▷ Vlakna optika: kaj je, za kaj se uporablja in kako deluje

Ta članek bomo posvetili podrobnejšemu optiku vlaken, pojasnili bomo, kaj je to in kako deluje. Vsi vemo, da se ta prenosni element uporablja v podatkovnih omrežjih za povezavo z internetom, vendar vsi ne vedo, kako fizično prepoznati, kaj je vlakno, zato bomo v težavah.

Kazalo vsebine

Ustvarjanje interneta je nedvomno ena najpomembnejših informacijskih in komunikacijskih tehnologij našega stoletja. Internet je nedavno ustvarjen, govorimo o letu 1991, ko je nastal svetovni splet, takrat se je začela hitrost in dostopnost hitro povečati do danes. Ravno zaradi tehnologij, kot je optična vlakna, je povečanje zmogljivosti prenosa podatkov doseglo izjemno visoke hitrosti in razdalje.

Kaj je optična vlakna

Kot smo že omenili, je optična vlakna sredstvo za prenos podatkov z uporabo fotoelektričnih impulzov skozi žico iz prozornega stekla ali drugih plastičnih materialov z enako funkcionalnostjo. Te niti lahko postanejo skoraj tako fine kot lasje in so ravno sredstvo prenosa signala.

V bistvu s temi zelo finimi kabli se svetlobni signal prenaša z enega konca kabla na drugega. Ta svetloba se lahko ustvari z laserjem ali LED, njegova najbolj razširjena uporaba pa je za prenos podatkov na velike razdalje, saj ima ta medij veliko večjo pasovno širino kot kovinski kabli, nižje izgube in večje hitrosti prenosa.

Drug zelo pomemben vidik, ki ga moramo upoštevati, je, da je optično vlakno odporno na elektromagnetne motnje, kar na primer v vseh primerih trpi kabli z dvojnimi pari in prispevajo k potrebi po repetitorjih na vsaki določeni razdalji. Vedeti moramo, da optična vlakna ne prevažajo električne energije, temveč le svetlobne signale.

Toda optična vlakna se ne uporabljajo samo za prenos podatkov v omrežjih, ampak tudi za kakovostne zvočne povezave. Poleg tega je tudi svetlobni vir, ki zagotavlja vidnost v tesnih prostorih in celo za izdelke za dekoracijo, na primer na božična drevesa in podobno. Seveda so ta vlakna izdelana iz plastike in so poceni in nimajo veliko opravka s kabli, ki se uporabljajo za podatke.

Deli optičnega kabla

Preden vidimo, kako deluje, se nam zdi pomembno vedeti, kateri so deli, ki sestavljajo optični kabel.

• Jedro: Osrednji element optičnega kabla ni vedno prisoten. Njegova funkcija je preprosto zagotoviti ojačitev, da se izognemo lomu in deformaciji kabla. Odvajanje vlage: Ta element tudi ni v vseh kablih. Njegova funkcija je voditi morebitno vlažnost, ki jo ima kabel, tako da se skozi njega izide. Je navit v jedru. Vlaknasti niti: je prevodni element, svetloba in podatki potujejo po njem. Izdelani so iz visokokakovostnega silicijevega stekla ali plastike, ki ustvarjajo medij, v katerem se lahko svetloba pravilno odbija in lomi do dosega cilja. Pufer in obloga (prevleka): v osnovi gre za prevleko niti iz optičnih vlaken. Sestavljen je iz temenskega gelnega polnila, ki preprečuje, da bi svetlobni žarki uhajali iz vlaken. Po drugi strani je pufer zunanja prevleka, ki vsebuje gel in vlakno. Mylar trak in izolacijski sloji: v osnovi gre za izolacijski premaz, ki pokriva vse vlakence. Glede na vrsto konstrukcije bo imel več elementov, vsi pa so narejeni iz dielektričnega (neprevodnega) materiala. Premaz, ki zavira gorenje: Če je kabel odporen proti ognju, boste potrebovali tudi prevleko, ki lahko vzdrži plamen. Oklop: Naslednji sloj je kabelski oklep, ki je vedno izdelan iz kevlarjeve žice najvišje kakovosti. Ta material je lahek in zelo odporen na ogenj ter ga lahko opazimo v neprebojnih jopičih in pilotskih čeladah. Zunanji plašč: Kot vsak kabel je potreben tudi zunanji plašč, običajno iz plastike ali PVC.

Kako deluje optika vlaken

Način prenosa, ki poteka skozi kable, skozi katere potuje svetlobni signal, ne temelji na prenosu elektronov skozi prevodni material. V tem primeru se udeležimo fizičnih pojavov odboja in loma svetlobe.

Odsev: Odboj svetlobnega snopa se pojavi, ko udari na površino, ki ločuje dva medija, smer valovanja pa se spremeni, zaradi česar potegne smer s kotom, ki je enak vpadnemu kotu. Če na primer svetlobni žarek udari pod kotom 90 stopinj na površino, bo odskočil v nasprotni smeri, to se zgodi, ko stojimo pred ogledalom. Če v drugem primeru svetlobni žarek zadene 30-stopinjsko površino, bo žarek odskočil s temi 30 stopinj.

Prelomnost: v tem primeru gre za spremembo smeri in hitrosti v valu, ki prehaja iz enega medija na drugega. Na primer, to je tisto, kar vidimo, ko svetloba prehaja iz zraka v vodo, bomo videli isto sliko, vendar pod drugim kotom.

Skozi ta dva pojava se bo svetloba oddajala vzdolž vlaknastega kabla, dokler ne doseže svojega cilja.

Tipi in priključki iz optičnih vlaken

Že vemo, kako deluje, vendar še vedno ne vemo, kako se svetloba prenaša znotraj teh kablov. V tem primeru moramo razlikovati med enomodalno vlakno in večmodalno vlakno.

V vlaknih z enim načinom se skozi medij prenaša samo en svetlobni žarek. Ta žarek bo lahko v najboljšem primeru dosegel razdaljo 400 km brez uporabe repetitorja, za ustvarjanje tega žarka pa se uporablja visokointenzivni laser. Ta žarek lahko prenese do 10 Gbit / s za vsako vlakno.

V multimodnem vlaknu na drugi strani lahko na istem kablu odda več svetlobnih signalov, ki jih generirajo LED nizke intenzivnosti. Uporablja se za prenose krajšega dosega, poleg tega pa je cenejši in enostavnejši za namestitev.

Kar zadeva vrste optičnih konektorjev, lahko najdemo naslednje:

• SC: Ta priključek je tisti, ki ga bomo videli najpogosteje, saj se uporablja za prenos podatkov v enokanalnih vlakenskih povezavah. Obstaja tudi različica SC-Duplex, ki je v osnovi dva združena SC-ja. FC: To je še ena izmed najbolj uporabljanih in so videti podobno kot koaksialni antenski konektor. ST: Prav tako je podobna prejšnji s sredinskim elementom približno 2, 5 mm, ki je bolj izpostavljen. LC: v tem primeru je priključek kvadraten, čeprav osrednji element ostane enak konfiguraciji kot prejšnja dva. FDDI: Gre za obojestranski konektor, torej povezuje dva kabla namesto enega. MT-RJ: Je tudi dupleksni konektor in se običajno ne uporablja za enosmerna vlakna.

Sklepi in prednosti in slabosti uporabe optičnih vlaken

S temi informacijami lahko oblikujemo dokaj splošno in popolno predstavo o tem, kaj je optična vlakna in kako temelji na njenem delovanju. Domače optične povezave so vse pogostejše, čeprav včasih namesto, da pridejo neposredno do nas v vlaknih, pride v obliki koaksialnega kabla, če je omrežje hibridno. Izkoristili bomo še en članek, da bomo podrobneje govorili o tej vrsti kabla.

Nedvomno nas prihodnost očitno skriva v optičnih omrežjih, vedno več in manj majhnih populacijskih središčih, ki imajo to vrsto širokopasovne povezave , saj je to ena glavnih prednosti. Poleg tega, ker temelji na svetlobi namesto na električni energiji, je popolnoma imun na motnje in tudi ne proizvaja. Na enak način zelo dobro podpira podnebne spremembe in temperature ter je zelo lahek, saj je nekovinski element.

Ni pa vse dobro v optiki vlaken, saj je ena od omejitev, da morajo biti kabli zelo čvrsti in zelo dobro zaščiteni, da se izognemo lomu vlaken. Prav tako ne moremo oddajati električne energije, kar je logično, zato mora vsak element, ki potrebuje električno energijo, imeti bližnji vir energije.

Kar zadeva namestitev in spajanje vlakenskih kablov, gre za precej zapleten postopek in potrebna je velika natančnost, da se signal prenaša z enega na drugi kabel brez poslabšanja signala. Naprave za oddajanje in sprejemanje so tudi precej dražje in kompleksnejše, zato so v večini primerov potrebne naprave za pretvorbo energije v elektriko, da bi prišle do naših domov.

Tu gre za optične kable in povezave. Verjamemo, da smo uspeli rešiti dvome, ki ste jih imeli glede te tehnologije in njene uporabe. Če vas zanimajo tudi druge vadnice, povezane z omrežji, tukaj je nekaj takšnih.

Če imate vprašanja ali želite kaj poudariti ali dodati, nam pišite v komentarje. Vedno poskušamo vsebino čim bolj izboljšati.