광 케이블 - 장치, 유형 및 특성

광 케이블은 구리나 알루미늄 도체가 있는 케이블과 달리 투명한 광섬유를 매개체로 신호를 전송합니다. 여기에서 신호는 전류가 아니라 빛의 도움으로 전송됩니다. 이것은 실제로 전자가 움직이지 않고 오히려 광자와 신호 전송 손실이 미미하다는 것을 의미합니다.

이 케이블은 정보 전송 수단으로 이상적입니다. 빛의 강도는 약간 감소하는 반면 빛은 거의 수십 킬로미터 동안 거의 방해받지 않고 투명한 유리 섬유를 통과할 수 있기 때문입니다.

있다 GOF 케이블(유리 광섬유 케이블) - 유리 섬유로, 그리고 POF 케이블(플라스틱 광케이블) — 투명한 플라스틱 섬유로. 둘 다 전통적으로 광 케이블 또는 광섬유 케이블이라고 합니다.

광케이블 장치

광섬유 케이블에는 상당히 간단한 장치가 있습니다.케이블 중앙에는 보호용 플라스틱 또는 유리 셸로 덮인 유리 섬유(직경이 10미크론을 초과하지 않음)로 만들어진 도광판이 있어 경계의 굴절률 차이로 인해 빛의 내부 전반사를 제공합니다. 두 가지 매체 중.

송신기에서 수신기까지 빛이 중앙 정맥을 떠날 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 또한 빛은 전자기 간섭을 두려워하지 않으므로 이러한 케이블은 전자기 차폐가 필요하지 않고 보강만 하면 됩니다.

광 케이블의 기계적 강도를 보장하기 위해 특별한 조치가 취해집니다. 특히 동시에 여러 개의 개별 광섬유를 운반하는 멀티 코어 광 케이블의 경우 케이블을 보호합니다. 매달린 케이블은 금속과 Kevlar로 특수 보강해야 합니다.

광섬유 케이블의 가장 단순한 설계는 다음과 같습니다. 플라스틱 껍질의 유리 섬유… 더 복잡한 디자인은 보강 요소가 있는 다층 케이블(예: 수중, 지하 또는 현수식 설치)입니다.

다층 외장 케이블에서 지지 보강 케이블은 폴리에틸렌 외피로 둘러싸인 금속으로 만들어집니다. 빛을 전달하는 플라스틱 또는 유리 섬유가 주변에 배치됩니다. 각각의 개별 섬유는 색상 코딩 및 기계적 손상으로부터 보호하기 위해 유색 바니시 층으로 코팅됩니다. 섬유 다발은 소수성 젤로 채워진 플라스틱 튜브에 포장됩니다.

플라스틱 튜브는 4~12개의 이러한 섬유를 포함할 수 있는 반면, 이러한 케이블 하나의 총 섬유 수는 최대 288개입니다. 파이프는 소수성 젤로 적신 필름을 조이는 실로 얽혀 기계적 영향을 더 잘 완화합니다. 파이프와 중앙 케이블은 폴리에틸렌으로 둘러싸여 있습니다.다음은 연선 케이블에 실질적으로 갑옷을 제공하는 Kevlar 연선입니다. 그런 다음 폴리에틸렌을 다시 습기로부터 보호하고 마지막으로 외피를 보호합니다.

광섬유 케이블의 두 가지 주요 유형

광섬유 케이블에는 다중 모드와 단일 모드의 두 가지 유형이 있습니다. 다중 모드는 더 저렴하고 단일 모드는 더 비쌉니다.

단일 모드 케이블 광섬유를 통과하는 광선이 상당한 상호 편차 없이 실질적으로 동일한 경로를 취하도록 하여 결과적으로 모든 광선이 신호 형태의 왜곡 없이 동시에 수신기에 도달합니다. 단일 모드 케이블의 광섬유 직경은 약 1.3μm이며 이 파장에서 빛이 전송되어야 합니다.

이러한 이유로 엄격하게 필요한 파장의 단색광을 가진 레이저 소스가 송신기로 사용됩니다.정확히 이러한 유형(단일 모드)의 케이블은 오늘날 미래의 장거리 통신에 가장 유망한 것으로 간주되지만 현재로서는 비싸고 수명이 짧습니다.

다중 모드 케이블 단일 모드보다 덜 "정확"합니다. 송신기의 빔은 분산되어 전달되며 수신기 측면에는 전송 신호 모양이 약간 왜곡됩니다. 다중 모드 케이블의 광섬유 직경은 62.5μm이고 외피의 외경은 125μm입니다.

송신기 측(파장 0.85μm)에 기존의(non-laser) LED를 사용하며 장비가 레이저 광원만큼 비싸지 않고 현재 멀티모드 케이블의 수명이 더 길다. 이 유형의 케이블 길이는 5km를 초과하지 않습니다. 일반적인 신호 전송 대기 시간은 5ns/m 정도입니다.

광섬유 케이블의 장점

어떤 식으로든 광 케이블은 탁월한 노이즈 보호 기능을 통해 일반 전기 케이블과 근본적으로 다르며 이를 통해 전송되는 정보의 무결성과 기밀성 모두에 대한 최대 안전을 보장합니다.

광 케이블을 향한 전자기 간섭은 빛의 흐름을 왜곡할 수 없으며 광자 자체는 외부 전자기 복사를 생성하지 않습니다. 케이블의 무결성을 손상시키지 않고는 케이블을 통해 전송되는 정보를 가로채는 것이 불가능합니다.

광섬유 케이블의 대역폭은 이론적으로 10^12Hz이며 현재의 어떤 복잡한 케이블과도 비교할 수 없습니다. 킬로미터당 최대 10Gbps의 속도로 쉽게 정보를 전송할 수 있습니다.

광섬유 케이블 자체는 얇은 동축 케이블만큼 비싸지 않습니다. 그러나 완성된 네트워크 가격 상승의 주요 부분은 여전히 ​​전기 신호를 빛으로 또는 그 반대로 변환하는 전송 및 수신 장비에 있습니다.

로컬 네트워크의 광 케이블을 통과할 때 광 신호의 감쇠는 1km당 5dB를 초과하지 않습니다. 즉, 저주파 전기 신호와 거의 동일합니다. 또한 주파수가 높을수록(기존 전선에 비해 광 매체의 장점이 강함) 감쇠가 약간 증가합니다. 그리고 0.2GHz 이상의 주파수에서 광 케이블은 분명히 경쟁에서 벗어났습니다. 전송 거리를 최대 800km까지 늘리는 것이 실질적으로 가능합니다.

광섬유 케이블은 전기 케이블과 항상 관련된 접지 및 로드 밸런싱 문제를 완전히 제거하면서 링 또는 스타 토폴로지 네트워크에 적용할 수 있습니다.

완벽한 갈바닉 절연, 위의 장점과 함께 분석가는 네트워크 통신에서 특히 지구상의 구리 부족이 증가함에 따라 광 케이블이 곧 전기 케이블을 완전히 대체할 것이라고 예측할 수 있습니다.

광섬유 케이블의 단점

공평하게 말하면 시스템 설치의 복잡성과 커넥터 설치의 정확성에 대한 높은 요구 사항이 주요한 광 데이터 전송 시스템의 단점을 언급하지 않을 수 없습니다. 커넥터 조립 중 미크론 편차로 인해 감쇠가 증가할 수 있습니다. 여기에는 설치된 유리 섬유 자체의 굴절률과 유사한 고정밀 용접 또는 특수 접착 젤이 필요합니다.

이러한 이유로 직원의 자격은 관대함을 허용하지 않으며 특수 도구와 높은 기술이 필요합니다. 대부분의 경우 필요한 유형의 기성품 커넥터가 이미 설치된 끝에 기성품 케이블을 사용합니다. 광섬유에서 신호를 분기하기 위해 여러 채널(2에서 8까지)에 특수한 스플리터가 사용되지만 분기할 때 필연적으로 광 감쇠가 발생합니다.

물론 섬유는 구리에 비해 강도가 약하고 유연성이 떨어지는 소재로 안전성을 위해 섬유를 반지름 10cm 미만으로 구부리면 위험하다.이온화 방사선은 광섬유의 투명도를 감소시키고 전송된 광 신호의 감쇠를 증가시킵니다.

내방사선 광섬유 케이블은 기존 광섬유 케이블보다 더 비쌉니다. 급격한 온도 변화는 섬유에 균열을 일으킬 수 있습니다. 물론 광섬유는 기계적 응력, 충격 및 초음파에 취약합니다. 이러한 요소로부터 보호하기 위해 케이블 피복에서 특수한 부드러운 흡음재가 사용됩니다.