Шта је оптички кабл

Оптички каблови се данас широко користе за пренос података. У неким областима ИТ-а потпуно су заменили традиционалне комуникационе линије засноване на металним проводницима. Оптичке линије су посебно ефикасне када се велике количине података морају пренети на велике удаљености.

Физичка основа оптичких влакана

Физички принципи рада оптичких влакана засновани су на принципу тоталне рефлексије. Ако узмемо два медија са различитим индексима преламања н₁ и н₂, и н₂<н₁ (на пример, ваздух и стакло или стакло и провидна пластика) и пустите сноп светлости под углом α према интерфејсу, тада ће се десити два догађаја.

Сноп (означен црвеном бојом на слици), лансиран одозго (дуж стрелице), делимично ће се преломити и проћи ће кроз медијум са индексом преламања н₂ угао α₁<α - овај део греде је означен испрекиданом линијом.Други део зрака ће се рефлектовати од интерфејса под истим углом. Ако је сноп испаљен под мањим углом β (зелени сноп на слици), онда ће се десити иста ствар - делимична рефлексија и делимична рефракција под углом β₁.

Ако се угао упада α додатно смањи (плави сноп на слици), онда преломљени део зрака може „клизити“ скоро паралелно са интерфејсом медија (плава испрекидана линија). Даље смањење упадног угла (упадног зеленог зрака под углом β) ће изазвати квалитативни скок - преломљени део ће бити одсутан. Зрак ће се у потпуности рефлектовати од интерфејса између два медија. Овај угао се назива угао тоталне рефлексије, а сам феномен се назива тотални одраз. Исто ће се приметити са даљим смањењем упадног угла.

Уређај са оптичким влакнима

Оптичко влакно је изграђено на овом принципу. Састоји се од два коаксијална слоја различите оптичке густине.

Ако светлосни сноп уђе у отворени крај влакна под углом већим од угла рефлексије светлости, он ће се потпуно рефлектовати од контактне границе два медија са различитим индексима преламања, са малим слабљењем при сваком „скоку“.

Спољашњи део оптичког влакна је направљен од пластике. Унутрашња се може направити и од провидне пластике, тада се може савијати под довољно великим угловима (чак и умотана у прстен, а светлост која уђе унутра ће и даље пролазити са једног краја на други уз слабљење у зависности од оптичких својстава пластика и дужина светловода). За главне каблове где флексибилност није толико важна, унутрашње језгро је обично направљено од стакла.Ово смањује слабљење, смањује цену влакна, али постаје осетљиво на кривине.

Да би се повећала пропусност оптичке линије, влакно се производи у двомодној или вишемодној верзији. Да би се то урадило, пресек језгра се повећава на 50 микрона или 62,5 микрона (у односу на 10 микрона за сингле-моде). Кроз такво оптичко влакно могу се истовремено преносити два или више сигнала.

Оваква конструкција оптичког далековода има одређене недостатке. Једна од њих је дисперзија светлости узрокована различитом путањом сваког сигнала. Научили су да се носе са тим тако што су направили језгро са градијентом (мењајући се од средине ка ивицама) индексом преламања. Због тога се коригују руте различитих греда.

Каблови са вишемодним влакнима се углавном користе за локалне мреже (у оквиру исте зграде, једног предузећа итд.), а са једномодним влакнима - за магистралне линије.

Уређај за оптичку линију

ФОЦЛ преноси светлосни сигнал који генерише ЛЕД или ласер. У предајнику се генерише електрични сигнал. Крајњем уређају је такође потребан сигнал у облику електричних импулса. Због тога ће бити потребно два пута трансформисати оригиналне податке. Поједностављени дијаграм оптичке линије је приказан на слици.

Сигнал са предајника се претвара у светлосне импулсе и преноси преко оптичке линије. Снага емитера на предајној страни је ограничена, стога се на дугим линијама у одређеним интервалима уграђују уређаји који компензују слабљење - оптички појачавачи, регенератори или репетитори.На пријемној страни налази се још један претварач који трансформише оптички сигнал у електрични.

Дизајн оптичког кабла

За организовање оптичке линије, појединачна влакна се користе као део оптичког кабла. Његов дизајн зависи од намене далековода и начина полагања, али генерално садржи неколико влакана са индивидуалним заштитним премазом (од огреботина и механичких оштећења). Таква заштита се обично изводи у два слоја - прво, сложена шкољка, а на врху - додатни премаз од пластике или лака. Влакна су затворена у заједнички омотач (попут конвенционалних електричних каблова), који одређује обим кабла и бира се узимајући у обзир спољне утицаје којима ће линија бити изложена током рада.

Приликом полагања у носачима каблова, јавља се проблем заштите водова од глодара. У овом случају потребно је изабрати кабл чији је спољни омотач ојачан челичном траком или жичаним оклопом. Стаклена влакна се такође користе као заштита од оштећења.

Ако је кабл положен у цев, ојачани омотач није потребан. Метална цев поуздано штити од зуба мишева и пацова. Спољна шкољка се може учинити лаганом. Ово олакшава затезање кабла унутар цеви.

Ако се линија полаже у земљу, заштита се изводи у виду жичаног оклопа заштићеног од корозије или шипки од фибергласа. Пружа високу отпорност не само на компресију, већ и на истезање.

Ако се кабл полаже у морским подручјима, преко река и других водених баријера, на мочварном тлу и сл., примењује се додатна заштита од алуминијум-полимер траке. На тај начин се спречава да вода уђе.

Такође, многи каблови унутар заједничког омотача садрже:

• арматурне шипке које служе да конструкцији дају већу чврстоћу под спољним механичким утицајима и током термичког издуживања линије;
• пунила - пластичне нити које попуњавају празна подручја између влакана и других елемената;
• погонске шипке (њихова сврха је повећање затезног оптерећења).

У великим распонима, вод је суспендован на каблу, али постоје самоносиви каблови. Носећи метални кабл је уграђен директно у шкољку.

Као посебан тип оптичке линије треба поменути оптички патцх кабл. Овај кабл садржи једно или два влакна (сингле моде или дуал моде) затворена у заједнички омотач. Са обе стране, кабл је опремљен конекторима за повезивање. Такви каблови су кратке дужине и намењени су за повезивање опреме на малој удаљености или за постављање интракабинетних комуникација.

Предности и мане оптичких каблова

Несумњиве предности оптичких каблова, које су одредиле широку дистрибуцију таквих комуникационих линија, укључују:

• висока отпорност на буку - на светлосни сигнал не утиче кућно и индустријско електромагнетно зрачење, а сама линија не емитује (то отежава неовлашћени приступ преношеним информацијама и не ствара проблеме електромагнетне компатибилности);
• пуна галванска изолација између пријемне и предајне стране;
• низак ниво слабљења - много мањи него код жичаних линија;
• дуг радни век;
• велики проток.

У савременој стварности, такође је важно да кабл не привлачи лопове метала.

Оптика није без мана. Пре свега, то је сложеност инсталације и повезивања, која захтева посебну опрему, алате и материјале, а такође намеће повећане захтеве за квалификације особља укљученог у инсталацију и одржавање водова. Већина грешака у ФОЦЛ-у је повезана са грешкама у инсталацији, које се можда неће одмах манифестовати. У почетку је цена саме линије такође била висока, али је развој технологије омогућио да се овај недостатак изједначи са конкурентским нивоима.

Оптичке комуникационе линије су заузеле озбиљан сектор на тржишту комуникационих материјала. У догледно време не виде озбиљну алтернативу уколико не дође до технолошког искора.

Слични чланци: