Mis on optiline kaabel?

Definitsioon

Valguslõng on õhuteline, paindlik jook, mis valmistatakse klaasist (silika) või plastikust ja mille eesmärk on optiliste (valguse) signaalide edastamine. Hoolimata oma tundlikust väljendusest on valguslõng tavaliselt suurem kui inimese juuksekäpp.

Ütlusesemalt toimib valguslõng lainevihjena, mis võimaldab elektromagnetiliste laiendite edastamist optilistel sagedustel valguse kujul. See unikaalne omadus võimaldab seda teavet edastada pikkade kauguste kaudu suure efektiivsuse ja minimaalse signaali kadumisega, muutes selle tähtsaks osaks kaasaegsetest kommunikatsioonitehnoloogiatest.

Valguslõngu struktuur

Valguslõng koosneb peamiselt kahest olulisest komponendist: tuumast ja katabingist. Tuum, silindrilise dielektrilise struktuur, mille peamisest koostiseosa on klaas, on valguse leviku tee. Selle keskmine piirkond on see, kuhu optilised signaalid liiguvad, juhitavad täispärasest sisemisest heitmisest. Tuumat ümbritseb katabing, tavaliselt valmistatud plastikust. Katabing mängib olulist rolli, hoides valguse tuumas, tagades, et optilised signaalid jääksid puhtaks ja saaksid edastada pikki kaugusi ilma märkimisväärse ilmandumiseta või halvenemiseta.

Allpool olev joonis illustreerib valguslõngu detailset struktuuri, rõhutades tuuma ja katabingi erinevaid kihte nende vastavate rollidega, mis aitavad efektiivset valguse edastamist.

Struktuuri ja funktsionaalsuse üksikasjad

Kogu valguslõngu komplekt on kandunud elastse voodi, mis toimib kaitsekihis. See voodi kaitseb lõngu füüsilise kahju, keskkonnategurite ja mehaanilise pingete eest, tagades selle terviklikkuse paigaldamisel, töötamisel ja käsitsemisel.

On oluline märkida, et valguslõngudes ei panusta katabing otse valguselainete edastamisse; selle asemel liigub valgus ainult tuuma kaudu. Siiski on tuuma ja katabingi kombinatsioon oluline, et vähendada signaalikaotust, mis tekib sirvestamise tõttu. See selgitub sellest, et kahete komponentide refraqtive indekside vahe võimaldab valguse efektiivset juhitust. Konkreetsemalt peab tuuma refraqtive indeks olema kõrgem kui katabingi. See refraqtive indeksi erinevus on põhiline printsiip, mis võimaldab valguse efektiivset edastamist lõngus.

Valguse edastumine valguslõngus

Valguslõngud on loodud edastama signale valguse (fotonide) kujul. Siis tekib küsimus: kuidas tegelikult valgus liigub valguslõngu kaudu? Vastus seisneb täispärase sisemise heitmisfenomenis.

Kui valgus sissetuleb valguslõngu, siis see liigub tuuma kaudu, kogedes jätkvat heitmist katabingilt. Need heitmid on täispärase sisemise heitmisega, mis toimub konkreetsetel tingimustel. Eelnevalt mainitud täispärase sisemise heitmisega, see fenomen toimub, kui valgus liigub kõrgema refraqtive indeksiga keskkonnast (tihedam tuum) madalamale refraqtive indeksiga keskkonda (harva katabing) sisenemisnurgaga, mis on suurem kui kriitiline nurk.

Sellisel sisenemisnurgal, asemel, et prägelduda katabingi, jätkab valgus liikumist tuuma kaudu, tehes jätkvat heitmist. Tuuma silindriline kuju, tema suhteliselt väike läbimõõt, tagab, et vaid minimaalne valgus heitakse tuuma - katabingi liidesele. See, omakorda, garanteerib, et valgusekiire nurgapäis jääb püsivalt suuremaks kui kriitiline nurk, võimaldades valguse efektiivset juhitust lõngu pikkuse kogu ulatuses.

Levikutavate režiimid valguslõngus

Kui valgus liigub valguslõngu kaudu, siis see võib järgida kas ühte või mitut teed, kui see liigub tuuma kaudu. Põhiliselt viitavad "režiimid" valgusekiire erinevatele teedele, mida see võib võtta, kui see liigub lõngu kaudu. On peamiselt kaks põhiline režiimi valguslõngu edastamises:

Üheline - režiim Lõng

Ühelisel - režiimil valguslõngul liiguvad valgusekiired lõngu kaudu ainult ühe teel. See üksiklane lainete edastamisteel vähendab oluliselt signaali voolenemist edastamisprotsessis. Kuna valgusekiiridel pole mitmeid teid, siis saab signaali terviklikkus säilitada pikade kauguste kaudu, tagades kõrge - usaldusväärsuse kommunikatsiooni.

Ühelisel - režiimil valguslõngu tuuma on väga väike läbimõõt, mis nõuab kõrgelt fokustatud valgusekiiret. Seetõttu kasutatakse tavaliselt laseri valgusallikaid, kuna need võivad emiteerida teravat, koherentset kiirt, mis võib efektiivselt liikuda kitsa tuuma kaudu ilma märkimisväärse sirvestamiseta või sirvestamiseta.

Mitmerežiimne Lõng

Mitmerežiimsetel valguslõngutel on tuuma läbimõõt, mis on oluliselt suurem kui ühelisel - režiimil valguslõngul. See laiendatud tuum võimaldab valgusekiiret liikuda mitmel teel tuuma sees. Kuigi see omadus võimaldab lõngu kanda rohkem valgust korraga, suurendab see ka signaali sirvestamise ja vähendamise tõenäosust. Signaali sirvestumine toimub, kui erinevad valgusekiired, mis liiguvad mitmetel teedel tuuma sees, saabuvad sihtkohta veidi erinevatel aegadel, segades signaali. Vähendamise, või signaali nõrgustumise, on mitmerežiimsetel valguslõngutel ka rohkem esile kõrge sirvestamise ja absorbtsiooni tõttu suuremas tuumas. Siiski, laiendatud tuuma läbimõõt annab eelise, lubades mitu valgusekiiret liikuda, mis muudab selle sobivaks rakendusteks, kus lihtsus ja madalam hind on prioriteetsed kui äärmiselt pikkad - kaugused, kõrge - laiusega edastamine.

Mis on klaaslõng?

Klaas on amorfne tahke, mis on iseloomustatud oma kõrguse, läbipaistvuse ja kõrbemaaga. See luuakse materjalide segumi küttemise ja järgmise kiire jahutamise (quenching) protsessi kaudu. Erinevalt kristallsetest tahkedest, klaas ei oma hästi defineeritud, regulaarse molekulstruktuuri. Selle asemel on selle molekulid järjestatud segase, juhusliku musterina.

Klaas omab unikaalset omadust: selle materjalide koostise muutmine viib vastavate omaduste muutusteni. See omaduste muutlikkus muudab klaasi mitmekülgseks materjaliks, eriti kui tegu on optiliste lõngudega, millel on kohandatud töödusomadused.

Valguslõngu eelised

• Voolenemisvaba signaali edastamine: Valguslõngud võimaldavad valguslainete edastamist, tagades signaalide edastamise suure immuunsusega voolenemise ees. See tagab, et edastatava informatsiooni terviklikkus säilib, isegi pikade kauguste kaudu.

• Turvaline ja pikk - kaugusel kommunikatsioon: Need lõngud pakuvad turvalist viisi andmete edastamiseks pikkade kauguste kaudu. Valguslainete edastamise iseloom valguslõngu sees piirab signaali, vähendades ligipääsu ja segamise riski, muutes selle sobivaks rakendusteks, kus andmete turvalisus on prioriteet.

• Pikk eluea: Teiste edastamise kabelitega võrreldes on valguslõngudel oluliselt pikem teenistuskäik. Nende kestevus ja vastupidavus kulumise ja kulumise ees aitavad neil säilitada usaldusväärse tööd pikka aega, vähendades sagedaste asenduste vajadust.

Valguslõngu puudused

• Kõrge installimise ja hoolduse kulud: Valguslõngusüsteemide algne paigaldamine ja jätkuv hooldus võivad olla suhteliselt kallid. See hõlmab spetsialiseeritud varustuse, kvalifitseeritud tööjõu paigaldamise ja selleks, et tagada optimaalne töö, sagedast hooldust.

• Tundlikkus keskkonnateguritele: Valguslõngude tundlikuse tõttu nõuavad need tugevat kaitset keskkonnatingimustest. Füüsilise pingete, äärmiste temperatuuride, niiskuse ja muude keskkonnategurite avaldumine võib potentsiaalselt kahjustada lõngu ja takistada signaali edastamist.

• Edastusvahetajate vajadus: Kuigi valguslõngud võivad edastada signaale pikade kauguste kaudu vähima voolenemisega, on sageli vaja edastusvahetajaid signaali edastamise ajal. Need edastusvahetajad tugevdavad ja taastavad signaali, kompenseerides kaugusega seotud degradatsiooni, lisades keerukust ja kulu süsteemi kogu komplektile.

Valguslõngud valmistatakse tavaliselt silika, selle paremate töötingimuste tõttu. Silika on keemiliselt stabiilne materjal, mis võimaldab tal kannatada raskesti keskkonnatingimustest ilma märkimisväärse degradatsioonita. Selle stabiilsus ja optilised omadused muudavad selle optiliste kommunikatsioonirakenduste jaoks sobivaks materjaliks, tagades usaldusväärse ja efektiivse signaali edastamise.