Only Connect: руководство по оптоволокну

Добро пожаловать в еще один пост Ника Локка из серииНикаб, ООО, имеющий более чем 15-летний опыт работы в электронной промышленности, специализирующийся на сборке соединительных кабелей.

Добро пожаловать в еще один пост Ника Локка из серииНикаб, ООО, имеющий более чем 15-летний опыт работы в электронной промышленности, специализирующийся на сборке соединительных кабелей.

Как вы, возможно, знаете, я большой поклонник оптоволокна, основная причина в том, что пропускная способность огромна, а возможности ее использования практически безграничны. Ох, и он не заржавеет!

На этой неделе я решил подарить вам настоящее удовольствие, представив руководство по оптоволокну от наших друзей из FOA (Ассоциации оптоволокна).

Оптоволокно

Волоконная оптика — это среда связи, которая работает, посылая оптические сигналы по тонким, как волос, нитям чрезвычайно чистого стеклянного или пластикового волокна. Свет «направляется» вниз по центру волокна, называемому «сердцевиной». Ядро окружено оптическим материалом, называемым «оболочкой», который улавливает свет в ядре с помощью оптического метода, называемого «полное внутреннее отражение». Само волокно покрыто «буфером», предназначенным для защиты волокна от влаги и физических повреждений. Буфер — это то, что отрезается от волокна для заделки или сращивания.

Сердцевина и оболочка обычно изготавливаются из сверхчистого стекла, хотя некоторые волокна полностью состоят из пластика или стеклянная сердцевина и пластиковая оболочка. Сердечник спроектирован так, чтобы иметь более высокий показатель преломления, оптический параметр, который является мерой скорости света в материале, чем оболочка, которая вызывает «полное внутреннее отражение» для улавливания света в сердечнике до определенного угла. , который определяет «числовую апертуру» волокна.

Стекловолокно покрыто защитным пластиковым покрытием, называемым «первичным буферным покрытием», которое защищает его от влаги и других повреждений. Большую защиту обеспечивает «кабель», волокна и силовые элементы которого находятся внутри внешнего защитного покрытия, называемого «оболочкой».

Типы волокон: многомодовые и одномодовые, размер сердцевины/оболочки

Два типа волокна — многомодовое и одномодовое. В этих категориях волокна идентифицируются по диаметру сердцевины и оболочки, выраженному в микронах (одна миллионная часть метра), например, многомодовое волокно 50/125 микрон. Внешний диаметр большинства волокон составляет 125 микрон: микрон — это одна миллионная доля метр и 125 микрон — это 0,005 дюйма — немного больше, чем типичный человеческий волос.

В многомодовом волокне свет распространяется по сердцевине множеством лучей, называемых модами. Он имеет более крупное ядро ​​(почти всегда 50 или 62,5 микрон), которое поддерживает передачу нескольких мод (лучей) света. Многомодовый режим обычно используется со светодиодными источниками на длинах волн 850 и 1300 нм (см. ниже!) для более медленных локальных сетей (LAN) и лазерами на длине волны 850 (VCSEL) и 1310 нм (лазеры Фабри-Перо) для сетей, работающих со скоростью гигабит в секунду или более. .

Одномодовое волокно имеет гораздо меньшую сердцевину, всего около 9 микрон, поэтому свет распространяется только в одном луче (моде). Оно используется для телефонии и кабельного телевидения с лазерными источниками на длине волны 1300 и 1550 нм, поскольку оно имеет меньшие потери и практически бесконечную полосу пропускания. Пластиковое оптическое волокно (POF) представляет собой волокно с большой сердцевиной (около 1 мм), обычно со ступенчатым индексом, которое используется для коротких низкоскоростных сетей.

PCS/HCS (пластик или твердый диоксид кремния, пластиковая оболочка на стеклянной основе) имеет стеклянную сердцевину меньшего размера (около 200 микрон) и тонкую пластиковую оболочку.

Многомодовое ступенчатое волокно было первой конструкцией волокна. Он имеет более высокое затухание и слишком медленный для многих применений из-за дисперсии, вызванной разной длиной пути различных мод, распространяющихся в ядре. Волокно со ступенчатым индексом широко не используется - сегодня только POF и PCS/HCS (пластик или твердый диоксид кремния, пластиковая оболочка на стеклянном сердечнике) используют конструкцию со ступенчатым индексом.

Многомодовое волокно с градиентным преломлением использует изменения в составе стекла в сердцевине для компенсации разной длины пути мод. Оно обеспечивает в сотни раз большую пропускную способность, чем оптоволокно со ступенчатым индексом — примерно до 2 гигагерц. Используются два типа: 50/125 и 62,5/125, где цифры обозначают диаметр сердцевины/оболочки в микронах.