оптичне волокно

Технологія

2022

Ми пояснюємо, що таке волоконна оптика і як вона працює. Крім того, для чого вона потрібна, характеристики, переваги та недоліки волоконної оптики.

Оптоволоконна оптика є найсучаснішою доступною середовищем передачі кабелю.

Що таке волоконна оптика?

Волоконна оптика є фізичним середовищем передачі інформації, поширений в мережах передачі даних і телекомунікацій, що складається з тонкої нитки зі скла або пластик, через який імпульси о світло лазерний або світлодіодний, який містить дані передавати.

Завдяки передачі цих світлових імпульсів інформація може передаватися та отримуватися з високою швидкістю через кабель, захищений від електромагнітних перешкод і зі швидкістю, подібною до радіо. Це робить волоконну оптику найсучаснішою серед доступних кабельних передачі.

Впровадження волоконної оптики є спадкоємцем багатьох століть дослідження Ю експериментування про світло та його властивості, з давніх часів, коли греки повідомляли через відображення сонячного світла в маленьких дзеркалах, оптичні експерименти Наукова революція, аж до винаходу оптичної телеграфії в 1792 році Клодом Шаппом і пізніших робіт французьких фізиків Жана-Даніеля Колладона і Жака Бабіне та ірландця Джона Тіндаля, все в кінці 19 століття.

Волоконна оптика як така не сподобалася б інтерес інженерів до 1950 р. і в 1970 р. перший виріб буде виготовлено з використанням домішок титану в кремнію за роботою Роберта Маурера, Дональда Кека, Пітера Шульца та Френка Зімара. Перша передача інформації через цей засіб була здійснена 22 квітня 1977 року в Лонг-Біч, Каліфорнія, а в 1980-х роках вона була вдосконалена і почала впроваджуватися в міжнародному масштабі.

Для чого потрібна волоконна оптика?

Оптоволокно ідеально підходить для кабельної телекомунікації, дозволяючи встановлювати дальні та локальні комп’ютерні мережі з мінімальною втратою інформації на цьому шляху.

Його застосування різноманітне в цій галузі, що дозволяє отримувати мережевий матеріал, волоконно-оптичні датчики (для температури, Тиск або рівні освітленості), освітлювальний матеріал (особливо ефективний, оскільки не вимагає близькості до джерела світла), а також корисний для декорування (є дерева з Різдво виготовлені з волоконної оптики) або як компонент світлопрозорого бетону.

Як працює волоконна оптика?

Принцип дії оптичного волокна — закон Снелла, який дозволяє розрахувати кут заломлення світла при переході з одного середовища в інше з різним показником заломлення.

Таким чином, усередині волокна світлові промені затримуються та поширюються в серцевині, враховуючи фізичні властивості оболонки та відповідний кут відбиття, транспортуючи інформацію, надіслану до місця призначення. В останньому він діє так само, як і телеграф.

Характеристики волоконно-оптичних

Оптичне волокно, яке використовується сьогодні, складається з серцевини пластик або скло (оксид кремнію та германію), що має високий показник заломлення, покрите аналогічним пластиком, але з меншим показником заломлення.

Таким чином, за механізмом поширення світла всередині, оптичне волокно може бути двох типів:

  • Одномодове волокно. Він дозволяє поширювати один режим світла за рахунок зменшення діаметра серцевини волокна, що дозволяє надсилати інформацію на великі відстані та з хорошою швидкістю передачі.
  • Мультимодальне волокно. Це дозволяє світловим променям поширюватися більш ніж одним напрямком (більше тисячі різних режимів), що збільшує похибку і робить його не дуже рекомендованим для з'єднань на дуже великі відстані.

Переваги волоконної оптики

Оптоволокно є найвідомішим видом кабельної передачі даних.

Оптичне волокно має наступні переваги:

  • Займає мало місця. Враховуючи його невеликі розміри, але він надзвичайно гнучкий, що полегшує його монтаж.
  • Це світло. Що ж, він важить у вісім разів менше, ніж звичайний кабель.
  • Це дає великий опір. Як механічні, так і термічні, добре протистоїть корозії.
  • Це більш екологічно. У порівнянні з відходами, що залишилися від звичайної електропроводки.
  • Стійкий до електромагнітних перешкод. З огляду на характер його компонентів.
  • Швидко, ефективно та безпечно. Це найвідоміший вид кабельної передачі даних.

Недоліки волоконної оптики

До недоліків волоконної оптики можна віднести наступне:

  • Вони крихкі. Так як скло всередині піддається розбиттю.
  • Для цього потрібні перетворювачі. Щоб повернути світлова енергія в його інформативному сенсі.
  • З’єднання складно. Особливо в сільській місцевості.
  • Він не передає електричну енергію. Тому потрібні складні випромінювачі і конвеєри, подача яких Енергія його не можна взяти з самої лінії.
  • Він старіє в присутності води. Що обмежує його застосування у всьому світі.
  • Немає оптичної пам'яті.
!-- GDPR -->