Optik kabel nima?

Ta'rif

Optik lif bu - shu silindrik va qonqor shaklda steklo (silika) yoki plastikdan ishlab chiqarilgan, optik (yorug'lik) signalni uzatish uchun maxsus rivojlantirilgan. Uning nafis ko'rinishi hamlan, optik lifning diametri odam oyoqlaridan katta bo'lishi mumkin.

Aniqroq aytganda, optik lif elektromagnetik to'g'larini optik chastotalarda yorug'lik shaklida uzatish uchun funksionlaydi. Bu xususiyati uni uzun masofalarda yuqori effektivlik bilan va minimal signal yo'qotish bilan ma'lumotlarni taqdim etishga imkon beradi, bu esa modern aloqa texnologiyalarining asosiy qismi bo'lib hisoblanadi.

Optik lifning tuzilishi

Optik lif ikkita asosiy komponentlardan iborat: markaziy qism va qoplov. Markaziy qism - bu asosan steklodan iborat silindrik dielektrik struktura, yorug'lik tarqatish uchun yo'nalish hisoblanadi. Shu markaziy qismda optik signal tarqatiladi, jamiy ravishda butun ichki og'ish principiga muvofiqlanib. Markaziy qismni qoplov qatnov qiladi, odatda plastikdan ishlab chiqariladi. Qoplov markaziy qismda yorug'likni saqlashda muhim rol o'ynaydi, bu esa optik signalni uzun masofalarda qonishsiz va ziddiyatsiz tarqatishga imkon beradi.

Quyidagi rasm optik lifning aniq tuzilishini ifodalaydi, markaziy qism va qoplovning farqli qatlamlari va ularning mos ravishda samarali yorug'lik tarqatishdagi roli paydo bo'lgan.

Tuzilish va funktsional tafsilotlar

Butun optik lif joylashmasi elastik qabiga o'rnatilgan, bu esa himoya qatnovi sifatida ishlaydi. Bu qab lifni fizikaviy zarar, mohiyaviy omillardan va mexanik stressdan himoya qiladi, bu esa o'rnatish, ishlash va boshqarish jarayonida uning butunligini ta'minlaydi.

Optik liflarda qoplov yorug'lik to'g'larini uzatishga biriktirmaydi; inkosa, yorug'lik faqat markaziy qism orqali tarqatiladi. Ammo markaziy qism va qoplovning kombinatsiyasi yorug'likning tarqatishini kamaytirish uchun zarur. Bu sababli markaziy qismning refraktiv indeksi qoplovdan yuqori bo'lishi kerak. Bu refraktiv indeks farqi yorug'liknining lif ichida samarali tarqatishini ta'minlaydigan asosiy printsipdir.

Yorug'lik optik liflarda tarqatilishi

Optik liflar yorug'lik (fotonlar) shaklidagi signalni uzatish uchun mo'ljallangan. Savol: yorug'lik optik lif orqali qanday tarqatiladi? Javob butun ichki og'ish fenomeniga bor.

Yorug'lik optik lifga kirganda, u markaziy qism orqali tarqatiladi va qoplovdan butun ichki og'ishlar orqali davom ettiriladi. Bu og'ishlar butun ichki og'ishlar, ular belgilangan shartlarda sodir bo'ladi. Avvalo, butun ichki og'ish haqida bahslanganidek, bu fenomen yorug'lik quyidagi refraktiv indeksga ega bo'lgan material (markaziy qism) dan quyidagi refraktiv indeksga ega bo'lgan material (qoplov) ga, kritik burchakdan yuqori kirish burchakda yurishda sodir bo'ladi.

Bu kirish burchakda, yorug'lik qoplovga refraktatsiya qilishdan o'rniga, markaziy qism orqali og'ishlar orqali tarqatishni davom ettiradi. Markaziy qismning silindrik shakli va uning nisbatan kichik diametri, yorug'likning markaziy qism - qoplov chegarasidan kam miqdorda og'ilishini ta'minlaydi. Bu navbatda, yorug'lik nurining kirish burchagi doimiy ravishda kritik burchakdan yuqori bo'lib qoladi, bu esa yorug'likning lifning uzunligi boyicha samarali tarqatilishini ta'minlaydi.

Optik liflarda tarqatish rejimlari

Yorug'lik optik lif orqali tarqatilayotganda, u markaziy qism orqali faqat bitta yo'nalishda yoki bir nechta yo'nalishlarda tarqatish mumkin. Asosan, "rejimlar" deb atalgan tarqatish yo'nalishlari, yorug'lik lif orqali tarqatishda o'ta oladigan aniqlik tarzlar soni bo'lib hisoblanadi. Optik liflarda ikkita asosiy tarqatish rejimi mavjud:

Bir rejimli lif

Bir rejimli lifda, yorug'lik nur markaziy qism orqali faqat bitta yo'nalishda tarqatiladi. Bu yagona yo'nalishda to'g' tarqatish signalning tarqatish jarayonida yig'ilishini o'zgartirishga imkon beradi. Yorug'lik nurlarning bir nechta yo'nalishlari mavjud emasligi sababli, signalning butunligi uzun masofalarda saqlanishi mumkin, bu esa yuqori sifatli aloqani ta'minlaydi.

Bir rejimli lifning markaziy qismi juda kichik diametrga ega, bu esa to'g' ravishda fokuslangan yorug'lik nurni talab qiladi. Bu sababli, lazerning nurlash manbalari asosan ishlatiladi, chunki ular markaziy qismning daraxtni oldidan katta ajratish yoki tarqatishsiz samarali tarqatish uchun to'g'ri, ko'proq to'g'ri to'g'ni chop etishi mumkin.

Ko'p rejimli lif

Ko'p rejimli liflar markaziy qismi bir rejimli liflardan nisbatan juda katta diametrga ega. Bu keng markaziy qism yorug'lik nurlarning markaziy qism orqali bir nechta yo'nalishlarda tarqatishiga imkon beradi. Bu xususiyat lifning bir nechta yorug'likni hamkorlikda tarqatishiga imkon beradi, lekin bu esa signalning tarqatishini va ziddiyatini oshiradi. Signalning tarqatishi markaziy qism orqali bir nechta yo'nalishlarda yuruvchi yorug'lik nurlar hadda yetish vaqtida farq qilishiga sabab bo'ladi, bu esa signallarni bulanitib yuboradi. Ziddiyat, yoki signalning ziddiyati, kattaroq markaziy qism uchun tarqatish va sug'urish omillari sababli ko'proq ko'rinadi. Ammo, eng keng markaziy qism diametri yorug'lik nurlarining bir nechta tarqatish yo'nalishlarini qo'llab-quvvatlaydi, bu esa oddiylik va arzon narx talab qilinadigan sohada, juda uzun masofalarda, yuqori bandlikda tarqatishdan o'zroq ustuvor.

Stekl liflar nima?

Stekl bu - shu amorf solid, uning xarakteristikasi kuchli, ochiq va kuchli. U materiallarning qo'shilishini eritish va keyin tez tushirish (quenching) orqali yaratiladi. Kristalliy solidlardan farqli ravishda, stekl doimiy, qoidalarga muvofiqlanib tuzilgan molekulalari yo'q. Inkosa, uning molekulalari be tartib, tasodifiy tuzilishga ega.

Steklning xususiyati: uning material tarkibini o'zgartirish uning xususiyatlarini o'zgartiradi. Bu xususiyat steklni versatil material qilib qoldiradi, xususan optik liflarni moslashtirilgan xususiyatlari bilan ishlab chiqish uchun.

Optik lifning afzalliklari

• Yig'ilishga qarshi kurashish: Optik liflar yorug'lik to'g'larini tarqatishga imkon beradi, bu esa signalning yig'ilishga qarshi barqarorlikni ta'minlaydi. Bu ma'lumotlarni uzun masofalarda ham butunligi bilan taqdim etishini ta'minlaydi.

• Xavfsiz va uzun masofalarda aloqa: Bu liflar ma'lumotlarni uzun masofalarda xavfsiz tarqatish uchun imkoniyat beradi. Lif ichida yorug'lik to'g'larini tarqatish signalni cheklab qoladi, bu esa interferentsiya va taklifdan himoya qiladi, bu esa ma'lumot xavfsizligi muhim bo'lgan sohada ideal hisoblanadi.

• Uzoq muddat ishlatish: Boshqa tarqatish kablilari bilan solishtirilganda, optik liflar uzoq muddat ishlatishga imkon beradi. Ularning asr-dovondagi qonishsizlik va eshitishga qarshi kurashish xususiyatlari, ularning ishlatilish muddatida ishonchli ishlashini ta'minlaydi, bu esa tez-tez almashtirish talabini kamaytiradi.

Optik lifning kamchiliklari

• Yuqori o'rnatish va servis xajmi: Optik lif tizimlari o'rnatish va davom etuvchi xizmatlar nisbatan qimmat. Bu xizmatlar maxsus jihozlar, o'rnatish uchun mashhur kuchlar va optimal ishga tushishi uchun qoidalarga muvofiqlanib turli xil xajmlarni o'z ichiga oladi.

• Muhit omillariga chidamli: Optik liflar zinharlikka ega bo'lganligi sababli, ular mohiyaviy sharoitlarni himoya qilishga talab qiladi. Fizikaviy stress, ekstremal harorat, namlik va boshqa mohiyaviy elementlarga bog'liq bo'lgan ta'sir, liflarni zarar berishi va signalning tarqatilishini buzishi mumkin.

• Povtorov talabi: Optik liflar signalni uzun masofalarda yig'ilishsiz tarqatishga imkon beradi, ammo signalning tarqatilishida povtorovlar kerak bo'lishi mumkin. Bu povtorovlar signalni kuchantirish va yangilash uchun ishlatiladi, bu esa tizimning murakkabligini va xajmini oshiradi.

Optik liflar asosan silikadan ishlab chiqariladi, chunki u yuqori ishlash xususiyatlarga ega. Silika kimyoviy o'zgarishga qarshi kurashish materiali, bu esa uning tortib turishini ta'minlaydi. Uning stabilizatsiya va optik xususiyatlari, optik aloqa ishlarida ishonchli va samarali signal tarqatishni ta'minlaydi.