Cos'è il cavo in fibra ottica

Cos'è il cavo in fibra ottica

Definizione di cavo in fibra ottica

Il cavo in fibra ottica è prodotto per soddisfare l'ottica, specifiche di prestazione meccanica o ambientale, è una comunicazione che utilizza una o più fibre ottiche poste in una guaina come mezzo trasmissivo e può essere utilizzata singolarmente o in gruppi di cavi assemblati.

I cavi ottici sono composti principalmente da fibre ottiche (filamenti di vetro sottili come capelli), guaine protettive in plastica e pelli esterne in plastica. Non ci sono metalli come l'oro, argento, rame e alluminio nei cavi ottici, e generalmente non hanno valore di riciclaggio.

Il cavo ottico è un tipo di linea di comunicazione in cui un certo numero di fibre ottiche formano un'anima del cavo secondo un determinato metodo, che è ricoperto da una guaina, e alcuni sono anche ricoperti da una guaina esterna per realizzare la trasmissione del segnale ottico. Questo è: un cavo formato da una fibra ottica (vettore di trasmissione ottica) attraverso un certo processo. La struttura di base del cavo ottico è generalmente composta da un'anima del cavo, filo d'acciaio di rinforzo, riempitivo e guaina, eccetera. Inoltre, ci sono strati impermeabili, strato tampone, filo metallico isolato e altri componenti secondo necessità.

La storia dei cavi in ​​fibra ottica

Nel 1976, il Bell Institute degli Stati Uniti ha costruito il primo sistema sperimentale di comunicazione in fibra ottica ad Atlanta, utilizzando il cavo ottico contenente 144 fibre ottiche prodotte da Western Electric Company. Nel 1980, i cavi ottici commerciali realizzati con fibre ottiche multimodali iniziarono ad essere utilizzati su tronchi interurbani tra uffici e alcune linee a lunga distanza. I cavi in ​​fibra ottica commerciali in fibra monomodale iniziarono ad essere utilizzati sulle linee a lunga percorrenza 1983. Nel 1988, è stato posato con successo il primo cavo sottomarino transatlantico che collega gli Stati Uniti, la Gran Bretagna e la Francia, e presto fu costruito il primo cavo sottomarino transpacifico. La Cina ha sviluppato il proprio cavo ottico di comunicazione in 1978, utilizzando fibra ottica multimodale, e la struttura del nucleo del cavo è stratificata. I test sul campo sono stati effettuati a Shanghai, Pechino, Wuhan e in altri luoghi successivamente. Subito dopo, è stato utilizzato come trunk tra uffici nella rete telefonica locale. Dopo 1984, è stato gradualmente utilizzato per le linee a lunga distanza, ed è stata utilizzata la fibra monomodale. I cavi ottici di comunicazione hanno una capacità di trasmissione maggiore rispetto ai cavi in ​​rame, lunga distanza del relè, taglia piccola, leggero, e nessuna interferenza elettromagnetica. Da quando 1976, si sono sviluppati in linee principali a lunga distanza, staffette urbane, comunicazioni sottomarine offshore e transoceaniche , così come la spina dorsale delle linee di trasmissione cablate per le reti locali, reti private, eccetera., e ha iniziato a svilupparsi nel campo delle reti di distribuzione ad anello utente in città, fornitura di linee di trasmissione per reti digitali da fibra a casa e servizi integrati a banda larga.

Il cavo ottico è il principale strumento di trasmissione di varie reti di informazioni nell'odierna società dell'informazione. Se la "Internet" si chiama il "autostrada dell'informazione", quindi la rete di cavi ottici è la pietra angolare dell'autostrada dell'informazione: la rete di cavi ottici è il percorso fisico di Internet. Una volta che un certo cavo ottico è danneggiato e bloccato, il "autostrada dell'informazione" in quella direzione sarà distrutto. Oltre ai soliti telefoni, telegrammi, e fax, le informazioni trasmesse attraverso il cavo ottico vengono ora trasmesse in grandi quantità, compresi i segnali televisivi, rimesse bancarie, quotazioni di borsa, e altre informazioni che non possono essere interrotte per un momento.

Attualmente, la modalità di trasmissione del cavo ottico di comunicazione a lunga distanza è stata sviluppata da PDH a SDH, e la velocità di trasmissione è passata dall'originale 140 MB/S a 2,5 GB/S, 4× 2,5 GB/s, 16× 2,5 GB/s o anche superiore, cioè si dice che una coppia di nuclei di fibra possa aprirsi 30,000, 120,000, 480,000 o anche più canali. Con una capacità di trasmissione così grande, una volta bloccato il cavo ottico, non solo causerà enormi perdite al settore delle telecomunicazioni, ma causano anche molti disagi al grande pubblico a causa della scarsa comunicazione, come gli utenti di computer che non sono in grado di accedere a Internet, non conoscendo il mercato azionario, rimesse bancarie, e depositi a distanza. Prendilo in una bolla, e tutti i tipi di informazioni non possono essere trasmessi. In remote zone montuose, una volta interrotto il cavo ottico, l'intera contea e anche diverse contee lungo il cavo ottico saranno isolate dal mondo nelle comunicazioni e diventeranno isole isolate.

Struttura del cavo ottico

Panoramica

Il cavo ottico è composto da un'anima del cavo, filo d'acciaio di rinforzo, riempitivo e guaina, eccetera. Inoltre, ci sono strati impermeabili, strato tampone, filo metallico isolato e altri componenti secondo necessità.

fibra ottica

La parte più importante del nucleo del cavo in fibra ottica è la fibra ottica. Diamo un'occhiata alla teoria della fibra ottica e alla struttura della fibra ottica.

La luce e le sue proprietà

1. La luce è un'onda elettromagnetica

La gamma di lunghezze d'onda della luce visibile è: 390~760 nm (nanometro). La parte più grande di 760 nm è la luce infrarossa, e la parte più piccola di 390 nm è la luce ultravioletta. Attualmente, le fibre ottiche più comunemente usate sono: 850, 1310, e 1550.

2. Rifrazione, riflessione e riflessione totale della luce.

Perché la luce viaggia a velocità diverse in diverse sostanze, quando la luce viene emessa da una sostanza all'altra, rifrazione e riflessione si verificano all'interfaccia tra le due sostanze. Anche, l'angolo della luce rifratta varia con l'angolo della luce incidente. Quando l'angolo della luce incidente raggiunge o supera un determinato angolo, la luce rifratta scomparirà, e tutta la luce incidente verrà riflessa, che è il riflesso totale della luce. Sostanze diverse hanno angoli di rifrazione diversi rispetto alla luce della stessa lunghezza d'onda (cioè, diverse sostanze hanno diversi indici di rifrazione della luce), e la stessa sostanza ha differenti angoli di rifrazione alla luce di differenti lunghezze d'onda. La comunicazione in fibra ottica è formata sulla base dei principi di cui sopra.

Struttura e tipologia della fibra ottica:

1. Struttura in fibra ottica:

La fibra nuda è generalmente divisa in tre strati: l'anima centrale in vetro ad alto indice di rifrazione (il diametro del nucleo è generalmente 50 o 62,5 μm), la parte centrale è il rivestimento in vetro di silice a basso indice di rifrazione (il diametro è generalmente 125μm), e il più esterno è il rivestimento in resina per il rinforzo. Pavimento.

2. Apertura numerica:

La luce incidente sulla faccia terminale della fibra non può essere trasmessa tutta dalla fibra, solo la luce incidente all'interno di un certo intervallo di angoli può. Questo angolo è chiamato apertura numerica della fibra. Un'apertura numerica maggiore della fibra ottica è vantaggiosa per la giunzione di testa della fibra ottica. Le fibre ottiche prodotte da diversi produttori hanno diverse aperture numeriche.

3. Tipi di fibre ottiche:

UN. Secondo la modalità di trasmissione della luce nella fibra, può essere suddiviso in: fibra monomodale e fibra multimodale.

Fibra multimodale: L'anima centrale in vetro è più spessa (50 o 62,5 μm) e può trasmettere luce in più modalità. Ma la sua dispersione intermodale è ampia, che limita la frequenza di trasmissione dei segnali digitali, e sarà più grave con l'aumentare della distanza. Per esempio: 600La fibra MB/KM ha solo 300 MB di larghezza di banda a 2KM. Perciò, la distanza di trasmissione in fibra multimodale è relativamente breve, generalmente solo pochi chilometri.
Fibra monomodale: Il nucleo centrale di vetro è relativamente sottile (il diametro del nucleo è generalmente 9 o 10 μm), e solo una modalità di luce può essere trasmessa. Perciò, la sua dispersione intermodale è molto piccola, che è adatto per la comunicazione a lunga distanza, ma la sua dispersione cromatica gioca un ruolo importante, quindi la fibra monomodale ha requisiti più elevati in termini di larghezza spettrale e stabilità della sorgente luminosa, questo è, la larghezza spettrale è più stretta e la stabilità è migliore. .

B. Secondo la finestra di frequenza di trasmissione ottimale: fibra monomodale convenzionale e fibra monomodale a dispersione spostata.

Tipo convenzionale: Il produttore di fibre ottiche ottimizza la frequenza di trasmissione della fibra ottica su una singola lunghezza d'onda della luce, come 1310 nm.

Tipo a dispersione spostata: I produttori di fibre ottiche ottimizzano la frequenza di trasmissione della fibra ottica a due lunghezze d'onda della luce, come: 1310nm e 1550 nm.

C. Secondo la distribuzione dell'indice di rifrazione, è diviso in: fibre brusche e graduate.

Tipo brusco: L'indice di rifrazione dal nucleo centrale della fibra al rivestimento in vetro è brusco. Ha un basso costo e un'elevata dispersione intermodale. È adatto per comunicazioni a bassa velocità a breve distanza, come il controllo industriale. Tuttavia, a causa della piccola dispersione intermodale della fibra monomodale, la fibra monomodale adotta il tipo brusco.

Fibra graduata: L'indice di rifrazione dal nucleo centrale della fibra al rivestimento in vetro viene gradualmente ridotto, in modo che la luce di modo alto possa propagarsi in una forma sinusoidale, che può ridurre la dispersione tra le modalità, migliorare la larghezza di banda della fibra, e aumentare la distanza di trasmissione, ma il costo è alto. Le fibre modali sono per lo più fibre classificate.

4. Specifiche comuni delle fibre:

Modalità singola: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
Multimodale: 50/125μm, norma europea
62.5/125μm, standard americano
Industriale, Reti mediche e a bassa velocità: 100/140μm, 200/230μm
Plastica: 98/1000μm per il controllo automobilistico

Produzione e attenuazione della fibra ottica:

1. Produzione di fibre ottiche:

Attualmente, I metodi di fabbricazione della fibra ottica includono principalmente: CVD in tubo (deposizione chimica da vapore) metodo, metodo CVD in rod, PCVD (deposizione di vapore chimico plasma) metodo e VAD (deposizione assiale di vapore) metodo.

2. Attenuazione della fibra ottica:

I principali fattori che causano l'attenuazione delle fibre sono: intrinseco, piegarsi, estrusione, impurità, disuniformità e giunto di testa.

Intrinseco: È la perdita intrinseca della fibra, Compreso: Dispersione di Rayleigh, assorbimento intrinseco, eccetera.
Piegare: Quando la fibra è piegata, parte della luce nella fibra andrà persa a causa della dispersione, con conseguente perdita.
Stretta: Perdita causata da minuscole curve in una fibra ottica quando viene schiacciata.
Impurità: Perdite causate da impurità nella fibra che assorbono e diffondono la luce che si propaga nella fibra.
Non uniformità: Perdita causata da indice di rifrazione non uniforme del materiale fibroso.
Attracco: La perdita generata quando la fibra ottica è agganciata, come: assi diversi (la coassialità della fibra monomodale deve essere inferiore a 0,8 μm), la faccia terminale non è perpendicolare all'asse, la faccia terminale non è piatta, il diametro del nucleo di testa non corrisponde e la qualità della saldatura è scarsa.

Vantaggi della fibra ottica:

1. La banda passante della fibra ottica è molto ampia. Teoricamente, può raggiungere 3 miliardi di megahertz.
2. Nessuna lunghezza del luppolo. Decine a più di 100 chilometri, solo poche centinaia di metri di filo di rame.
3. Non influenzato da campi elettromagnetici e radiazioni elettromagnetiche.
4. Leggero e di piccole dimensioni. Per esempio: 900 coppie di doppini intrecciati con 21,000 canali vocali, il diametro è 3 pollici, e il peso è 8 tonnellate/KM. Il cavo in fibra ottica con dieci volte la capacità di comunicazione ha un diametro di 0.5 pollici e un peso di 450P/KM.
5. La comunicazione in fibra ottica non è elettrificata, e può essere utilizzato in sicurezza in luoghi infiammabili e violenti.
6. Utilizzare un'ampia gamma di temperature ambiente.
7. Corrosione chimica, lunga durata.

Classificazione dei cavi ottici

1. Secondo il metodo di posa, ci sono: cavo ottico aereo autoportante, cavo ottico della tubazione, cavo ottico interrato corazzato e cavo ottico sottomarino.
2. Secondo la struttura del cavo ottico, è diviso in: cavo ottico in bundle, cavo ottico stratificato, cavo ottico stretto, cavo ottico a nastro, cavo ottico non metallico e cavo ottico ramificabile.
3. Secondo l'uso, ci sono: cavo ottico per comunicazioni a lunga distanza, cavo ottico per esterni a breve distanza, cavo ottico ibrido e cavo ottico per edilizia.

Produzione di cavi ottici

Il processo di fabbricazione del cavo ottico è generalmente suddiviso nei seguenti processi:

1. Screening di fibre ottiche: selezionare fibre ottiche con ottime caratteristiche di trasmissione e tensione qualificata.
2. Tintura fibra ottica: utilizzare il cromatogramma completo standard per identificare, non richiede sbiadimento e migrazione ad alta temperatura.
3. Estrusione secondaria: Utilizzare plastica ad alto modulo elastico e basso coefficiente di dilatazione lineare per estrudere in un tubo di una certa dimensione, incorporare la fibra ottica e riempirla con gel resistente all'umidità e all'acqua, e conservarlo per qualche giorno (non meno di due giorni) .
4. Torsione del cavo in fibra ottica: attorcigliare insieme diverse fibre ottiche estruse e unità di rinforzo.
5. Spremere la guaina esterna del cavo ottico: aggiungere uno strato di guaina al cavo ottico intrecciato.

Installazione cavo ottico

Negli anni, la società umana ha sviluppato una serie di metodi ed esperienze maturi per la costruzione di cavi ottici. Per esempio, costruzione all'aperto di cavi ottici: la cosa più importante per la posa di cavi ottici a lunga distanza è scegliere un percorso adatto. Il percorso più breve non è necessariamente il migliore, ma attenzione anche al diritto all'uso della terra, la possibilità di erezione o sepoltura, eccetera.

Ci devono essere disegni di progettazione e costruzione molto completi per una costruzione conveniente e affidabile e ispezioni future. Durante la costruzione, fare attenzione a non sottoporre il cavo ottico a forti pressioni oa non essere perforato da oggetti duri.

Quando il cavo ottico gira, il suo raggio di sterzata è 20 volte maggiore del diametro del cavo ottico stesso.

Realizzazione di cavi ottici per antenne esterne:

UN. Il metodo sopraelevato per appendere le staffe metalliche è semplice ed economico, ed è il più usato nel mio paese, ma è dispendioso in termini di tempo aggiungere ganci e sistemarli.
B. Metodo sopraelevato di avvolgimento del filo sospeso, questo metodo è più stabile e meno lavori di manutenzione. Ma è necessaria una macchina avvolgitrice speciale.
C. Il metodo aereo autoportante ha requisiti elevati sulla linea principale, costruzione e manutenzione difficili, e alto costo. Attualmente è usato raramente in Cina.
D. Quando sopra la testa, un dispositivo di guida deve essere installato nel punto in cui il cavo ottico porta al tronco, e il cavo ottico non deve essere trascinato a terra. Prestare attenzione a ridurre l'attrito quando si tira il cavo ottico. Una lunghezza di cavo in fibra ottica dovrebbe essere lasciata su ciascuna linea per l'espansione e la contrazione.
e. Prestare attenzione alla messa a terra affidabile di oggetti metallici nel cavo ottico. Soprattutto nelle zone montuose, aree della rete elettrica ad alta tensione e molte aree, ci sono generalmente 3 punti di messa a terra per chilometro, e vengono utilizzati anche cavi ottici non metallici.

Costruzione di cavi ottici per tubazioni esterne:

UN. Prima della costruzione, l'occupazione della condotta dovrebbe essere verificata, i tubi secondari di plastica devono essere puliti e posizionati, e la linea di trazione dovrebbe essere posizionata allo stesso tempo.
B. Calcola la lunghezza della distribuzione, e ci deve essere abbastanza lunghezza riservata.
C. La lunghezza di una posa non dovrebbe essere troppo lunga (generalmente 2KM). Durante il cablaggio, dovrebbe essere tirato dal centro a entrambi i lati.
D. La forza di trazione del cavo non è generalmente superiore a 120 kg, e la parte centrale di rinforzo del cavo ottico deve essere tirata, e dovrebbe essere eseguito il trattamento impermeabilizzante e di rinforzo della testa del cavo ottico.
e. L'ingresso e l'uscita del cavo ottico devono essere dotati di un dispositivo di follow-up, e il pavimento non può essere lavato direttamente.
F. Anche il cavo ottico della tubazione dovrebbe prestare attenzione a una messa a terra affidabile.

Posa di cavi ottici direttamente interrati:

UN. La profondità della trincea per cavi ottici interrati direttamente deve essere scavata secondo lo standard. Lo standard è mostrato nella tabella seguente:
B. Dove non si possono scavare trincee, le tubazioni possono essere posate sopraelevate o perforate.
C. Il fondo del fossato dovrebbe essere piatto e solido, e una parte di sabbia, cemento o supporto possono essere pre-riempiti se necessario.
D. Durante la posa è possibile utilizzare la trazione manuale o meccanica, ma occorre prestare attenzione alla guida e alla lubrificazione.
e. Al termine della posa, il terreno deve essere coperto e compattato il prima possibile.

Posa di cavi ottici negli edifici:

UN. Quando si posa in verticale, particolare attenzione dovrebbe essere prestata al problema di portanza del cavo ottico. Generalmente, il cavo ottico va fissato una volta ogni due strati.
B. Quando il cavo ottico passa attraverso la parete o il pavimento, dovrebbe essere aggiunto un tubo di plastica protettivo con un paradenti, e il tubo deve essere riempito con riempitivo ignifugo.
C. Una certa quantità di tubi di plastica può anche essere posata in anticipo nell'edificio, e quando il cavo ottico deve essere posato in futuro, il cavo ottico può essere posato con il metodo della trazione o del vuoto.

Selezione del cavo ottico

La scelta dei cavi ottici non si basa solo sul numero di fibre ottiche e sul tipo di fibre ottiche, ma anche la guaina esterna del cavo ottico in base all'ambiente di utilizzo del cavo ottico.

1. Quando il cavo ottico esterno è direttamente interrato, è necessario selezionare il cavo ottico armato. Quando sopra la testa, può essere utilizzato un cavo ottico con guaina esterna in plastica nera con due o più nervature di rinforzo.
2. Quando si selezionano i cavi ottici utilizzati negli edifici, attenzione dovrebbe essere prestata al loro ritardante di fiamma, caratteristiche tossiche e di fumo. Generalmente, il tipo ignifugo ma senza fumo (Plenum) può essere utilizzato nella tubazione o nella ventilazione forzata, e il ritardante di fiamma, tipo atossico e senza fumo (riser) dovrebbe essere utilizzato nell'ambiente esposto.
3. Quando si cabla verticalmente nell'edificio, possono essere utilizzati cavi di distribuzione; quando si esegue il cablaggio in orizzontale, possono essere utilizzati cavi breakout.
4. Se la distanza di trasmissione è inferiore a 2 km, puoi scegliere un cavo ottico multimodale. Se supera i 2 km, puoi usare il ripetitore o scegliere il cavo ottico monomodale.