מֵידָע

כבל סיבים אופטיים

כבל סיבים אופטיים

בשנים האחרונות עלותם של סיבים אופטיים, או סיבים אופטיים וכבלים סיבים אופטיים, מה שהופך אותם לידי ביטוי כלכלי של יישומי טלקומוניקציה ורשת נתונים רבים יותר. כתוצאה מכך הסיבים האופטיים נמצאים כעת בשימוש נרחב, ומהווים את עמוד השדרה של מרבית רשתות הטלקומוניקציה ורשתות נתונים מקומיות רבות.

אמנם ישנם רכיבים רבים המשמשים לבניית קישור סיבים אופטיים (קישור סיבים אופטיים), אך הכבלים הסיביים הם כמובן מרכיב המפתח.

בניית סיבים אופטיים

טכנולוגיית סיבים אופטיים מסתמכת על העובדה שניתן לשלוח קרן אור לאורך סיב דק הבנוי כראוי. כבל סיב אופטי מורכב מליבת זכוכית או סיליקה. ליבת הסיב האופטי מוקפת בחומר דומה, כלומר זכוכית או סיליקה, המכונים חיפוי, בעלי אינדקס שבירה נמוך מעט מזה של הליבה. נמצא כי גם כאשר לחיפוי יש אינדקס שבירה מעט גבוה יותר, האור העובר במורד הליבה עובר השתקפות פנימית מוחלטת, והוא נכלל בכך בתוך ליבת הסיב האופטי.

מחוץ לחיפוי שם ממוקם מעיל פלסטיק. זה משמש כדי לספק הגנה על הסיב האופטי עצמו. בנוסף לכך, סיבים אופטיים מקובצים בדרך כלל בצרורות ואלה מוגנים על ידי מעטה חיצוני כולל. זה לא רק מספק הגנה נוספת אלא גם משמש לשמירה על סיבים אופטיים.

סוגי סיבים אופטיים

ישנם מגוון סוגים שונים של כבל סיבים אופטיים בהם ניתן להשתמש, וישנן מספר דרכים בהן ניתן להבדיל בין סוגים. ישנן שתי קטגוריות עיקריות:

  • כבל סיבים אופטיים מדד שלב
  • כבלים סיבים אופטיים מדורגים מדורגים

כבל אינדקס המדרגות מתייחס לכבל בו חל שינוי צעד באינדקס השבירה בין הליבה לחיפוי. סוג זה הוא הנפוץ יותר. הסוג האחר, כפי שמצוין השם, משתנה בהדרגה על פני קוטר הסיב. באמצעות כבל מסוג זה, האור נשבר לכיוון מרכז הכבל.

ניתן לפצל סיבים אופטיים או סיבים אופטיים גם לסיבים במצב יחיד, ולסיבים מרובי-מצב. אזכור של סיבים מסוג יחיד וגם של סיבים מרובי מצויים בספרות לעיתים קרובות.

סיבים במצב יחיד סוג זה של סיבים אופטיים הוא הסוג שמשמש כמעט אך ורק בימינו. נמצא שאם קוטר הסיב האופטי מצטמצם לכמה אורכי אור של אור, אז האור יכול להתפשט רק בקו ישר ולא קופץ מצד לצד של הסיב. מכיוון שהאור יכול לנוע רק במצב יחיד זה, סוג זה של כבלים נקרא סיב במצב יחיד. בדרך כלל ליבת סיבים במצב יחיד הם בקוטר של שמונה עד עשרה מיקרון, קטנים בהרבה משיער.

סיבים במצב יחיד אינם סובלים מפיזור רב-מודאלי וזה אומר שיש לו רוחב פס רחב בהרבה. המגבלה העיקרית לרוחב הפס היא מה שמכונה פיזור כרומטי שבו צבעים שונים, כלומר אורכי גל מתפשטים במהירויות שונות. פיזור כרומטי של כבל הסיבים האופטיים מתרחש במרכז הסיב עצמו. נמצא שהוא שלילי באורכי גל קצרים ומשתנה להיות חיובי באורכי גל ארוכים יותר. כתוצאה מכך יש אורך גל עבור סיבים במצב יחיד בו הפיזור הוא אפס. זה קורה בדרך כלל באורך גל של סביב 1310 ננומטר וזו הסיבה שבגללו נעשה שימוש נרחב באורך גל זה.

החיסרון של סיבים במצב יחיד הוא שהוא דורש לייצר סובלנות גבוהה וזה מגדיל את עלותו. נגד זאת העובדה שהיא מציעה ביצועים מעולים, במיוחד לטווח ארוך, פירושה שהרבה פיתוח של סיבים במצב יחיד נעשה כדי להפחית את העלויות.

סיבים מולטימוד צורה זו של סיבים יש קוטר גדול יותר מאשר סיבים במצב יחיד, והם בדרך כלל בקוטר של 50 מיקרון, וזה מקל עליהם לייצר מאשר סיבים במצב יחיד.

לסיבים אופטיים מולטימוד יש מספר יתרונות. מכיוון שיש לו קוטר רחב יותר מסיבים במצב יחיד, הוא יכול ללכוד אור ממקור האור ולהעביר אותו למקלט ברמת יעילות גבוהה. כתוצאה מכך ניתן להשתמש בו עם דיודות פולטות אור בעלות נמוכה. בנוסף לכך הקוטר הגדול יותר אומר שלא נדרשים מחברים עם דיוק גבוה. עם זאת צורה זו של כבלים של סיבים אופטיים סובלת מרמת אובדן גבוהה יותר מסיבים במצב יחיד ולנוכח השימוש בה יקר יותר ממה שניתן היה לצפות ממבט ראשון. זה גם סובל מפיזור מודאלי רב-מצבי וזה מגביל מאוד את רוחב הפס הניתן לשימוש. כתוצאה מכך לא נעשה בו שימוש נרחב מאז אמצע שנות השמונים. כבל סיבים במצב יחיד הוא הסוג המועדף.

הנחתה בתוך סיב אופטי

למרות שכבלי סיבים אופטיים מציעים ביצועים עדיפים בהרבה מזו שניתן להשיג עם צורות כבל אחרות, הם בכל זאת סובלים מרמות מסוימות של הנחתה. זה נגרם על ידי מספר תופעות:

  • אובדן הקשור לזיהומיםתמיד תהיה רמה מסוימת של טומאה בליבת הסיב האופטי. זה יגרום לספיגה מסוימת של האור בתוך הסיבים. טומאה עיקרית אחת היא מים שנותרו בסיבים.
  • אובדן הקשור לחיפויכאשר האור מחזיר את הממשק בין החיפוי לליבה, האור למעשה יעבור אל תוך הליבה מרחק קטן לפני שיוחזר לאחור. תהליך זה גורם לרמת אובדן קטנה אך משמעותית והוא אחד התורמים העיקריים להחלשת האות הכללית לאורך כבל סיב אופטי.
  • אובדן הקשור לאורכי הגלנמצא שרמת הנחתת האות בסיב האופטי תלויה באורך הגל המשמש. הרמה עולה באורכי גל מסוימים כתוצאה מזיהומים מסוימים.

למרות העובדה כי הנחתה היא נושא, בכל זאת ניתן להעביר נתונים לאורך סיבי מצב בודד למרחקים ניכרים. קווים הנושאים קצב נתונים של עד 50 Gbps מסוגלים לכסות מרחקים של 100 ק"מ ללא צורך בהגברה.

חומרים המשמשים לסיבים אופטיים

ישנם שני סוגים עיקריים של חומר המשמש לסיבים אופטיים. אלה זכוכית ופלסטיק. הם מציעים מאפיינים שונים מאוד ולכן סיבים המיוצרים משני החומרים השונים מוצאים שימושים ביישומים שונים מאוד.

גדלי סיבים אופטיים

אחת הדרכים העיקריות לציון כבלים של סיבים אופטיים היא בקוטר הליבה הפנימית והחיפוי החיצוני. כצפוי ישנם תקנים תעשייתיים עבור אלה וזה מסייע בהפחתת מגוון האביזרים הנחוצים למחברים, לייחוסים ולכלים הדרושים להתאמה.

התקן לרוב הסיבים האופטיים הוא 125 מיקרון (אום) לחיפוי ו -245 מיקרון (אום) לציפוי המגן החיצוני. לסיבים אופטיים מולטי-מוד יש גודל ליבות של 50 או 62.5 מיקרון ואילו הסטנדרטים לסיבים במצב יחיד הם כ -8 עד 10 מיקרון.

בעת ציון כבלים של סיבים אופטיים, הקוטרים מהווים בדרך כלל את החלק העיקרי במפרט הכבלים. סיב מולטי-מודד בקוטר ליבה של 50 מיקרון וקוטר חיפוי של 125 מיקרון יכונה סיב 50/125.

בנוסף למפרט הקוטר, נדרשים גם פרמטרים אחרים כגון אובדן וכו ', אך אלמנטים אלה אינם מהווים חלק מסוג הכבל באותו אופן כמו הקוטר.

נושאי קישוריות אלחוטית וקווית:
יסודות תקשורת סלולרית 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 טלפונים אלחוטיים DECT NFC- תקשורת שדה קרוב רשת יסודות מהו הענן Ethernet נתונים סידוריים USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
חזור לקישוריות אלחוטית וקווית


צפו בסרטון: תקן - הסבר על כבל אופטי (דֵצֶמבֶּר 2021).