Какви са компонентите на оптичното влакно
Какви са компонентите на оптичното влакно? Типичното оптично влакно се състои от три основни компонента: ядрото, което носи светлината; облицовка, която обгражда ядрото с по-нисък коефициент на пречупване и съдържа светлината; и покритието, което предпазва крехките влакна вътре.
сърцевина
Ядрото , което носи светлината, е най-малката част от оптичното влакно. Ядрото на оптичното влакно обикновено е направено от стъкло, въпреки че някои са направени от пластмаса. Използваното в ядрото стъкло е изключително чист силициев диоксид (SiO2), материал, който е толкова ясен, че можете да гледате от 5 мили от него, сякаш гледате през прозореца на домакинството.
В производствения процес за добавяне на индекс на пречупване при контролирани условия се използват добавки като германия, фосфорен пентоксид или алуминиев оксид.
Оптичните жила са произведени в различни диаметри за различни приложения. Типичните стъклени ядра варират от малки до 3.7um до 200um. Основните размери, които обикновено се използват в телекомуникациите, са 9um, 50um и 62.5um. Пластмасовите оптични влакна могат да бъдат много по-големи от стъкло. Популярният пластмасов размер е 980um.
Облицовка
Обшивката заобикаля сърцевината и осигурява по-нисък индекс на пречупване, за да работи оптичното влакно. Когато се използва стъклена облицовка, облицовката и сърцевината се произвеждат заедно от един и същи материал на базата на силициев диоксид в постоянно разтопено състояние. Процесът на производство добавя различни количества добавки към ядрото и обвивката, за да се поддържа разлика в показателите на пречупване между тях от около 1%.
Типичното ядро може да има коефициент на пречупване 1,49 при 1300 nm, докато обвивката може да има индекс на пречупване 1,47. Тези цифри обаче са зависими от дължината на вълната. Ядрото на същото влакно ще има различен индекс на пречупване при различна дължина на вълната.
Подобно на сърцевината, облицовката се произвежда в стандартни диаметри. Двата най-често използвани диаметъра са 125um и 140um. Обвивката 125um обикновено поддържа размерите на ядрата 9um, 50um, 62.5um и 85um. Облицовка 140um обикновено има 100 цт ядро.
слой
Покритието е защитен слой на оптичното влакно. Покритието абсорбира ударите, убожданията, ожулванията и дори влагата, които могат да повредят обвивката. Без покритие оптичното влакно е много крехко. Един микроскопичен клин в обвивката може да доведе до счупване на оптичното влакно, когато се огъне. Покритието е от съществено значение за всички стъклени влакна и те не се продават без него.
Покритието е само защитно. Той не допринася по никакъв начин за светлопроводимостта на оптичното влакно. Външният диаметър на покритието обикновено е 250um или 500um. Обикновено покритието е безцветно. В някои приложения, обаче, покритието е оцветено, така че отделните оптични влакна в група от оптични влакна могат да бъдат идентифицирани.
Покритието, намерено на оптичното влакно, се избира за специфичен тип изпълнение или среда. След като най-често срещаните видове покрития са акрилатни. Това покритие обикновено се нанася в два слоя. Първичното покритие се нанася директно върху облицовката. Това покритие е меко и осигурява възглавница за оптичното влакно, когато е огъната. Вторичното покритие е по-твърдо от основното покритие и осигурява твърда външна повърхност. Акрилатът обаче е ограничен в температурните характеристики. Типични акрилати могат да работят при температури до 125 ° С.
Силиконът, въглеродът и полиимидът са покрития, които могат да бъдат намерени на оптични влакна, които се използват в тежки условия като тези, свързани с авиониката, космическото пространство и пространството. Те могат да се използват и за оптични влакна, предназначени за добив, или за сондиране на нефт и газ.
Стандарти
Въпреки че са възможни много комбинации от размери на ядрото и обвивките, са необходими стандарти, за да се гарантира, че съединителите и оборудването могат да бъдат съчетани правилно. Това е особено важно при работа с компоненти, които са толкова малки, колкото тези, използвани в оптичните влакна, където дори леки отклонения могат да направят цялата система безполезна.
Две организации публикуват стандарти, които определят работата на оптичните влакна, използвани в телекомуникационната индустрия; те са Асоциацията на телекомуникационната индустрия (TIA) и Международният телекомуникационен съюз (ITU). Въпреки че TIA и ITU публикуват много стандарти за оптичните влакна, основните стандарти, които трябва да сте запознати с ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 и ITU-T G.657.
Стандартът ANSI / TIA-568-C.3 е приложим за компонентите на кабелите за оптични влакна в помещенията. Стандартите на ITU са приложими за еднорежимния кабел с оптичен кабел. Следните описания са:
> ITU-TG.652: Характеристики на еднорежимните оптични влакна и кабели
> ITU-T G.655: Характеристики на дисперсно изместени едномодови оптични влакна и кабели
> ITU-T G.657: Характеристики на не-нулево оптично влакно и кабел с изместена дисперсия
Тези стандарти съдържат важна информация, която дефинира работата на оптичното влакно, оптичния мрежов кабел и компонентите като оптични съединители и съединения.
материали
Оптичните влакна обикновено се произвеждат със стъклена сърцевина и стъклена облицовка, но могат да се използват и други материали, ако производителността на влакното трябва да бъде балансирана с разходите за инсталиране на влакното, монтирането му с конектори и гарантирането, че е правилно защитена от повреди. В много случаи влакната трябва да се движат само на кратко разстояние, а ползите от високото качество на всички стъклени влакна стават по-малко важни от просто спестяване на пари. Съществуват и обстоятелства, при които влакната са изложени на сурови условия, като вибрации, екстремни температури, повтарящи се движения или постоянно движение. Различни класификации на влакна са се развили, за да отговарят на различни условия, фактори на разходите и изисквания за производителност.
Основните класификации на влакна по материали са :
Стъклени влакна : Те имат стъклена сърцевина и стъклена облицовка. Те се използват, когато са необходими високи скорости на предаване на данни, дълги предавателни дистанции или комбинация от двете. Стъклените влакна са най-крехките от различните налични видове и в резултат на това те трябва да бъдат инсталирани в среда, в която няма да бъдат подложени на големи злоупотреби, или трябва да бъдат защитени със специални кабели или заграждения, за да се гарантира, че те са не са повредени.
Стъклените влакна обикновено се намират в междуградските и междуфирмените мрежови приложения.
Пластмасови покрития силициев диоксид (PCS) : Тези влакна имат стъклена сърцевина и пластмасова обвивка. Ядрото е по-голямо от всички стъклени влакна; обикновено 200 цт с покритие с дебелина от 50 цт. Подобно на стъклени оптични влакна, покрити със силиконово покритие, пластмасовото покритие на PCS оптично влакно обикновено се използва с термопластичен буфер, който обгражда пластмасовата облицовка. Типичната спецификация на PCS влакна ще бъде 200 / 300µm. Пластмасовата облицовка също служи като защитен слой за стъклената сърцевина, така че покритието, което обикновено се намира на стъклени влакна, не е включено в PCS влакна. PCS влакна обикновено се използват за промишлени сензорни приложения и медицински / стоматологични приложения.
Твърд пласт силициев диоксид (HCS) : Тези влакна са подобни на PCS влакна, но те имат стъклена сърцевина с облицовка, направена от твърд полимер или друг материал, обикновено по-силен от други облицовъчни материали. Твърдо обвити силициеви влакна обикновено се използват в места, където здравината е първостепенно съображение, като производство, автоматизация на фабриката и други области, където удар и вибрации биха направили стандартните стъклени влакна ненадеждни. Оптичните влакна HCS обикновено са много по-големи от стъклените оптични влакна. Много популярен размер е 200 / 230µm.
Пластмасови влакна : Тези влакна имат пластмасова обвивка и пластмасова обвивка. Те са избрани заради тяхната ниска цена, здравина и лекота на използване, и са инсталирани там, където не се изискват висока пропускателна способност и дълги разстояния на предаване. Докато пластмасовите влакна не са подходящи за трансмисии на дълги разстояния и високопроизводителни предавания, те все още могат да пренасят сигнали с полезни скорости на предаване на данни на разстояние по-малко от 100 метра. Много популярен размер е 980 / 1000µm. Пластмасовите влакна обикновено са проектирани за видими дължини на вълните в обхвата 650 nm. Някои типични места за пластмасови влакна включват системи за домашно забавление, автомобилни системи и системи за контрол на производството. Те могат да се използват и в връзки между компютри и периферни устройства и в медицинско оборудване.
Предимствата на големи ядро пластмасови оптични влакна
Лесно е да се развълнувате за високоскоростните и дългите предавателни възможности на стъклени оптични влакна. Тя ясно превъзхожда всяка друга среда. Въпреки това, много приложения не изискват висока честотна лента на големи разстояния. Има много приложения за оптични влакна във вашия дом. Вероятно вече имате система за домашно забавление, която използва пластмасови оптични влакна, или може да притежавате кола, която използва пластмасови оптични влакна за свързване на аудио устройства или DVD чейнджър. Нито едно от тези приложения не изисква висока пропускателна способност на големи разстояния. Тези приложения са идеални за пластмасови оптични влакна. Пластичното оптично влакно обикновено е проектирано да работи на видима дължина на вълната около 650 nm диапазон. Възможността да виждате светлината, докато излиза от оптичното влакно, има значително предимство; не се изисква скъпо тестово оборудване. Необходим е електромер за измерване на светлината, излизаща от стъклено оптично влакно, работещо в инфрачервения диапазон. Електромерите могат да струват повече от вашата система за домашно забавление.
Голямата сърцевина на пластмасовото оптично влакно има друго предимство пред малките стъклени влакна: лесно се подравнява с друго влакно или светлинен източник или детектор. Представете си подравняването на две човешки косми, така че краищата да се допират и да са идеално центрирани. Сега си представете, че правите едно и също нещо с две сурови спагети.
