Vlakna optika: što je, za što se koristi i kako djeluje

Ovom ćemo članku posvetiti nešto više o optičkim vlaknima, objasnit ćemo što je to i kako funkcionira. Svi znamo da se ovaj prijenosni element koristi u podatkovnim mrežama za povezivanje s Internetom, ali ne znaju svi fizički prepoznati što je vlakno, pa ćemo se naći u problemima.

Sadržaj indeks

Stvaranje Interneta nesumnjivo je bila jedna od najvažnijih informacijsko-komunikacijskih tehnologija našeg stoljeća. Internet je nedavnog stvaranja, govorimo o 1991. godini, kada je stvoren svjetski web, u koje je vrijeme brzina i pristupačnost evoluirala na današnji dan. Upravo zahvaljujući tehnologijama kao što je optička vlakna, porast kapaciteta za prijenos podataka dostigao je izuzetno visoke razine brzine i udaljenosti.

Što je optička vlakna

Kao što smo već spomenuli, optička vlakna sredstvo su prijenosa podataka fotoelektričnim impulsima putem žice izrađene od prozirnog stakla ili drugih plastičnih materijala s istom funkcionalnošću. Ove niti mogu postati gotovo fine poput kose i upravo su sredstvo prijenosa signala.

Uglavnom pomoću ovih vrlo finih kabela svjetlosni signal se prenosi s jednog kraja na drugi. Ovo svjetlo može se generirati pomoću lasera ili LED-a, a njegova najraširenija upotreba je za prijenos podataka na velike udaljenosti, budući da ovaj medij ima mnogo veću propusnost od metalnih kabela, niže gubitke i veće brzine prijenosa.

Drugi vrlo važan aspekt koji moramo uzeti u obzir je da optička vlakna nisu imuna na elektromagnetske smetnje, što je nešto, na primjer, kabeli upletenih para u svim slučajevima pate i doprinose potrebi za repetitorima na svakoj određenoj udaljenosti. Moramo znati da optička vlakna ne prenose električnu energiju, već samo svjetlosne signale.

No, optička vlakna ne koriste se samo za prijenos podataka u mrežama, već i za kvalitetne audio veze. Osim toga, to je i izvor svjetlosti koji omogućuje vidljivost u tijesnim prostorima, pa čak i proizvodima za ukrašavanje, na primjer na božićnim drvcima i slično. Naravno da su ta vlakna izrađena od plastike i jeftina su i nemaju malo veze s kablovima koji se koriste za podatke.

Dijelovi optičkog kabela

Prije nego što vidimo kako to funkcionira, mislimo da je važno znati koji su to dijelovi koji čine vlaknasti kabel.

• Jezgra: Središnji je element optičkog kabela koji nije uvijek prisutan. Njegova je funkcija jednostavno pružanje pojačanja kako bi se izbjeglo lomljenje i deformacija kabela. Odvod vlage: Ovaj element također nije prisutan u svim kablovima. Njegova funkcija je provođenje moguće vlage koju kabel ima tako da kroz njega izlazi. Umotana je u jezgru. Vlaknane niti: to je provodni element, svjetlost i podaci putuju kroz njega. Izrađeni su od visokokvalitetnog silikonskog stakla ili plastike koji stvaraju medij u kojem se svjetlost može reflektirati i refraktirati ispravno dok ne dosegne svoje odredište. Bufer i oblaganje (premaz): u osnovi to je oblaganje vlakana od optičkih vlakana. Sastoji se od tamnog sloja gel punila kako bi se spriječilo da svjetlosne zrake izlaze iz vlakana. Zauzvrat, tampon je vanjski premaz koji sadrži gel i vlakna. Mylar traka i izolacijski slojevi: u osnovi to je izolacijski premaz koji pokriva sve vlaknaste pufere. Ovisno o vrsti konstrukcije, imat će nekoliko elemenata, a svi su izrađeni od dielektričnog (neprevodnog) materijala. Premaz za gašenje požara: Ako je kabel otporan na vatru, trebat će vam i premaz koji može podnijeti plamen. Oklop: Sljedeći sloj je oklop kabela, koji je uvijek izrađen od kevlar žice najviše kvalitete. Ovaj materijal je lagan i vrlo otporan na vatru, a možemo ga vidjeti i u neprobojnim prslucima i pilotskim kacigama. Vanjski omotač: Kao i svaki kabel, potreban je vanjski omotač, obično plastični ili PVC.

Kako djeluje optička vlakna

Kao kabel kroz koji putuje svjetlosni signal, način prijenosa ne temelji se na prijenosu elektrona kroz provodni materijal. U ovom slučaju prisustvujemo fizičkim pojavama refleksije i refrakcije svjetlosti.

Refleksija: Odboj svjetlosnog snopa nastaje kada pogodi razdvajajuću površinu dva medija i smjer vala se promijeni, što ga dovodi do pravca pod kutom jednakim kutu upada. Na primjer, ako svjetlosni snop pogodi pod kutom od 90 stupnjeva na površinu, odskočit će u suprotnom smjeru, to se događa kad stanemo pred ogledalo. Ako u drugom slučaju snop zraka pogodi površinu od 30 stupnjeva, snop će odskočiti s istim 30 stupnjeva.

Refrakcija: u ovom se slučaju radi o promjeni smjera i brzine u valu prilikom prelaska s jednog medija na drugi. Na primjer, to je ono što vidimo kada svjetlost prođe iz zraka u vodu, vidjet ćemo istu sliku, ali pod drugim kutom.

Kroz ove dvije pojave svjetlost će se prenositi duž vlaknastog kabela sve dok ne dosegne svoje odredište.

Vrste vlakana i priključci

Već znamo kako to funkcionira, ali još uvijek ne znamo kako se svjetlost prenosi unutar ovih kablova. U ovom slučaju moramo razlikovati vlakna s jednostranim modom i vlakna s više modova.

U vlaknima s jednim modom samo jedan snop svjetlosti propušta se kroz medij. Ta će zraka moći dostići, u najboljem slučaju, 400 km udaljenosti bez korištenja repetitora, a za stvaranje ove zrake koristi se laser visokog intenziteta. Ova snopa može transportirati do 10 Gbit / s za svako vlakno.

S druge strane, u multimodnom vlaknu se na istom kablu može emitirati nekoliko svjetlosnih signala, koje generiraju LED niskog intenziteta. Koristi se za prijenos s kraćim dometom, a ujedno je i jeftiniji i lakši za ugradnju.

Što se tiče tipova optičkih konektora, možemo pronaći sljedeće:

• SC: Ovaj priključak ćemo vidjeti najčešće, jer se koristi za prijenos podataka u jednosmjernim vlaknima. Postoji i SC-Duplex verzija koja je u osnovi dva spojena SC-a. FC: Ovo je još jedno od najčešće korištenih i izgledaju slično koaksijalnom priključku antene. ST: Također je sličan prethodnom s središnjim elementom od oko 2, 5 mm koji je više izložen. LC: u ovom slučaju priključak je četvrtast, iako središnji element ostaje iste konfiguracije kao i prethodna dva. FDDI: To je dvostrani konektor za vlakna, odnosno povezuje dva kabela umjesto jednog. MT-RJ: To je i dupleks konektor i obično se ne koristi za jednonamjenska vlakna.

Zaključci i prednosti i nedostaci upotrebe optičkih vlakana

Pomoću ovih informacija možemo oblikovati prilično općenitu i cjelovitu ideju o tome što je optika vlakana i kako se temelji na njenom radu. Kućne optičke veze sve su češće, iako ponekad umjesto da direktno dođu do nas u vlaknima, dolazi u obliku koaksijalnog kabela ako je mreža hibridna. Iskoristit ćemo još jedan članak da razgovaramo o ovoj vrsti kabela.

Bez sumnje, budućnost koja nas očekuje leži očigledno u optičkim mrežama, sve više i relativno malim populacijskim centrima koji imaju ovu vrstu širokopojasne povezanosti , jer je to jedna od glavnih prednosti. Nadalje, što se temelji na svjetlosti umjesto na električnoj energiji, potpuno je imun na smetnje, a ne proizvodi je ni. Na isti način jako dobro podnosi klimatske promjene i temperature te je vrlo lagan, kao nemetalni elementi.

Ali nije sve dobro u optičkim vlaknima, jer jedno od ograničenja je da kablovi moraju biti vrlo čvrsti i vrlo dobro zaštićeni, kako bi se izbjeglo lomljenje vlakana. Također ne možemo prenositi električnu energiju, ovo je logično, tako da svaki element koji treba električnu energiju mora imati obližnji izvor energije.

Što se tiče postavljanja i spajanja vlaknastih kabela, to je prilično složen postupak i potrebna je velika preciznost, tako da se signal prenosi s jednog kabla na drugi bez propadanja signala. Uređaji za odašiljanje i primanje također su puno skuplji i složeniji, a u većini slučajeva potrebni su uređaji za pretvaranje svjetlosti u električnu energiju kako bi došli do naših domova.

Ovo je sve o optičkim kablovima i vezama. Vjerujemo da smo uspjeli riješiti sumnje koje ste imali u vezi s ovom tehnologijom i njenom uporabom. Ako ste zainteresirani za druge vodiče povezane s mrežama, evo nekih od njih.

Ako imate pitanja ili želite istaknuti ili nešto dodati, pišite nam u komentarima. Uvijek nastojimo poboljšati sadržaj što je više moguće.