Как устроен оптический кабель и что нужно о нем знать

Оптический кабель (иначе называемый оптоволокно, оптико-волоконный кабель или волоконно-оптический кабель) это провод, который передает информационные сигналы в оптическом диапазоне волн, используя световод. Такой способ передачи сигнала имеет ряд достоинств, повышающих его популярность среди пользователей.

Это низкий уровень затухания сигнала, хорошая защита от помех, высокая пропускная способность, занимает мало места, небольшой вес и долговечность. Цена таких кабелей пока выше, чем аналоги из меди, но она постоянно снижается.

Как устроен оптический кабель и его основные технические характеристики

Оптические кабели можно классифицировать:

• по материалу: GOF (кварцевое стекло) и POF (пластик);
• по размещению: внешний (в воздухе или под водой) и внутренний (в помещениях);
• по среде, в которой осуществляется монтаж оптического кабеля: подвесной (с тросом или кевларовым покрытием), для грунта (броня из металла), для канализаций (броня из гофрированного металла), подводный (сложная многослойная оболочка).

Оптический кабель включает одно или более оптических волокон и защиту ядра от механических повреждений, воды, перепадов температур, повреждения грызунами и ударов. Общее количество световодов в кабеле может быть до 288, наиболее востребованными являются на 32, 48 и 64 волокна. Состав оптико-волоконного кабеля:

• трос, придающий прочность и жесткость конструкции, выполняется из пластика или металла с покрытием полиэтиленовым чехлом;
• световоды: волокна из стекла или пластика (могут быть прозрачными или цветными для маркировки);
• трубки, в которые уложены световоды (4-12, если нужно меньше, то для сохранения габаритов укладываются черные нерабочие волокна), заполненные гидрофобным гелем;
• оболочка, смоченная гидрофобным гелем, в которую укладываются трубки (от 1 и более);
• оболочка для защиты от влаги из полиэтилена (не всегда используется);
• бронированная оболочка: кевларовое покрытие: слой стальных или железных волокон, иногда из стеклопластика;
• внешняя защита – оболочка из пластика для защиты кабеля от внешних воздействий.

Конструкции и типы оптических кабелей, которые необходимо применять в каждом конкретном случае, определяется задачами и многими другими параметрами, поэтому может варьироваться. Самая простая — это световоды в пластиковых трубках и общая оболочка.

Самая сложная — это провод, который прокладывается под водой, состоящий из множества бронирующих и герметизирующих защитных оболочек. Применяемые в данной технологии материалы обеспечивают высочайшую скорость передачи данных (до 100Гбит/с) без усилителей или повторителей на десятки километров (а с помощью усилителей и на тысячи километров), точную передачу данных практически в неизменном виде с очень малыми потерями, защиту от искажений, в том числе в результате погодных условий.

Оптоволокно не подвержено влиянию электрических устройств и сам провод не генерирует электромагнитное излучение.

Одномодовый и многомодовый провод, как выбрать

Световод является основной светопередающей частью волокна, состоит из сердечника (иначе называемого ядром или сердцевиной) и демпфера, не дающего излучению возможность покинуть пределы сердечника. И световод, и демпфер выполняются из одного материала, при этом свойства преломления у материала сердечника выше, чем у демпфера, что обеспечивает полное отражение сигнала внутри существующих границ.

Различают два основных типа: одномодовый оптический кабель (диаметром сердечника 9 мкм) и многомодовый оптический кабель (сердечник — 50 или 62,5 мкм). Диаметр демпфера всегда постоянный — 125 мкм.

Классы одномодовых волокон: OS1 (для длины волны 1310 нм или 1550 нм) и OS2, ранее LWP (для широкополосной передачи, поделенной на каналы, от 1280 до 1625 нм).

Класс OS2 обеспечивает максимальную скорость передачи данных — более 10 Гбит/с. Основные преимущества: малое затухание сигнала и широкая пропускная способность, подробнее можете узнать по ссылке https://www.folan.ru/.

Классы многомодовых волокон: самые простые ОМ1 (62,5 мкм) и ОМ2 (50 мкм), новые высокоскоростные ОМ3 и ОМ4 могут работать на скоростях 100 Гбит/с. ОМ3 дополнен лазером на вертикальном резонаторе VCSEL, для ОМ4 использованы лазеры FP (Фабри-Перо) и лазеры DFB (с распределенной обратной связью). Многомодовые волокна позволяют распространяться волне одновременно по нескольким путям, что и вызывает их основные недостатки: затухание сигнала больше и дисперсия (перекрывание) сигнала.

При выборе кабеля необходимо учитывать его характеристики. При этом можно однозначно сделать вывод, что для скоростей более 10 Гбит/с для любых расстояний одномодовые волокна находятся вне конкуренции. Для расстояний 550-1100 м можно применять один из классов многомодового волокна.

Цена многомодового кабеля выше, так как стоимость зависит от диаметра сердечника, но оборудование для одномодовых систем — существенно дороже. Поэтому при выборе и оценке стоимости целесообразно сопоставить не только стоимость проводов, но и стоимость соответствующего оборудования.