оболочки.

Недостатками, как аналога, так и прототипа является то, что они не могут работать в условиях агрессивной среды. Не обеспечивают длительную работу при большой температуре, например 140°C. Прочность кабеля на разрыв составляет всего 300 кГ, при этом кабель не имеет водозащиту и т.д.

Целью полезной модели является повышения надежности и живучести кабеля при работе его в агрессивных средах.

Поставленная цель достигается тем, что аварийный оптико-волоконный кабель, состоящий из оптических волокон, сердечника на основе центральной трубки, армирующих и защитных покровов и наружной оболочки, оптические волокна выполнены из кварца со ступенчатым профилем показателя преломления в полиамидной оболочки, а компаунд заполнитель представляет собой желеобразное вещество по показателю преломления близкое к оптическому волокну, причем водозащитные ленты выполнены из металлической фольги и имеют противоположное направление намотки относительно друг друга, поверх всего надета медная гофрированная трубка, а наружный защитный чехол выполнен из полиэтилена высокой плотности.

На Фиг. показано поперечное сечение оптико-волоконного кабеля. Кабель состоит из:

1 — пучков оптического волокна;

2 — компаунда заполнителя;

3 — внутренней защитной трубки;

4 — водозащитной ленты 1;

5 — водозащитной ленты 2;

6 — защитного чехла из полиэстера;

7 — гофрированной металлической трубки;

8 — наружного защитного чехла.

Пучки оптического волокна 1, содержат до 18 волокон, выполненных из кварца со ступенчатым показателем преломления в полиамидной оболочке с затуханием 3 дБ/км. Диаметр сердцевины 80 мкм, числовая апертура составляет 0,26, a f=400 МГц/км.

Компаунд заполнитель 2, представляет собой желеобразное вещество по показателю преломления близкое к самому волокну.

Внутренняя защитная трубка 3, внутри которой проходят оптические волокна 1, изготовлена из полиэстера.

Водозащитные ленты 4 и 5, выполнены из металлической фольги и имеют противоположное направление намотки относительно друг друга.

Поверх лент 4 и 5 нанесен защитный чехол 6, выполненный из полиэстера. Поверх всего надета медная гофрированная трубка 7, она служит для предохранения пучков оптических волокон 1 от механических повреждений при прокладке кабеля и защиты от электромагнитных импульсов.

Наружный защитный чехол 8 выполнен из полиэтилена высокой плотности, не выделяющего галогенов при горении, и служит для защиты кабеля от микроорганизмов, грызунов и химических веществ.

Сечение оптико-волоконного кабеля по наружному диаметру составляет 19 мм. Внутренняя защитная трубка 3 ОВК изготовлена из полиэстера, внутри нее проходят оптические волокна 1 которые находятся в компаунд-заполнителе 2. Пучок волокон содержит до 18 волокон. Внутренняя защитная трубка 3 обернута водозащищенной лентой 4. Далее нанесены два слоя из высокопрочного стекловолокна и вторая водозащищенная лента 5, имеющая противоположное первой направление намотки. Поверх нанесен защитный чехол 6 из полиэстера.

Все перечисленные элементы составляют сердцевину ОВК. Поверх всего надеты медная гофрированная труба 7, и внешний защитный чехол 8.

АОВК успешно прошел предварительные испытания и рекомендован к серийному производству.

Испытания на стойкость к внешнему воздействию включало циклическое воздействие температуры от 85°C до 140°C в течение 30 суток. После этих испытаний коэффициент затухания не превышал заданного значения.

В процессе испытаний опытные образцы оптических волокон подвергались воздействию температуры 180°C в течение 180 суток. Гофрированная медная трубка проходила испытания на коррозийную стойкость в автоклаве в 3,5% раствора хлористого натрия в течение 30 суток при температуре 140°C. Прочность кабеля на разрыв составляет 1800 кг. Минимальный радиус изгиба 10 диаметров кабеля. ОВК выдерживает импульсный ток растекания величиной 110 кА (60 мкс).

На графике показана зависимость коэффициента затухания сигнала (ДБ/км) от количества волокон в кабеле для длины волны 1550 нм.

От использования заявляемой полезной модели следует ожидать повышения механической прочности на порядок, теплостойкости в 3-4 раза и надежности работы кабеля в аварийных условиях по сравнению с существующими корабельными кабелями.

Аварийный оптико-волоконный кабель, состоящий из оптических волокон, сердечника на основе центральной трубки, армирующих и защитных покровов и наружный защитный чехол, отличающийся тем, что оптические волокна выполнены из кварца со ступенчатым профилем показателя преломления в полиамидной оболочке, а компаунд-заполнитель представляет собой желеобразное вещество, по показателю преломления близкое к оптическому волокну, причем водозащитные ленты выполнены из металлической фольги и имеют противоположное направление намотки относительно друг друга, поверх всего надета гофрированная трубка, а наружный защитный чехол выполнен из полиэтилена высокой плотности.

Что такое оптическое волокно?

Состав оптического волокна

Мы рассмотрели аналогию волоконно-оптических сетей, которая сравнивает их с дорожной сетью. Однако само волокно крошечное — примерно такого же диаметра, как прядь человеческого волоса, — и трафик, который он передает, имеет форму света. Человеческому глазу свет кажется белым, но на самом деле он состоит из множества цветов, каждый из которых может быть отдельным каналом трафика на своей фиксированной полосе.

Волокно обычно изготавливается из чистого кварца (стекла) из-за его чистых качеств и свойств, которые придают ему хорошее полное внутреннее преломление, эффект, который лежит в основе волоконно-оптической связи.В основном оптическое волокно состоит из сердцевины, оболочки и покрытия.

Свет проходит по сердцевине, защищенной оболочкой, препятствующей выходу света — это полное внутреннее преломление/отражение. Из-за свойств кремнезема свет отражается внутри ядра, а не убегает, как если бы отражался от зеркала. Это можно делать даже в горах и за углами, создавая световые импульсы, которые делают возможной передачу данных внутри оптоволоконного кабеля.Покрытие добавляется для защиты от повреждений и влаги.

Типы оптического волокна

Существует два основных типа волокна, каждое из которых имеет свое применение. Это многомодовое (MM) волокно, которое имеет большую сердцевину и допускает несколько путей через волокно, и одномодовое (SM) волокно, которое имеет только один путь через сердцевину гораздо меньшего размера.

  Многомодовое волокно Одномодовое волокно
Диаметр покрытия 250 мкм 250 мкм
Диаметр оболочки 125 мкм 125 мкм
Диаметр сердцевины 62.5 мкм (градуированный индекс) 9 мкм
  50 мкм (Ступенчатый индекс)

 

Многомодовое оптическое волокно

Многомодовый оптоволоконный кабель позволяет нескольким модам света проходить через большую сердцевину, что, в свою очередь, увеличивает количество отражений при прохождении света. Преимущество этого типа волокна заключается в том, что можно использовать недорогие приемопередатчики, но при этом возникает большая дисперсия и затухание.Короче говоря, это означает, что размер сердцевины оставляет так много места для отражения света при его передаче по волокну, что качество сигнала быстро ухудшается. Он также не может быть усилен, что означает, что он подходит только для коротких расстояний, где можно использовать более простые и дешевые приемопередатчики. То есть там, где нужно недорогое решение.

Для любого расстояния более 200-300 метров многомодовое волокно не подходит. Чаще всего он встречается там, где эти короткие расстояния — это все, что нужно, например, внутри центра обработки данных.Примером этого является волокно OM4, способное обрабатывать сигналы трафика 10 и 100G на расстоянии до 100 метров.

Существует два основных типа многомодового волокна:

Многомодовое волокно с градиентным показателем преломления

 

В настоящее время это наиболее распространенный тип многомодового волокна. В многомодовом волокне с градиентным показателем преломления свет, проходящий вблизи оси, распространяется медленнее, чем свет вблизи оболочки, что приводит к лучшей группировке световых лучей. Таким образом, показатель преломления постепенно уменьшается от центральной оси к оболочке.

 

Многомодовое оптоволокно со ступенчатым индексом

 

В этом типе многомодового волокна свет распространяется различными зигзагообразными и прямыми путями, отражаясь от оболочки. В результате разные «режимы» света достигают другого конца волокна в разное время. Когда различные моды начинают распространяться, сигнал частично теряет свою форму.

 

Одномодовое оптическое волокно

Одномодовое оптическое волокно имеет меньшую сердцевину, чем многомодовое волокно, и пропускает свет только одной моды.Поскольку отражений света меньше, этот тип имеет самое низкое затухание сигнала, и свет может распространяться дальше. Он взаимодействует с одномодовой оптикой, которая использует лазеры в качестве источника света, посылая одну длину волны по прямой линии вниз по волокну. Оно по-прежнему имеет ту же оболочку толщиной 125 мкм, что и многомодовое волокно, но сердцевина обычно имеет толщину 9 мкм, а не 50 мкм и более.

Одномодовое волокно

имеет более высокую пропускную способность и является наиболее подходящим типом волокна для сетей на большие расстояния.Он также бывает нескольких типов, оптимизированных для разных участков волокна.

 

Волокно без смещения дисперсии

Волокно без сдвига дисперсии (NDSF) было наиболее распространенным типом волокна, устанавливаемого в 1980-х годах. Он был оптимизирован для участка волокна 1310 нм — длины волны для оптических сетей до того, как системы мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) стали обычным явлением. NDSF имеет низкую дисперсию в этом диапазоне, что означает, что он не позволяет очень большому количеству света отражаться в ядре.Но при 1550 нм, диапазоне, в котором находятся современные системы WDM, он имеет гораздо более высокую дисперсию, а это означает, что расстояние для подключения ограничено.

Волокна со смещенной дисперсией

Существует два типа волокон со смещенной дисперсией. Основной тип волокна со смещенной дисперсией оптимизирован для использования на длине волны 1550 нм, но ограничен работой с одной длиной волны, что делает проблематичным его использование с некоторыми типами современных систем WDM. Существует также волокно с ненулевым смещением дисперсии, которое имеет гораздо меньшую дисперсию и является предпочтительным оптическим волокном для развертывания новых волокон.Это самый полезный из всех типов одномодовых волокон для систем DWDM с высокой пропускной способностью и высокой скоростью передачи данных.

Справочник по оптоволокну


Оптический Волокно

Волоконная оптика — это средство связи, которое работает отправляя оптические сигналы по тонким, как волос, нитям очень чистое стекло или пластиковое волокно.Свет «направляется» вниз по центру волокна, называемого «основной». Ядро окружено оптическим материалом называется «оболочкой», которая улавливает свет в ядра с использованием оптического метода, называемого «общим внутреннее отражение». Само волокно покрыт «буфером», так как он предназначен для защиты волокно от влаги и физических повреждений.Буфер это то, что снимают с волокна для заделки или сращивание.




сердцевина и оболочка большинства волокон изготовлены из ультрачистое стекло, хотя некоторые волокна полностью пластиковая или стеклянная сердцевина и пластиковая оболочка.То ядро спроектировано так, чтобы иметь более высокий индекс преломление, оптический параметр, который является мерой скорости света в веществе, чем облицовки, что вызывает «полное внутреннее отражение», чтобы улавливать свет в ядре до определенный угол, который определяет числовое отверстие волокна. Более технические подробности ниже.

Стекловолокно покрыто защитным пластиком покрытие, называемое «первичным буферным покрытием», которое защищает его от влаги и других повреждений. Более защиту обеспечивает «кабель», который имеет волокна и силовые элементы внутри внешнего защитное покрытие, называемое «куртка».


Также см. ФОА Лекция 60 Как работает оптоволокно (видео)  Волоконно стеклянные оптические волокна изготовлены из материала, все считают хрупким, это сверхчистое стекло на самом деле довольно гибкий и в 3 раза прочнее, чем стали и в 6 раз прочнее титана по крупнейший производитель оптического волокна Corning.


 
Волокно Типы: многомодовый и одномодовый, Размер сердцевины/оболочки

два типа волокна — многомодовые и одномодовые. В рамках этих категорий волокна идентифицируются по их основной состав (ММ ступенчатый индекс или градуированный индекс) и диаметры сердечника/оболочки, выраженные в микронах (одна миллионная метра), т.е.грамм. 50/125 мкм градуированный индекс многомодовое волокно. Большинство стеклянных волокон имеют размер 125 микрон. по внешнему диаметру — микрон составляет одну миллионную метра и 125 микрон составляет 0,005 дюйма- немного больше, чем типичный человеческий волос.

Многомодовый в волокне свет проходит в сердцевине многими лучами, называются модами.Он имеет более крупное ядро ​​(почти всегда 50 или  62,5 мкм), который поддерживает передача нескольких мод (лучей) света. Многомодовый обычно используется со светодиодными источниками. на длинах волн 850 и 1300 нм (см. ниже!) для более медленные локальные сети (LAN) и лазеры на 850 (VCSEL) и 1310 нм (лазеры Фабри-Перо) для сети, работающие со скоростью гигабит в секунду или более.

Одномодовый волокно имеет гораздо меньшую сердцевину, всего около 9 микрон, так что свет распространяется только в одном луче (моде). используется для телефонии и CATV с лазерными источниками на 1310 и 1550 нм, потому что он имеет меньшие потери и практически бесконечная полоса пропускания.

1300 или 1310нм?
Fiber наполнен жаргоном, который является традиционным и часто тупые по смыслу.Выпуск 1300/1310 восходит к прошлому к началу. Длинноволновые лазеры AT&T были статистически сосредоточен вокруг 1310 нм (но варьировался от 1290-1330 или больше) поэтому приняли 1310нм номенклатура. Светодиоды с более широким и разнообразным спектром выход (~1260-1350нм с шириной спектра 60-150нм в зависимости от конструкции) стала называться 1300нм устройства.
Когда NBS (теперь NIST) создал стандарт калибровки для измерители мощности, они использовали 850, 1300 и 1550 нм, поэтому измеритель калибровка обычно проводится на этих длинах волн, хотя некоторые производители предлагают как 1300, так и 1310 или называют это 1300/1310, потому что это несущественная разница в калибровка.
Пластик Оптическое волокно (POF) имеет большое ядро ​​(около 1 мм) волокно, обычно ступенчатый индекс, которое используется для короткие, низкоскоростные сети.

ПК/ГКС (пластиковый или твердый кварц, пластиковая оболочка на стеклянная сердцевина) имеет меньшую стеклянную сердцевину (около 200 микрон) и тонкой пластиковой оболочкой.

Волокно типы.Слева на чертеже показана сердцевина/оболочка. диаметры. В правой части рисунка показан индекс профиль волокна. Профиль индекса показывает относительный показатель преломления материала, используемого в изготовление волокна.

Всего внутренних Отражение

Показатель преломления стекла или любого оптического материала является мерой скорости света в материале и изменения в показателе преломления являются причиной того, что свет изгиб — как показано на этом фото пластикового стержня в пруд:

Дальше под определенным углом преломление заставит свет отражается от поверхности.Оптическое волокно использует это отражение, чтобы «захватить» волокно в сердцевине волокна за счет правильный выбор материалов для сердцевины и оболочки показатель преломления, при котором весь свет отражается, если угол света ниже определенного угол. Мы называем это «полным внутренним отражением».


Есть угол, который для любого заданного волокна определяет общую внутреннее отражение.Под более высокими углами луч света будет преломляться, но недостаточно, поэтому он теряется в оболочка волокна. Ниже этого угла будет отражается обратно в сердцевину волокна и передается на конец волокна. Угол всего внутреннее отражение определяет «числовую апертуру» (NA) волокна, стандартная спецификация волокна.

Подробнее о полном внутреннем отражении в оптическом волокне.


Многомодовое волокно со ступенчатым индексом

Многомодовое волокно

со ступенчатым индексом было первым волокном. дизайн. Сердцевина многомодового волокна со ступенчатым индексом изготовлена полностью из одного типа оптического материала и оболочка — это еще один тип с различными оптическими характеристики. Он имеет более высокое затухание и слишком медленный для многих применений из-за дисперсии, вызванной разная длина пути в разных режимах путешествие в ядре.Волокно с ступенчатым индексом распространено не так широко. б/у — только POF и PCS/HCS (пластиковые или твердосплавные кварц, пластиковая оболочка на стеклянном сердечнике) используйте ступеньку дизайн индекса сегодня. POF в основном используется для потребительских аудио- и телесвязь.




Многомодовое волокно с градиентным показателем преломления

Многомодовое волокно с градиентным показателем преломления использует варианты состав стекла в сердцевине для компенсации разная длина пути мод.Это предлагает пропускная способность в сотни раз больше, чем у оптоволокна со ступенчатым индексом — примерно до 4 гигагерц/км. Используются два типа, 50/125 и 62,5/125, где цифры обозначают диаметр сердцевины/оболочки в микронах. Многомодовое волокно с градиентным показателем преломления в основном используется для локальные сети, локальные сети, оптоволокно на рабочий стол, системы видеонаблюдения и другие системы безопасности.
Волокно с градуированным индексом (GI) изготавливается из материалы в ядре, которые выбраны для минимизации модальных дисперсия, вызванная разной длиной пути по волокну передаются разные моды.То профиль основного индекса изогнут, а точнее парабола. с нижним индексным стеклом на внешней стороне сердечника. То стекло с более низким индексом пропускает световые лучи с большим углом (называемые режимами высокого порядка) быстрее чем стекло с более низким индексом вблизи центра сердцевины.

     
Профиль индекса сердцевины многомодового оптоволокна GI не непрерывно, что трудно, если вообще возможно, производства, но ступенчато, от сотен шагов до тысячи в зависимости от конструкции волокна и производственный процесс.Когда режим света проходит каждый шаг, он слегка сгибается, пока не отразится обратно к сердцевине волокна.
Кому помогите визуализировать слои в волокне, рассмотрите Линза Френеля , «плоская» линза из кольцевых колец. из стекла, которые приближаются к обычной линзе. Эти линзы используются в маяках, таких как этот:

Линза Френеля, подобная той, что используется на маяке, плоская линза, состоящая из сегментов обычной линзы.


Показатель преломления связан со скоростью света в волокно; N=C/V, поэтому более высокий показатель преломления указывает на то, что свет распространяется с меньшей скоростью (V) относительно скорости света в вакууме (с.) Так как свет переходит в более низкий показатель преломления материала снаружи сердечника, он ускоряет по сравнению со скоростью в центре ядра.К тщательно проектируя и изготавливая волокно, вы можете получить среднюю скорость режима более высокого порядка примерно так же, как режимы, идущие прямо вниз волокно, уменьшая модовую дисперсию.

В то время как большая часть волокна с плавным показателем преломления полностью состоит из стекла, есть также некоторые волокна GI POF.

Одномодовое волокно

Одномодовое волокно сжимает сердцевину настолько мало, что свет может распространяться только одним лучом или модой, отсюда и название одиночный режим.
     

Поскольку режим только один, проблем с модальная дисперсия и выбор материала сердцевины могут уменьшить хроматическую дисперсию (см. ниже), которая увеличивает пропускная способность почти до бесконечности — но это практически ограничен около 100 000 гигагерц — это еще много! Одномодовое волокно имеет диаметр сердцевины 8-10 микрон, указывается как «диаметр поля моды», эффективный размер сердцевины и диаметром оболочки 125 мкм.Специальное волокно

было разработано для приложений которые требуют уникальных технических характеристик волокна. В оптоволокне используются одномодовые волокна, легированные эрбием. усилители, устройства, использовавшиеся в чрезвычайно длительном дистанционные сети для регенерации сигналов. Волокна оптимизирован для полосы пропускания на длинах волн, подходящих для DWDM систем или для обращения хроматической дисперсии.Этот является активной областью развития волокон.

Нечувствительные к изгибу волокна

Затухание оптического волокна чувствительно к нагрузке как при слишком тугом изгибе волокна, особенно с патчкордами и волокнами в плотных ограждения. Стресс заставляет свет выходить из ядра волокно, вызывающее потерю.Модификация волокна индексный профиль, добавляющий слой стекла с низким индексом вокруг ядра, обычно называемого оптическим желобом, который направляет или отражает свет, потерянный от ядра, обратно в сердцевину может сделать волокно гораздо менее чувствительным к потери на изгиб. Это можно сделать как с многомодовым и одномодовые волокна.

 

Многие волокна теперь доступны как нечувствительные к изгибам. волокон, включая большинство многомодовых волокон.Одиночный режим волокна, используемые в патч-кордах, высокое волокно малого диаметра подсчитывать кабели, называемые микрокабелями и специальными кабелями обычно волокна нечувствительны к изгибу.

 Подробнее на нечувствительных к изгибу волокнах.

 


Производство Оптическое волокно

производство оптического волокна до субмикронного точность представляет собой интересный процесс, связанный с созданием сверхчистого стекла и вытягивая его в нити размером с человеческий волос.Процесс начинается с изготовление преформы, стеклянного стержня большого диаметра который имеет точно такое же оптическое сечение, как волокна, но в сотни раз больше. Конец стержень нагревается и тонкая нить волокна сняты с производства и намотаны на большие катушки. После изготовления волокно тестируется, а затем изготавливается. в кабель.


Здесь более информация о производстве волокна.

Волокно Размеры и типы: оптоволокно бывает двух типов: одномодовое и многомодовый.За исключением волокон, используемых в специальных приложений одномодовое волокно можно рассматривать как один размер и тип. Если вы имеете дело с дальней связью или подводные кабели, вам, возможно, придется работать по специальности одномодовые волокна.

Относительные размеры всех волокон

Сравнение размеров сердцевины/оболочки

Другой взгляд на волокно — Оптическое волокно Семейное древо


Для получения информации о различных обозначениях значит, смотрите таблицу ниже или переходите здесь.

Многомодовые волокна изначально выпускались нескольких размеров, оптимизирован для различных сетей и источников, но данные промышленность стандартизировала волокно с сердцевиной 62,5 в середине 80-х годов. (волокно 62,5/125 имеет сердцевину 62,5 микрона и 125 микрон облицовка. Теперь это стандартное волокно OM1.) Недавно поскольку гигабитные и 10-гигабитные сети получили широкое распространение используется, старая конструкция волокна была возрождена.50/125 оптоволокно использовалось с конца 70-х годов с лазерами для телекоммуникаций приложений до того, как одномодовое волокно стало доступным. Волокно 50/125 (стандарт OM2) обеспечивает более высокую пропускную способность с лазерные источники, используемые в гигабитных локальных сетях, и могут позволить гигабитные каналы для связи на большие расстояния. Более новый OM3 или оптимизированное для лазера волокно 50/125 сегодня рассматривается большинством быть лучшим выбором для многорежимных приложений.Волокно OM4 — это волокно с более высокой пропускной способностью для сетей 10G+. OM5 — широкополосное многомодовое волокно, оптимизированное для длины волны мультиплексирование с разделением с помощью VCSEL в диапазоне 850-950 нм спектр.

Для определения типов волокон в кабеле существуют стандартизированные цветовые коды для покрытой оболочки кабеля по ТИА-598. Здесь более подробная информация о цветовых кодах для кабелей и соединители.

Волокно Типы и типовые характеристики
(OM/OS относится к типам TIA, B относится к IEC типов, G относится к типам МСЭ)
Сердцевина/оболочка  Затухание Полоса пропускания  Приложения/Примечания
Многомодовый градуированный индекс
  @850/1300 нм @850/1300 нм  
50/125 мкм (ОМ2, Г.651.1) 3/1 дБ/км 500/500 МГц-км  Лазерный для локальных сетей GbE
50/125 мкм (ОМ3, G.651.1) 2.5/0,8 дБ/км 1500/500 МГц-км  Оптимизировано для 850 нм VCSEL
50/125 мкм (ОМ4, G.651.1) 2,5/0,8 дБ/км 3500/500 МГц-км  Оптимизировано для 850-нм VCSEL, более высокая скорость
50/125 мкм (OM5) 2.5/0,8 дБ/км 3500/500 МГц-км  Широкополосный MMF, оптимизированный для WDM 850–950 нм VCSEL, более высокая скорость
 62,5/125 микрон (OM1) 3/1 дБ/км 160-200/500 МГц-км ЛВС волокно
 100/140 микрон   3/1 дБ/км 150/300 МГц-км  Устарело
Одиночный режим
  @1310/1550 нм*    
9/125 микроны (ОС1 В1.1 или G.652)  0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКО!
~100 Терагерц
Одномодовый волокна, чаще всего для Telco/CATV/высокоскоростные локальные сети.ОС1 — это обозначение TIA-568 для оптоволоконных кабелей SM для использование помещений с более высоким уровнем затухания — 1 дБ/км. Все волокна SM имеют низкий уровень содержания воды. пиковое волокно.
9/125 микроны (OS2, B1.2 или G.652)  0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКО!
~100 Терагерц
Низкий водный пик волокна.OS2 — это обозначение TIA-568 для оптоволокна SM. с кабелем для наружного использования.
9/125 микроны (B2 или G.653)  0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКО!
~100 Терагерц
 Рассеивание сдвинутое волокно
9/125 микроны (В1.2 или G.654)  0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКО!
~100 Терагерц
 Отсечка сдвинутое волокно
9/125 микроны (В4 или Г.655)  0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКАЯ!
~100 Терагерц
 Ненулевой волокно со смещенной дисперсией
9/125 микрон (Г.657)
 0,4/0,25 дБ/км
ВЫСОКАЯ!
~100 Терагерц
Нечувствительный к изгибам волокно
Многомодовый Ступенчатый индекс
  @850 нм @850 нм  
 200/240 микрон  4–6 дБ/км  50 МГц-км Медленно локальные сети и ссылки
ПОФ (пластиковое оптическое волокно)
   @ 650 нм   @ 650 нм  
 1 мм  ~ 1 дБ/м  ~5 МГц-км  Короткий Ссылки и автомобили

*Некоторые стандарты теперь включают затухание на длине волны 1383 нм (вода пик), который обычно не выше 1310 нм.

ВНИМАНИЕ! Нельзя смешивать волокна! Пытаясь подключение одномодового волокна к многомодовому может вызвать 20 дБ потери — это 99% мощности. Даже связи между 62,5/125 и 50/125 могут привести к потере 3 дБ и более — более половины мощности. Более на несовместимых волокнах.

Спецификации волокна

Обычными спецификациями волокна являются размер (диаметр сердцевины/оболочки в микронах), затухание коэффициент (дБ/км на соответствующих длинах волн) и пропускная способность (МГц-км) для многомодового волокна и хроматического и поляризационно-модовая дисперсия одномодового волокна.Пока производители имеют другие спецификации для проектирования и производство волокна в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как числовая апертура (угол приема света в волокно), овальность (насколько круглое волокно), концентричность сердечника и оболочки и т. д., эти спецификации обычно не влияют на пользователей, которые указывают волокна на покупку или установку.Здесь более подробная информация о тестировании спецификаций оптоволокна.

Некоторые волокна были спроектированы так, чтобы быть гораздо менее чувствительными. к потерям, вызванным изгибом. Эти «нечувствительные к изгибу» волокна предназначены для использования в качестве патч-кордов или в тесных помещениях приложения, в которых обычные волокна будут нести потери. Вот больше информации о нечувствительных к изгибам волокнах.

Затухание
Основной характеристикой оптического волокна является затухание. Затухание означает потерю оптической силы. Затухание оптического волокна выражается коэффициент затухания, который определяется как потеря волокна на единицу длины, дБ/км.



Затухание оптического волокна является результатом двух факторы, поглощение и рассеяние.Поглощение вызванное поглощением света и преобразованием в тепло от молекул в стекле. Первичные поглотители остаточный OH+ и примеси, используемые для модификации преломляющей показатель стекла. Это поглощение происходит на дискретных длины волн, определяемые элементами, поглощающими свет. Поглощение ОН+ является преобладающим и происходит наиболее сильно около 1000 нм, 1400 нм и выше 1600 нм.Сегодня многие волокна представляют собой волокна с «низким водным пиком». Полосы поглощения OH+ были значительно уменьшены, что позволяет версия мультиплексирования с разделением по длине волны для использования эти длины волн.



Основной причиной затухания является рассеяние. Рассеяние происходит, когда свет сталкивается с отдельными атомов в стекле и является анизотропным.Свет, который рассеивается под углами вне числовой апертуры волокно впитается в оболочку или передается обратно к источнику. Рассеяние также является функция длины волны, пропорциональная обратной четвертая степень длины волны света. Таким образом, если вы вдвое больше длины волны света, вы уменьшаете потери рассеяния в 2 в 4-й степени или в 16 раз.

Например, потери многомодового волокна намного выше на 850 нм (так называемая короткая длина волны) на уровне 3 дБ/км, в то время как на 1300 нм (называется длинноволновой) она составляет всего 1 дБ/км. Это означает, что при 850 нм половина света теряется на 1 км, в то время как только 20% теряется при 1300 нм.

Поэтому для передачи на большие расстояния выгодно использовать самую длинную практическую длину волны для минимальное затухание и максимальное расстояние между повторители.Вместе поглощение и рассеяние дают кривая затухания для типичного стеклянного оптического волокна показано выше.

Волоконно-оптические системы передачи в созданных «окнах» между полосами поглощения при 850 нм, 1300 нм и 1550 нм. нм, где физика также позволяет создавать лазеры и детекторы легко. Пластиковое волокно имеет более ограниченный диапазон длин волн, который ограничивает практическое использование светодиодом с длиной волны 660 нм источники.

Подробнее: Длина волны Диапазоны, используемые для передачи

по оптоволоконному кабелю


дисперсии в многомодовом и одномодовом волокне

Дисперсия относится к расширение или распространение световых импульсов по мере их прохождения вниз по оптическому волокну. Дисперсия — один из факторов который ограничивает пропускную способность оптоволоконного канала вместе с полоса пропускания источника передатчика.Дисперсия имеет несколько причин, которые описаны ниже.

Ширина полосы

Пропускная способность многомодового волокна ограничен двумя отдельными компонентами дисперсии: модальным и хроматический. Модальная дисперсия возникает из-за того, что профиль показателя преломления многомодового волокна не идеален. Профиль градуированного индекса был выбран для того, чтобы теоретически разрешить всем модам иметь одинаковую групповую скорость или скорость передачи по длине волокна.Делая внешние части ядра имеют более низкий показатель преломления чем внутренние части активной зоны, моды более высокого порядка ускоряются по мере удаления от центра ядра, компенсируя их большую длину пути.

      

В идеализированном волокне все моды относятся к одной группе скорости и модовой дисперсии не происходит. Но на самом деле волокна, профиль индекса является приблизительным, и все режимы передаются не идеально, что позволяет использовать некоторые модальные дисперсия.Поскольку моды более высокого порядка имеют большее отклонения, модовая дисперсия волокна (и поэтому его полоса пропускания лазера) имеет тенденцию быть очень чувствительны к модальным условиям в волокне. Таким образом пропускная способность более длинных волокон ухудшается нелинейно по мере моды более высокого порядка ослабляются сильнее.

       

Второй фактор пропускной способности волокна, хроматический дисперсии, влияет как на многомодовое, так и на одномодовое волокно.Помните, что призма расширяет спектр инцидента свет, так как свет распространяется с разными скоростями в соответствии с его цветом и, следовательно, преломляется в разные углы. Обычный способ заявить об этом — показатель преломления стекла это длина волны зависимый. Таким образом, тщательно изготовленный градуированный индекс профиль может быть оптимизирован только для одной длины волны, обычно около 1300 нм, и свет других цветов будет страдают хроматической дисперсией.Даже свет в том же режим будет рассредоточен, если он отличается длины волн.

Хроматическая дисперсия — большая проблема для светодиодных источников в ММ волокне, которые имеют широкий спектральный выход, в отличие от лазеры, которые концентрируют большую часть своего света в узком спектральный диапазон. Такие системы, как FDDI, основанные на широком спектральный выходной поверхностный излучатель светодиодов, пострадавший от таких интенсивная хроматическая дисперсия, что пропускание было ограничено всего двумя км из 62.волокно 5/125.

Хроматическая дисперсия (ХД) также влияет на длинные звенья в одномодовые системы, даже с лазерами, поэтому оптоволокно и источники оптимизированы для минимизации хроматической дисперсии в дальних связях. Дефекты волокна и нагрузка на волокна могут вызывать поляризационную модовую дисперсию (PMD) по длинным ссылкам. И CD, и PMD тестируются на кабеле установки для длинных высокоскоростных волоконно-оптических сетей, процесс, называемый характеристикой волокна.

Узнать больше о дисперсия в оптическом волокне. Более на CD и PMD.


Нечувствительный к изгибам (BI) Fibers
При прокладке кабелей с небольшим количеством волокон в помещении и прокладка патч-кордов вокруг патч-панелей, оптоволокно кабели могут подвергаться резким изгибам. Этот стресс может привести к потерям на изгибе волокон и даже длительному срок неудачи.Производители волокна теперь предлагают нечувствительные к изгибам волокна, как одномодовые, так и многомодовые, более устойчивые к крутым изгибам. Один производитель даже демонстрирует волокно, прикрепив его к деревянным стойкам с помощью степлера, практике, мы настоятельно рекомендуем вам не пытаться только для демонстрации! Нечувствительные к изгибу волокна представляют собой большое преимущество для коммутационных шнуров или всякий раз, когда волокна подвержены стрессу, но производители должны быть консультировались, чтобы узнать, требуют ли эти волокна специального методы сплайсинга, терминации или тестирования.Более на волокнах БИ.

Тест Ваше понимание

Таблица Содержание: Справочное руководство FOA по волоконной оптике
 

Компоненты оптического волокна: что это такое?

Какие компоненты оптического волокна?

Обычно оптическое волокно состоит из трех основных компонентов: сердцевина, по которой проходит свет; оболочка, окружающая сердцевину с более низким показателем преломления и содержащая свет; и покрытие, которое защищает хрупкое волокно внутри.

Сердечник

Сердечники , несущие свет, являются наименьшими компонентами оптического волокна. Сердцевина оптического волокна обычно изготавливается из стекла, хотя некоторые из них изготавливаются из пластика. Стекло, используемое в ядре, представляет собой чрезвычайно чистый диоксид кремния (SiO2), материал настолько прозрачный, что вы можете смотреть через него на 5 миль, как если бы вы смотрели через домашнее окно.

В производственном процессе используются легирующие примеси, такие как германий, пятиокись фосфора или оксид алюминия, для повышения показателя преломления в контролируемых условиях.

Сердечники оптических волокон изготавливаются разных диаметров для различных применений. Размер типичных стеклянных сердечников варьируется от 3,7 мкм до 200 мкм. Размеры сердечника, обычно используемые в телекоммуникациях, составляют 9 мкм, 50 мкм и 62,5 мкм. Пластиковые сердцевины оптических волокон могут быть намного больше, чем стеклянные. Популярный размер пластикового сердечника составляет 980 мкм.

Облицовка

Оболочки окружают сердцевину и обеспечивают более низкий показатель преломления, необходимый для работы оптического волокна. Они являются компонентами второго слоя оптоволокна.Когда используется стеклянная оболочка, оболочка и сердцевина изготавливаются вместе из одного и того же материала на основе диоксида кремния в постоянно расплавленном состоянии. В процессе производства к сердечнику и оболочке добавляются различные количества примесей, чтобы поддерживать разницу в показателях преломления между ними около 1%.

Типичная сердцевина может иметь показатель преломления 1,49 на длине волны 1300 нм, тогда как показатель преломления оболочки может составлять 1,47. Однако эти числа зависят от длины волны. Сердцевина одного и того же волокна будет иметь разный показатель преломления на разной длине волны.

Как и сердечник, оболочка изготавливается стандартных диаметров. Двумя наиболее часто используемыми диаметрами являются 125 мкм и 140 мкм. Оболочка 125 мкм обычно поддерживает размеры сердечника 9 мкм, 50 мкм, 62,5 мкм и 85 мкм. Оболочка 140 мкм обычно имеет сердечник 100 мкм.

Покрытие

Как естественные защитные компоненты оптического волокна, покрытие имеет большое значение. Он поглощает удары, царапины, царапины и даже влагу, которые могут повредить облицовку. Без покрытия оптическое волокно очень хрупкое.Один микроскопический надрез в оболочке может привести к разрыву оптического волокна при его изгибе. Покрытие необходимо для цельностеклянных волокон, и они не продаются без него.

Покрытие носит исключительно защитный характер. Это никак не влияет на светопропускную способность оптического волокна. Внешний диаметр покрытия обычно составляет 250 мкм или 500 мкм. Как правило, покрытие бесцветное. Однако в некоторых случаях покрытие окрашено, чтобы можно было идентифицировать отдельные оптические волокна в группе оптических волокон.

Покрытие на оптическом волокне выбирается для определенного типа характеристик или окружающей среды. Одним из самых распространенных видов покрытия является акрилат. Это покрытие обычно наносится в два слоя. Первичное покрытие наносится непосредственно на облицовку. Это покрытие является мягким и обеспечивает амортизацию оптического волокна при его изгибе. Вторичное покрытие более твердое, чем первичное, и обеспечивает твердую внешнюю поверхность. Акрилат, однако, имеет ограничения по температурным характеристикам.Типичный акрилат может работать при температуре до 125°C.

Силикон, углерод и полиимид — это покрытия, которые можно найти на оптических волокнах, используемых в суровых условиях, например, в авионике, аэрокосмической и космической промышленности. Их также можно использовать в оптических волокнах, предназначенных для добычи полезных ископаемых или бурения нефтяных и газовых скважин.

Стандарты

Несмотря на то, что возможно множество комбинаций размеров сердцевины и оболочки, необходимы стандарты, чтобы обеспечить правильное соответствие волоконно-оптических разъемов и оборудования.Это особенно важно при работе с такими маленькими компонентами оптического волокна, как те, которые используются в волоконной оптике, где даже небольшие отклонения могут сделать всю систему бесполезной.

Две организации публикуют стандарты, определяющие характеристики оптических волокон, используемых в телекоммуникационной отрасли; это Ассоциация телекоммуникационной отрасли (TIA) и Международный союз электросвязи (МСЭ). Хотя TIA и ITU публикуют множество стандартов на оптическое волокно, ключевыми стандартами, с которыми вам следует ознакомиться, является ANSI/TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 и ITU-T G.657.

Стандарт ANSI/TIA-568-C.3 применим к компонентам оптического волокна в помещениях. Стандарты ITU применимы к одномодовому оптоволоконному кабелю . Ниже приведены их описания:

>ITU-TG.652: Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля

>ITU-T G.655: Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля со смещенной дисперсией

>ITU-T G.657: Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля с ненулевой дисперсией и смещенной дисперсией

Эти стандарты содержат важную информацию, определяющую характеристики оптического волокна, оптоволоконного кабеля и таких компонентов, как разъемы оптоволоконного кабеля и сращивания.

Материалы

В качестве одного из компонентов оптического волокна сердцевина и оболочка обычно изготавливаются из стекла. Но можно использовать и другие материалы, если производительность волокна должна быть сбалансирована с затратами на установку волокна, оснащение его разъемами и обеспечение надлежащей защиты от повреждений. Во многих случаях волокна должны проходить только на короткое расстояние, и преимущества высокого качества всех стеклянных волокон становятся менее важными, чем просто экономия денег.Существуют также обстоятельства, при которых волокна подвергаются суровым условиям, таким как вибрация, экстремальная температура, многократные манипуляции или постоянное движение. Разработаны различные классификации волокон, чтобы соответствовать различным условиям, факторам стоимости и требованиям к производительности.

Основные классификации волокон по материалам: :

Стекловолокно : Они имеют стеклянную сердцевину и стеклянную оболочку. Они используются, когда требуются высокие скорости передачи данных, большие расстояния передачи или их комбинация.Стеклянные волокна являются наиболее хрупкими из различных доступных типов, поэтому их необходимо устанавливать в условиях, где они не будут подвергаться серьезному обращению, или их необходимо защищать специальными кабелями или кожухами, чтобы гарантировать, что они не будут повреждены. не поврежден.

Стеклянные волокна обычно используются для передачи данных на большие расстояния, а также для сетей между зданиями и офисами.

Кремнезем в пластиковой оболочке (PCS) : Эти волокна имеют стеклянную сердцевину и пластиковую оболочку.Ядро больше, чем цельностеклянное волокно; обычно 200 мкм при толщине оболочки 50 мкм. Подобно стеклянному оптическому волокну с силиконовым покрытием, пластиковое покрытие оптического волокна PCS обычно используется с термопластическим буфером, который окружает пластиковую оболочку. Типичная спецификация волокна PCS составляет 200/300 мкм. Пластиковая оболочка также служит защитным слоем для стеклянной сердцевины, поэтому покрытие, обычно присутствующее на цельностеклянном волокне, не входит в состав волокон PCS. Волокна PCS обычно используются для промышленных датчиков и медицинских/стоматологических приложений.

Силикагель с твердой оболочкой (HCS) : Эти волокна аналогичны волокну PCS, но имеют стеклянную сердцевину с оболочкой из твердого полимера или другого материала, обычно более прочного, чем другие материалы оболочки. Кварцевое волокно с твердой оболочкой обычно используется в местах, где прочность является главным фактором, например, на производстве, в автоматизации производства и в других областях, где удары и вибрация могут сделать стандартное стекловолокно ненадежным. Оптические волокна HCS обычно намного больше, чем стеклянные оптические волокна.Очень популярный размер 200/230 мкм.

Пластиковое волокно : Эти волокна имеют пластиковую сердцевину и пластиковую оболочку. Их выбирают из-за их низкой стоимости, надежности и простоты использования, и они устанавливаются там, где не требуется высокая пропускная способность и большие расстояния передачи. Хотя пластиковые волокна не подходят для высокопроизводительной передачи на большие расстояния, они все же могут передавать сигналы с полезной скоростью передачи данных на расстояния менее 100 м. Очень популярен размер 980/1000 мкм. Пластиковое волокно обычно предназначено для видимых длин волн в диапазоне 650 нм.Некоторые типичные места для пластикового волокна включают домашние развлекательные системы, автомобили и системы управления производством. Они также могут использоваться в соединениях между компьютерами и периферийными устройствами и в медицинском оборудовании.

Преимущества пластикового оптоволокна с большой сердцевиной

Легко восхищаться широкой полосой пропускания и возможностями передачи на большие расстояния стекловолокна. Он явно превосходит любой другой носитель. Однако многим приложениям не требуется высокая пропускная способность на больших расстояниях.Есть много применений для оптического волокна в вашем доме. Возможно, у вас уже есть домашняя развлекательная система, в которой используется пластиковое оптоволокно, или у вас может быть автомобиль, в котором пластиковое оптоволокно используется для подключения аудиоустройств или DVD-чейнджера. Ни одно из этих приложений не требует высокой пропускной способности на больших расстояниях. Эти приложения идеально подходят для пластиковых оптических волокон с большой сердцевиной. Пластиковое оптическое волокно обычно предназначено для работы в видимом диапазоне длин волн около 650 нм. Возможность видеть свет, выходящий из оптического волокна, имеет значительное преимущество; не требуется дорогостоящего испытательного оборудования.Измеритель мощности необходим для измерения света, выходящего из стеклянного оптического волокна, работающего в инфракрасном диапазоне. Измерители мощности могут стоить дороже, чем ваша домашняя развлекательная система.

Сводка

После краткого ознакомления с компонентами оптического волокна мы все же проанализируем преимущества волокна. Большая сердцевина пластикового оптического волокна имеет еще одно преимущество перед маленькими стеклянными волокнами: ее легко совместить с другим волокном, источником света или детектором. Представьте, что вы выравниваете два человеческих волоса так, чтобы их концы соприкасались и находились точно по центру.Теперь представьте, что вы делаете то же самое с двумя сырыми макаронами.

Связанный артикул : Преимущества и недостатки оптического волокна

                                 Значения огнестойкости оптоволоконного кабеля

Оптические волокна – обзор

Структура и режимы работы

Структура оптического волокна показана на рис. 1. Обычно оболочка изготавливается из чистого кремнезема, а сердцевина при производстве легируется германием для повышения ее преломления. индекс и ввести положительный шаг индекса между сердцевиной и оболочкой.Во многих случаях вместо ступенчатого профиля показателя преломления показатель преломления сердцевины градуируется от максимального значения в ее центре до минимального значения на границе сердцевина-оболочка. В этом случае волокно называется волокном с плавным показателем преломления, тогда как волокно, показанное на рисунке 1, называется волокном со ступенчатым показателем преломления. Для оптических волокон диаметр оболочки обычно составляет 125 мкм, а диаметр сердцевины может варьироваться от 9 до 50 мкм в зависимости от применения.

Рис. 1. (а) Схема оптического волокна; (б) Волноводный эффект полного внутреннего отражения.

Элементарное описание захвата света в сердцевине волокна со ступенчатым показателем преломления может быть основано на полном внутреннем отражении: поскольку граница раздела сердцевина-оболочка больше предельного угла β c =arcsin( n 2 / n 1 ), происходит полное внутреннее отражение, так что луч может распространяться на неопределенное расстояние в пределах сердцевина волокна, не излучая за пределы какой-либо оптической мощности.Если рассматривать оптический луч, направление распространения которого образует угол α с осью волокна, то легко вывести, что максимальный угол приема, α max , равен

[1]sinαmax= n11−sin2βc=n12−n22

Величина sin α max называется числовой апертурой волокна и обозначается символом NA . Рассмотрим реалистичный случай, когда n 1 = 1,48, n 2 = 1.46 видно, что числовая апертура равна 0,24, а α max =14°.

Геометрическая картина управления светом за счет многократного отражения неадекватна для объяснения свойств распространения волокна. В частности, геометрическая оптика предполагает полное удержание светового луча внутри сердцевины, тогда как волновая оптика предсказывает ненулевую интенсивность в области оболочки (затухающая волна). Общая трактовка требует решения волнового уравнения с соответствующими граничными условиями.Поскольку обсуждение такого лечения выходит за рамки, статья ограничивается описанием основных результатов. Предполагая, что электромагнитная волна является монохроматической (т. е. содержит одну частоту ν ) и что нелинейные оптические эффекты пренебрежимо малы, обнаруживается, что существует набор конфигураций поля, называемых модами волокна, которые могут распространяться без затухания, сохраняя одинаковое поперечное распределение и одинаковая поляризация на всех расстояниях вдоль оси волновода.В большинстве практических случаев полный набор мод можно аппроксимировать так называемыми линейно-поляризованными модами (LP mn ). Мода LP mn имеет n максимумов поля вдоль радиус-вектора и 2 м максимумов поля по окружности. Назвав E mn электрическое поле, связанное с модой mn , где индексы m и n — целые числа, и выбрав ось z , совпадающую с осью волокна, Режим волокна характеризуется распределением поперечного поля A Mn ( y ( y ) и постоянная распространения β 6 Mn 7, как в зависимости от M и N :

[2]Emn(x,y,z,t)=Amn(x,y)ei(βmnz−ωt)

где ω =2 πv – угловая частота.На рис. 2 показан профиль амплитуды основной моды LP 01 , приближенно описываемый функцией Гаусса:

[3]A01(r)=Aoexp(−r2w2)

где r =( x 2 + y 2 ) расстояние от оси 9/ 1 Видно, что амплитуда поля A 01 ( x , y ) в основном сосредоточена внутри сердцевины, но имеет экспоненциально затухающие хвосты, простирающиеся в область оболочки.Моды более высокого порядка представляют более сложные профили, уходящие все глубже в оболочку по мере того, как индексы m и n становятся все больше и больше.

Для обсуждения свойств волокна полезно ввести безразмерный параметр V, , называемый нормализованной частотой, определяемый как

[4]V=2πaλn12−n22

, где — длина волны. Графики на рисунке 2 показывают, что размер луча w является убывающей функцией V .Это легко понять, если заметить, что пучок более плотно ограничен, когда размер сердцевины велик по сравнению с длиной волны и когда велика разница показателей преломления между сердцевиной и оболочкой.

из постоянной распространения β mn 7, можно получить эффективный индекс преломления N 6 MN 7, увиденный режимом MN , с использованием соотношения: β MN =2 πn mn / λ .Значение N Mn Mn Mn 7 будет четко промежуточным между N

6 1 и N 2 , приближается к N 1 , более тесно, когда режим поля более жестко ограничен.

Очень важным общим свойством волноводов является то, что для фиксированной конфигурации волновода и фиксированного λ всегда существует основная мода, тогда как моды более высокого порядка могут поддерживаться только при определенных условиях.В случае оптических волокон параметром, управляющим одномодовым или многомодовым поведением, является нормализованная частота V . Если V достаточно мало, то волокно одномодовое. Когда В становится больше критического значения В c , второй режим также может поддерживаться. Постепенно увеличивая V , можно управлять все большим количеством режимов. Для В ≫ 1 количество N управляемых мод определяется формулой: N В 2 /2.

Значение В c зависит от структуры волокна. В случае волокна со ступенчатым показателем преломления V c = 2,405. Одномодовые волокна при λ =1500 нм обычно проектируют со значениями  V , близкими к 2, за счет выбора радиуса сердцевины ∼4,5 мкм и разности ∼5×10 −3 . Следует отметить, что, поскольку В обратно пропорционально λ , одномодовое волокно в ближней инфракрасной области спектра будет многомодовым в видимой области.

Многомодовые волокна обычно имеют диаметр сердцевины ~50 мкм. Их проще юстировать и они дешевле, чем одномодовые. Однако, как обсуждается далее в разделе «Рассеивание», они не подходят для передачи импульсов на большие расстояния, так как эффекты расширения импульсов велики.

Волоконная оптика: Понимание основ | Волоконная оптика и связь | Справочник по фотонике

Ничто так не изменило мир связи, как разработка и внедрение оптического волокна.В этой статье представлены основные принципы, необходимые для работы с этой технологией.

Инженерно-технический персонал, OFS


Оптические волокна изготавливаются из стекла или пластика. Диаметр большинства из них примерно равен человеческому волосу, а длина может достигать многих миль. Свет передается по центру волокна от одного конца к другому, и может быть наложен сигнал. Волоконно-оптические системы превосходят металлические проводники во многих приложениях. Их самым большим преимуществом является пропускная способность.Из-за длины волны света можно передавать сигнал, который содержит значительно больше информации, чем это возможно с помощью металлического проводника — даже коаксиального проводника. К другим преимуществам относятся:

• Электрическая изоляция — оптоволокно не требует заземления. И передатчик, и приемник изолированы друг от друга и поэтому не имеют проблем с контуром заземления. Кроме того, отсутствует опасность искр или поражения электрическим током.

• Свобода от электромагнитных помех — волоконная оптика невосприимчива к электромагнитным помехам (ЭМП) и сама по себе не излучает излучение, вызывающее другие помехи.

• Низкие потери мощности — это позволяет использовать более длинные кабели и меньше усилителей повторителей.

• Легче и меньше — оптоволокно весит меньше и требует меньше места, чем металлические проводники с эквивалентной пропускной способностью.

Медная проволока примерно в 13 раз тяжелее. Волокно также проще в установке и требует меньше места для воздуховодов.

Области применения

Некоторые из основных областей применения оптических волокон:

• Коммуникации. Передача голоса, данных и видео является наиболее распространенным применением оптоволокна. локальные сети (LAN)
   – Промышленные системы управления
   – Авионические системы
   – Военные системы управления, контроля и связи

• Измерение — волоконная оптика может использоваться для доставки света от удаленного источника к детектору для получения данных о давлении, температуре, или спектральной информации.Волокно также можно использовать непосредственно в качестве преобразователя для измерения ряда воздействий окружающей среды, таких как деформация, давление, электрическое сопротивление и рН. Изменения окружающей среды влияют на интенсивность, фазу и/или поляризацию света таким образом, что их можно обнаружить на другом конце волокна.

• Подача энергии — Оптические волокна могут обеспечивать удивительно высокий уровень мощности для таких задач, как лазерная резка, сварка, маркировка и сверление.

• Освещение — пучок волокон, собранных вместе с источником света на одном конце, может освещать труднодоступные области — например, внутри человеческого тела, в сочетании с эндоскопом.Кроме того, их можно использовать как вывеску или просто как декоративную подсветку.


Рис. 1. Оптическое волокно состоит из сердцевины, оболочки и покрытия .

Конструкция

Оптическое волокно состоит из трех основных концентрических элементов: сердцевины, оболочки и внешнего покрытия (рис. 1).

Сердцевина обычно изготавливается из стекла или пластика, хотя иногда используются и другие материалы, в зависимости от желаемого спектра передачи.

Сердцевина — это светопропускающая часть волокна. Оболочка обычно изготавливается из того же материала, что и сердцевина, но с несколько меньшим показателем преломления (обычно примерно на 1%). Эта разница показателей преломления вызывает полное внутреннее отражение на границе преломления по длине волокна, так что свет проходит вниз по волокну и не выходит через боковые стенки.


Рис. 2. Луч света, проходящий от одного материала к другому с другим показателем преломления, искривляется или преломляется на границе раздела.

Покрытие обычно состоит из одного или нескольких слоев пластика, защитить волокно от физической среды. Иногда металлический к покрытию добавляются оболочки для дополнительной физической защиты.

Оптические волокна обычно определяются по размеру, который определяется внешним диаметром сердцевины, оболочки и покрытия. Например, 62,5/125/250 относится к волокну с сердцевиной диаметром 62,5 мкм, оболочкой диаметром 125 мкм и внешним покрытием диаметром 0,25 мм.

Принципы

Оптические материалы характеризуются показателем преломления, обозначаемым как n.Показатель преломления материала – это отношение скорости света в вакууме к скорости света в веществе. Когда луч света проходит от одного материала к другому с другим показателем преломления, луч изгибается (или преломляется) на границе раздела (рис. 2).

Преломление описывается законом Снеллиуса:


где n I и n R — показатели преломления материалов, через которые преломляется луч, а I и и и и падения и преломления луча.Если угол падения больше критического угла для границы раздела (обычно около 82° для оптических волокон), свет без потерь отражается обратно в падающую среду в результате процесса, известного как полное внутреннее отражение (рис. 3).
Рис. 3. Полное внутреннее отражение позволяет свету оставаться внутри сердцевины волокна.

Посмотрите видео с определением полного внутреннего отражения.

Моды

Когда свет распространяется по волокну (так же, как микроволны распространяются по волноводу), фазовые сдвиги возникают на каждой отражающей границе.Существует конечное дискретное число путей вниз по оптическому волокну (известных как моды), которые производят конструктивные (фазовые и, следовательно, аддитивные) фазовые сдвиги, которые усиливают передачу. Поскольку каждая мода возникает под разным углом к ​​оси волокна по мере прохождения луча по длине, каждая мода проходит по волокну разную длину от входа к выходу. Только одна мода, мода нулевого порядка, распространяется по длине волокна без отражений от боковых стенок. Это известно как одномодовое волокно.Фактическое количество мод, которые могут распространяться в данном оптическом волокне, определяется длиной волны света, диаметром и показателем преломления сердцевины волокна.

Затухание

Сигналы теряют мощность при распространении по волокну; это известно как затухание луча. Затухание измеряется в децибелах (дБ) по соотношению:


, где P в и P на выходе относятся к оптической мощности, входящей в волокно и выходящей из него.В таблице ниже показана мощность, обычно теряемая в волокне для нескольких значений затухания в децибелах.

Затухание оптического волокна зависит от длины волны. На крайних точках кривой пропускания преобладает многофотонное поглощение. Затухание обычно выражается в дБ/км на определенной длине волны. Типичные значения варьируются от 10 дБ/км для волокон со ступенчатым показателем преломления на длине волны 850 нм до нескольких десятых долей дБ/км для одномодовых волокон на длине волны 1550 нм.


Существует несколько причин затухания в оптическом волокне:

• Рэлеевское рассеяние — Микроскопические изменения показателя преломления материала сердцевины могут вызвать значительное рассеяние в луче, что приведет к существенным потерям оптической мощности.Рэлеевское рассеяние зависит от длины волны и менее значимо на более длинных волнах. Это самый важный механизм потерь в современных оптических волокнах, на который обычно приходится до 90% любых потерь.

• Поглощение — современные методы производства снижают поглощение, вызванное примесями (в первую очередь водой в волокне), до очень низкого уровня. В пределах полосы пропускания волокна потери на поглощение незначительны.

• Изгиб — производственные методы могут привести к незначительным изгибам геометрии волокна.Иногда эти изгибы будут достаточно большими, чтобы заставить свет внутри сердцевины падать на границу раздела сердцевина/оболочка под углом меньше критического, так что свет теряется в материале оболочки. Это также может произойти, когда волокно изгибается по маленькому радиусу (менее, скажем, нескольких сантиметров). Чувствительность к изгибу обычно выражается в виде потерь дБ/км для определенного радиуса изгиба и длины волны.


Рис. 4. Числовая апертура зависит от угла, под которым лучи входят в волокно, и от диаметра сердцевины волокна.

Числовая апертура

Числовая апертура (NA), показанная на рис. 4, представляет собой меру максимального угла, под которым световые лучи входят и проходят по волокну. Это представлено следующим уравнением:


Дисперсия

По мере прохождения оптических импульсов по длине волокна они уширяются или удлиняются во времени. Это называется дисперсией. Поскольку импульсы в конечном итоге станут настолько рассогласованными, что начнут накладываться друг на друга и искажать данные, дисперсия устанавливает верхний предел возможностей передачи данных по волокну.Существует три основные причины такого уширения:

• Хроматическая дисперсия — Различные длины волн распространяются по волокну с разной скоростью. Поскольку типичные источники света обеспечивают мощность по ряду или диапазону длин волн, а не по одной дискретной спектральной линии, импульсы должны распространяться по длине волокна по мере их прохождения. Высокоскоростные лазеры, используемые в средствах связи, имеют очень узкие спектральные характеристики, что значительно снижает эффект хроматической дисперсии.

• Модальная дисперсия — различные моды волокна отражаются под разными углами по мере прохождения по волокну. Поскольку каждый модальный угол создает несколько разную длину пути для луча, моды более высокого порядка достигают выходного конца волокна позади мод более низкого порядка.

• Волноводная дисперсия — Эта незначительная причина дисперсии связана с геометрией волокна и приводит к различным скоростям распространения для каждой из мод.

Полоса пропускания

Полоса пропускания измеряет пропускную способность оптического волокна и выражается как произведение частоты данных и пройденного расстояния (обычно МГц-км или ГГц-км).Например, волокно с полосой пропускания 400 МГц-км может передавать 400 МГц на расстояние 1 км или 20 МГц данных на 20 км. Основным ограничением полосы пропускания является уширение импульса, возникающее в результате модовой и хроматической дисперсии волокна. Ниже приведены типичные значения для различных типов волокна:


Передача мощности

Количество энергии, которое может передавать волокно (без повреждения), обычно выражается в терминах максимально допустимой плотности мощности.Плотность мощности является произведением максимальной выходной мощности лазера и площади лазерного луча. Например, лазерный луч мощностью 15 Вт, сфокусированный на пятно диаметром 150 мкм, дает плотность мощности


. Выходная мощность импульсного лазера (обычно указывается в миллиджоулях энергии на импульс) должна быть сначала преобразована в мощность на импульс. Например, импульсный лазер, вырабатывающий 50 мДж в импульсе длительностью 10 нс, обеспечивает выходную мощность
. В этом случае плотность мощности можно рассчитать по размеру пятна.

Для передачи по волокну абсолютных максимальных уровней энергии торцы волокна должны быть абсолютно гладкими и отполированными и располагаться перпендикулярно оси волокна и световому лучу. Кроме того, диаметр луча не должен превышать примерно половины площади сердечника (или диаметра сердечника). Если луч не сфокусирован должным образом, часть энергии может попасть в оболочку, что быстро может повредить кварцевые волокна, покрытые полимером. По этой причине лучше использовать кварцевые волокна, покрытые диоксидом кремния, в приложениях с более высокой удельной мощностью.

Типы волокна

В основном существует три типа оптического волокна: одномодовое, многомодовое с градиентным показателем преломления и многомодовое ступенчатое преломление. Они характеризуются тем, как свет распространяется по волокну, и зависят как от длины волны света, так и от механической геометрии волокна. Примеры того, как они распространяют свет, показаны на рисунке 5.


Рисунок 5. Режимы передачи по волокну.

Одномодовый

По одномодовому волокну передается только основная мода нулевого порядка.Световой луч проходит прямо через волокно, не отражаясь от боковых стенок оболочки сердцевины. Одномодовое волокно характеризуется значением отсечки длины волны, которое зависит от диаметра сердцевины, числовой апертуры и рабочей длины волны. Ниже длины волны отсечки могут также распространяться моды более высокого порядка, что изменяет характеристики волокна.

Поскольку одномодовое волокно распространяет только основную моду, устраняется модовая дисперсия (основная причина перекрытия импульсов).Таким образом, пропускная способность одномодового волокна намного выше, чем у многомодового волокна. Это просто означает, что импульсы могут передаваться намного ближе друг к другу во времени без перекрытия. Из-за этой более высокой пропускной способности одномодовые волокна используются во всех современных системах связи дальнего действия. Типичные диаметры сердцевины составляют от 5 до 10 мкм.

Фактическое количество мод, которые могут распространяться по волокну, зависит от диаметра сердцевины, числовой апертуры и длины волны передаваемого света.Их можно объединить в параметр нормализованной частоты или число V ,


, где a — радиус сердцевины, λ — длина волны, а n — индекс сердцевины и оболочки. Условие для работы в одномодовом режиме таково:
Возможно, более важной и полезной является длина волны отсечки. Это длина волны, ниже которой волокно допускает распространение нескольких мод, и может быть выражено следующим образом:
Обычно выбирают волокно с длиной волны отсечки, немного меньшей желаемой рабочей длины волны.Для лазеров, обычно используемых в качестве источников (с выходной длиной волны от 850 до 1550 нм), диаметр сердцевины одномодового волокна находится в диапазоне от 3 до 10 мкм.

Многомодовый градуированный индекс

Диаметр сердцевины многомодового волокна намного больше, чем у одномодового волокна. В результате также распространяются моды более высокого порядка.

Сердцевина волокна с плавным изменением показателя преломления имеет показатель преломления, который непрерывно уменьшается в радиальном направлении от центра к границе раздела оболочки.В результате свет распространяется быстрее на краю ядра, чем в центре. Различные виды транспорта движутся по криволинейным траекториям с почти одинаковым временем в пути. Это значительно снижает модовую дисперсию в волокне.

В результате волокна с плавным профилем имеют пропускную способность, которая значительно больше, чем у волокон со ступенчатым профилем, но все же намного меньше, чем у одномодовых волокон. Типичные диаметры сердцевины волокон с градуированным показателем преломления составляют 50, 62,5 и 100 мкм. В основном волокна с градуированным показателем преломления используются в средствах связи средней дальности, таких как локальные сети.

Многомодовый ступенчатый показатель преломления

Сердцевина волокна со ступенчатым показателем преломления имеет одинаковый показатель преломления вплоть до границы раздела оболочки, где показатель преломления изменяется ступенчато. Поскольку разные моды в волокне со ступенчатым показателем преломления проходят разную длину пути по волокну, расстояния передачи данных должны быть короткими, чтобы избежать значительных проблем модовой дисперсии.

Волокна со ступенчатым индексом доступны с диаметром сердцевины от 100 до 1500 мкм.Они хорошо подходят для приложений, требующих высокой плотности мощности, таких как медицинские и промышленные лазеры.


Специальные оптические волокна | Когерентный

Coherent NuBEAM — это многомодовые волокна с низкими потерями и высоким порогом повреждения для доставки луча, которые передают более высокие мощности в твердотельных, волоконных и диодных лазерных системах.

Широкий спектр длин волн — от видимого до инфракрасного. Уникальные возможности — Включает волокна с профилем интенсивности цилиндра. Применения с наивысшей мощностью — диаметр сердечника от 50 мкм до 1000 мкм

Распределенные сенсорные волокна для измерения температуры, давления, расхода, акустики или напряжения, которые работают даже в неблагоприятных условиях с превосходными оптическими характеристиками.

Ruggedized — специальные покрытия для обеспечения высокой прочности и надежности при температурах >300 °C Sense More — широкополосное волокно с градиентным показателем преломления для распределенного зондирования с высоким разрешением. Sealed to Last — Сердечники из чистого кремнезема и варианты углеродного покрытия обеспечивают высокий уровень герметичности.

Создавайте высокопроизводительные катушки для волоконно-оптических гироскопов (FOG), а также датчики для автомобильных, космических и оборонных приложений с помощью этих волокон с высоким двулучепреломлением.

Создан для успеха — Чрезвычайно высокое двойное лучепреломление обеспечивает минимальный дрейф гироскопа. Готов к использованию в космосе — доступны радиационно-стойкие и радиационно-стойкие варианты. Надежная работа — покрытие с низкой Tg для низких перекрестных помех в диапазоне температур от -55 °C до 105 °C.
Волокна когерентного лазера и усилителя

исключают SRS и TMI, а также отличаются высоким качеством мод, превосходным поглощением света накачки и исключительно низким фотозатемнением.

Без ограничений — исключите TMI и SRS для успешного масштабирования мощности. Акцент на качество — Качество луча, близкое к дифракционному ограничению. Built Tough — повышенная надежность оптоволокна в требовательных приложениях.

Создавайте высокопроизводительные хирургические, визуализирующие и спектроскопические системы с помощью когерентных медицинских волокон, предлагаемых в различных форм-факторах и с различной мощностью.

A Cut Above — волокна, оптимизированные для внутривенных инъекций. Повышенная чувствительность — высокое отношение сигнал/шум для ОКТ и других приложений. Keep it Clean — сердцевина из чистого кремнезема для радиационной стерилизации.
Волокна

Coherent NuMKW предназначены для мощных лазерных систем и обеспечивают непревзойденную производительность за счет минимального фотозатемнения, SRS, TMI и высочайшего качества луча.

Power Up — самое низкое фотозатемнение для приложений с высокой мощностью. Connect Effectively — высокая эффективность связи благодаря согласованным активным и пассивным волокнам. Проверенная надежность — рассчитаны на увеличенный срок службы в сложных условиях развертывания.
Когерентные одномодовые волокна

сохраняют качество луча и минимизируют затухание и дисперсию и предлагаются в диапазоне от видимого до инфракрасного.

Широкий диапазон длин волн — выбирайте волокна для работы в диапазоне длин волн от 350 до 2200 нм, в ультрафиолетовом диапазоне до 2,2 мкм. Select Cutoff (Выбрать отсечку) — выберите из широкого диапазона длин волн отсечки. Ассортимент покрытий — выберите из акрилата, полиимида и других.
Когерентные многомодовые волокна

поддерживают компоненты лазерной системы, доставку лазерного луча, обработку материалов, хирургию, спектроскопию, LiDAR, метрологию и многое другое.

Мы поставляем — Передавайте больше мощности лазера в ваш технологический процесс с минимальным затуханием. Гомогенизация профилей луча — включает волокна с профилем интенсивности цилиндра. Выбор сердечника — диаметр от 50 мкм до 1000 мкм.
Когерентные волокна NuPANDA

— это волокна с сохранением поляризации, имеющие самый широкий рабочий диапазон длин волн, самое высокое двойное лучепреломление и самую высокую однородность поля моды.

PANDA Designs — Для самого широкого рабочего диапазона длин волн, самого высокого двойного лучепреломления, fh и самой высокой однородности поля моды. Can’t be Beat — доступен пользовательский и точный выбор длины удара. Выбор длины волны — от 350 нм до 2000 нм.

NuEYDF-SMR Полностью стеклянные активные одномодовые и согласованные пассивные волокна, легированные эрбием и иттербием, предназначены для сложных лидарных и спутниковых приложений.

Суровая среда — радиационная стойкость для применения в космосе. Beat the Heat — покрытие HTA позволяет использовать его в автомобилях, работающих при высоких температурах. High Efficiency — волокна NuEYDF-SMR ингибируют паразитные ASE размером 1 мкм.
Волокна

Coherent NuUF Ultrafast обеспечивают поддержание поляризации, контроль дисперсии, высокое качество луча, минимальное фотозатемнение и максимальное поглощение.

Повышенная надежность — самое низкое фотозатемнение для эффективного масштабирования мощности. Превосходное качество — сохранение высочайшего качества луча. Максимальная эффективность — максимальное поглощение минимизирует длину резонатора и нелинейные эффекты.

Canon : Технологии Canon | Научная лаборатория Canon

Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

Оптические волокна

Оптические волокна — это очень чистые стеклянные волокна диаметром около 120 мкм (толщина с три человеческих волоса), которые могут надежно передавать оптические сигналы на огромные расстояния.

Оптические волокна передают данные в виде световых или оптических сигналов. Они изготовлены из особо чистого стекла, настолько свободного от примесей, что могут передавать 95,5% светового сигнала на расстояние в один километр. Это означает, что теоретически через окно километровой толщины, сделанное из такого стекла, все равно можно было бы четко видеть пейзаж снаружи.Если учесть, что примерно половина любого света, проходящего через окно толщиной в несколько сантиметров, сделанное из обычного стекла, будет блокироваться, то вы сможете оценить, насколько прозрачным является стекло, используемое в оптических волокнах. Именно эта очень высокая прозрачность позволяет оптическим волокнам передавать оптические сигналы на большие расстояния без затухания.

Улавливание света в ядре

Оптические волокна состоят из центральной сердцевины и окружающего слоя, известного как оболочка.Сердцевина имеет высокий показатель преломления, в то время как для оболочки используется более низкий показатель преломления. Эта разница в показателях преломления заложена для обеспечения плавного прохождения света по сердечнику. Свет проходит через границу между средами с одинаковым показателем преломления, но из среды с высоким показателем преломления в среду с низким показателем преломления свет полностью отражается, когда угол падения становится достаточно большим.

Оптические сигналы распространяются по жилам оптических волокон.Оптические волокна изготавливаются таким образом, что оптические сигналы претерпевают полное внутреннее отражение на границе между сердцевиной и оболочкой из-за разницы показателей преломления двух сред. Этот принцип полного внутреннего отражения используется для улавливания оптических сигналов внутри сердечника.

Лазеры: лучший свет для оптоволоконной связи

Лазерный свет используется для оптоволоконной связи по той простой причине, что это источник света с одной длиной волны.Солнечный свет или свет, излучаемый лампочкой, представляет собой смесь множества различных длин волн света. Поскольку все световые волны такого света не совпадают по фазе друг с другом, они не производят очень мощного луча. Лазерные лучи, однако, имеют одну длину волны, поэтому все их волны совпадают по фазе, производя очень мощный свет.

Скорость света, распространяющегося по оптическому волокну, изменяется в зависимости от его длины волны. Поскольку обычный свет содержит много разных длин волн света, возникают различия в скорости передачи, что уменьшает количество сигналов, которые могут быть переданы за любое заданное время.Будучи источником света с одной длиной волны и однородной фазой, лазерный свет распространяется плавно с очень небольшой дисперсией, что делает его идеальным для связи на большие расстояния.

Одномодовый и многомодовый

Оптические волокна можно разделить на два типа в зависимости от того, как они передают оптические сигналы. Один тип, известный как одномодовое волокно, имеет тонкую сердцевину диаметром около 10 мкм (1 мкм = одна миллионная часть метра) и позволяет световым импульсам распространяться только в одной моде.Другой тип, многомодовое волокно, имеет толстую сердцевину диаметром около 50 мкм и позволяет распространять несколько световых импульсов с разными углами отражения.

Однако в многомодовом волокне расстояние, на которое могут распространяться сигналы, зависит от угла отражения, что приводит к несоответствию времени прихода сигналов. Таким образом, многомодовые волокна используются в основном для передачи с малой и средней пропускной способностью на относительно короткие расстояния. Большинство оптических волокон, используемых сегодня, представляют собой одномодовые волокна, обеспечивающие высокую скорость передачи данных с высокой пропускной способностью.

Отправка света по оптическому волокну

Оптические волокна имеют сердцевину диаметром от 10 до 50 мкм. Оптические сигналы подаются в жилы этих волокон с помощью устройств, известных как модули LD (лазерные диоды). Лазерный свет, генерируемый мощным лазерным диодом, проходит через линзы модуля LD и направляется в сердцевину волокна. Для фокусировки лазерного луча и направления его на сердцевину оптического волокна используются два типа линз — эллиптическая коллимирующая линза и стержнеобразная линза для генерации линий.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.