Конструкція оптичного кабелю

Оптоволоконний кабель (він же волоконно-оптичний) - це принципово інший тип кабелю в порівнянні з іншими типами електричних або мідних кабелів. Інформація щодо нього передається не електричним сигналом, а світловим. Головний його елемент - це прозоре скловолокно, за яким світло проходить на величезні відстані (до десятків кілометрів) з незначним ослабленням.

Структура оптоволоконного кабелю дуже проста і схожа на структуру коаксіального електричного кабелю, тільки замість центрального мідного дроту тут використовується тонка (діаметром близько 1-10 мкм) скловолокно, а замість внутрішньої ізоляції - скляна або пластикова оболонка, що не дозволяє світлу виходити за межі скловолокна.

Конструкція волоконно-оптичного кабелю визначається, в першу чергу, його призначенням і методом прокладки. Це може бути пластикова трубка з розташованими усередині оптичними волокнами або ж багатошарова конструкція, що містить зміцнюючі та захисні елементи.

У складі конструкції волоконно-оптичного кабелю можуть бути присутні наступні елементи:

Центральний силовий елемент — використовується для центрування оболонок, модулів. Виконується у вигляді несучого тросу, прутка з склопластику або металу, часто покриті поліетиленовою оболонкою.

Оптичне волокно — нитка, виготовлена з оптично прозорого матеріалу (скло, пластик), головним призначенням якої є перенесення світла всередині власної конструкції з мінімальними втратами посредствам внутрішнього відбиття.

Оптичний модуль — найчастіше виконується у вигляді пластикової трубки, усередині якої розташовуються оптичні волокна, навколишній простір усередині оптичного модуля може бути заповнений гідрофобним гелем. кількість волокон в оптичному модулі варіюється від 4 до 12, загальна кількість волокон у кабелі — від 8 до 96.

Оплетка оптичних модулів — обплітає оптичні модулі плівка, стягнута нитками і змочена гідрофобним гелем. Володіє демпфуючими властивостями і вирішує проблему тертя всередині кабелю, додатково захищає від вологи, утримує гідрофобну рідина та ін

Перший захисний шар (внутрішня оболонка). Внутрішня оболонка з полімерного матеріалу (композиція поліетилену або стрічка ПЕТ).

Другий захисний шар. Структуру шару складає набір кевларових ниток або броні. Броня з одного або декількох повивов сталевих дротів з антикорозійним покриттям (зазвичай цинковим). Використовується для перешкоджання проникнення води за рахунок заповнення вільного простору гідрофобним гелем (можливе застосування водоблокирующих елементів).

Третій захисний шар. Шар являє собою поліетиленову плівку і деяку кількість гідрофобного гелю, призначений для додаткового захисту від вологи;

Четвертий захисний шар (зовнішня оболонка). Виконується з композиції поліетилену. При прокладці кабелю усередині приміщень може бути виконана з матеріалів, що перешкоджають поширенню вогню, в тому числі безгалогеновых, з низьким димовиделеніе.

Існують два різних типи оптоволоконних кабелів:

1. Багатомодовий, або мультимодовый, кабель, більш дешевий, але менш якісний;

2. Одномодовий кабель, більш дорогий, але має кращі характеристики.

Основні відмінності між цими типами пов'язані з різним режимам проходження світлових променів в кабелі.

В одномодовому кабелі практично всі промені проходять один і той же шлях, в результаті чого всі вони досягають приймача одночасно, і форма сигналу практично не спотворюється. Одномодовий кабель має діаметр центрального волокна близько 1,3 мкм і передає світло тільки з такою ж довжиною хвилі 1,3 мкм). Дисперсія і втрати сигналу при цьому дуже незначні, що дозволяє передавати сигнали на значно більшу відстань, ніж у разі застосування багатомодового кабелю. Для одномодового кабелю застосовуються лазерні приймачі, які використовують світло виключно з необхідною довжиною хвилі. Такі приймачі поки ще порівняно дорогі і не дуже довговічні. Проте в перспективі одномодовий кабель повинен стати основним завдяки своїм прекрасним характеристикам.

У багатомодовому кабелі траєкторії світлових променів мають помітний розкид, в результаті чого форма сигналу на приймальному кінці кабелю спотворюється. Центральне волокно має діаметр 62,5 мкм, а діаметр зовнішньої оболонки - 125 мкм (це іноді позначається як 62,5/125). Для передачі використовується звичайний (не лазерний світлодіод, що знижує вартість і збільшує термін служби приймачів порівняно з одномодовим кабелем. Довжина хвилі світла в багатомодовому кабелі дорівнює 0,85 мкм. Допустима довжина кабелю досягає 2-5 км В даний час багатомодовий кабель - основний тип оптоволоконного кабелю, так як він дешевше і доступніше. Затримка поширення сигналу в оптоволоконном кабелі не сильно відрізняється від затримки в електричних кабелях. Типова величина затримки для найбільш поширених кабелів становить близько 4-5 нс/м.

Інформація про забарвленню волокон у кабелі, їх тип і розташування в трубках не стандартизована і вказується кожним виробником в паспорті кабелю.