Оптоволокно и структура кабеля

Волоконно-оптические кабели – это изготовленная из стекла или специального пластика нить, способная переносить внутри себя световой поток с помощью физического явления отражения.

Строение оптоволоконного кабеля схоже со строением коаксиального кабеля, но центральное медное полотно заменено на стеклянное волокно диаметром 1-10 мкм. Внутренняя изоляция представлена стеклянной или пластиковой оболочкой, которая не пропускает свет наружу, тем самым оставляя весь его поток в стекловолокне.

Такой принцип работы происходит в кабеле с явлением полного светового отражения, которое происходит на границе двух материалов, имеющих разные коэффициенты преломления света. При этом оболочка кабеля имеет низкий коэффициент отражения света по сравнению со стекловолокном, находящимся внутри.

Механическую защиту кабеля некоторых видов осуществляет специальная металлическая оплетка. Подобный тип кабеля носит название броневой и может состоять из нескольких оптических волокон.

Размещение волокон в кабеле

Волоконно-оптические кабели в зависимости от их структуры и функционального исполнения подразделяются на несколько групп, среди которых выделяют:

• одномодовые оптоволокна;


• многомодовые оптоволокна;


• оптоволокно с градиентным показателем преломления светового луча;


• оптоволокно, имеющее ступенчатый профиль распределения показателей преломления.

Оптоволокно может служить базовым элементом при производстве различных кабелей.

Материалом при изготовлении волокна служит кварцевое стекло, но при необходимости работы с инфракрасным диапазоном могут применяться и другие виды стекла.

Эксплуатация оптических волокон

Время оказывает свое влияние и на такой материал, как стекло. Поэтому волокно с течением определенного промежутка времени подвергается деградации, то есть происходит увеличение показателя затухания в используемом кабеле. Но ввиду применения модернизированных технологий при производстве кабеля со стекловолокном срок его эксплуатации может составлять около 25 лет.

Недостатки оптоволоконного кабеля

Основным недостатком оптоволоконного кабеля является сложность его установки, так как точность установки оптоволоконного кабеля влияет на показатель затухания. При монтаже разъемов пользуются сваркой или склеивают волокна посредством специального геля, который по физическим свойствам соответствует материалу кабеля и способен так же преломлять световые потоки.

Для работы с подобным видом кабеля необходимо иметь определенные навыки и умения, только квалифицированному персоналу под силу правильно установить оптоволоконный кабель в необходимом месте.

Выпуск кабеля со стекловолокном происходит в кусках различной длины, на обоих концах которых уже расположены необходимые разъемы.

Вторым недостатком оптоволоконного кабеля является его слабая прочность по сравнению с электрическим. На прозрачность стекловолокна может оказать влияние даже находящееся рядом ионизирующее излучение.

Повреждение волокна может происходить в результате перепада температур окружающей среды. Современные технологии позволяют производить кабель с применением стекла, стойкого к воздействию радиации. Но стоимость такого продукта будет намного дороже обыкновенного.

Сильное влияние на оптоволоконные кабели оказывает и различного рода механическое воздействие. С целью его уменьшения при изготовлении кабеля были применены мягкие оболочки из звукопоглощающего материала.

Соединение волокон между собой возможно во множестве вариантов, среди которых часто встречается дуговая сварка.

В качестве оборудования используется сварочный аппарат специального назначения. Он состоит из микроскопа, зажимов, дуговой сварки, термоусадочной камеры и микропроцессора.

Методы соединения оптических волокон

На данный момент есть большое количество технологий соединения оптических волокон – это дуговая сварка, осуществляемая при поддержке сварочного аппарата, и механическое слияние изнутри особой муфты – сплайса (не путайте с кабельной муфтой, служащей для соединения 2-ух или же нескольких оптических кабелей).

Для сварки оптических волокон используется особая сварочная установка. Это прибор, содержащий микроскоп для юстировки волокон, зажимы с v-образными желобками для надежной фиксации волокон и микроприводами для автоматизации процесса, дуговую сварку, термоусадочную видеокамеру для прогрева защитных гильз, процессор для управления установкой и систему контроля свойства.

Качество механического соединения можно выяснить с поддержкой оптического тестера или же рефлектометра.

К плюсам сварного соединения возможно отнести невысокое переходное затухание, высокую надежность и стремительную скорость соединения волокон.

Минусом считается цена оснащения (сварочного аппарата), необходимость в присутствии квалифицированного оператора, большая площадь для выполнения и электропитание (либо подзарядка) сварочного аппарата.

Плюсами механического соединения считаются простота и мелкие издержки времени на установку, наименьшая длина технологического припаса волокна.

Сращивание при поддержке механического сплайса применимо чаще всего для временных соединений, к примеру, при неотложном устранении повреждений кабеля, для монтажа малобюджетных рядов и при работе в недоступных пространствах.

Применение волоконно-оптических кабелей

Волоконно-оптическая связь. Оптическое волокно применяется в качестве среды передачи на телекоммуникационных сетях всевозможных значений: от межконтинентальных трасс до семейных компьютерных сеток.

Волоконно-оптический датчик. Оптическое волокно имеет возможность быть применено как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и иных характеристик. Маленькая величина и отсутствие надобности в электронной энергии даёт волоконно-оптическим датчикам превосходство перед классическими электронными в определённых областях.

Оптическое волокно применяется в гидрофонах в сейсмических или же гидролокационных устройствах. Сделаны системы с гидрофонами, в коих на волоконный кабель приходится больше 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком применяются в нефтедобывающей индустрии, а еще на флоте. Германская фирма Sennheiser придумала лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптическим волокном.

Волоконно-оптические детекторы – датчики, измеряющие температуры и давления, – разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они отлично подходят для подобной среды, работая при температурах очень больших для полупроводниковых датчиков.

Разработаны приборы дуговой обороны с волоконно-оптическими датчиками. Оптическое волокно используется в лазерном гироскопе, применяемом в Boeing 767 и в кое-каких моделях машин (для навигации). Особые оптические волокна применяются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электронного тока. Это волокна, приобретенные при вращении болванки с крепким интегрированным двойным лучепреломлением.

Спектр применения данной продукции очень велик. На выставочной экспозиции, посвященной оптоволокну, можно ознакомиться со многими изделиями, произведенными с его помощью.

На выставке «Электро» представлены образцы кабелей от различных производителей. Здесь вы сможете наглядно оценить качество продукции, ее недостатки и достоинства.

Кабели связи
Электротехнологии
Технология прокладки кабеля в трубах