Fiberoptik: Hvordan virker det? Hvad bruges det til? Og mere

Telekommunikation, eller langdistancekommunikation, er mulig takket være de forskellige tilgængelige transmissionslinjer. Blandt disse er fiberoptik en af de mest pålidelige. Lær hvordan fiberoptik fungerer i denne artikel, så du kan bruge internettet og nyde mange andre fordele derhjemme og på kontoret.

Optisk fiber

Optisk fiber er en fleksibel filament, der generelt er fremstillet af silicium, selvom der også er optiske fibre lavet af plast. Det er et meget sart materiale med en diameter næsten som en hårstreng. Det er gennemsigtigt, for at kunne transmittere lys uden at frekvensen af en farve forvrænger de andre.

Fiberoptik opstod som en potentiel erstatning for koaksialkabel. Ligesom kobberkabel bruges fiber til at overføre data mellem de to ender af det ved hjælp af lys som transportmiddel.

I dag er fiberoptik en af de mest udbredte kommunikationsmekanismer. Dette skyldes, at oplysningerne kan rejse lange afstande uden at skulle bruge mange eller måske ingen forstærkere, så signalet ikke går tabt. Det har også en båndbredde eller datahastighed højere end kobberkabler.

Blandt andre grunde til, at fiberoptik bruges til at udskifte kobberkabel, er, at der er mindre dæmpning af signalet pr. Kilometer rejse. Og en anden fordel er, at fiberoptik er immun mod elektromagnetisk interferens, så det er praktisk talt umuligt at krænke sikkerheden.

Ligeledes er det almindeligt at finde fiberoptik til belysning. Dette skyldes, at det i øjeblikket er gennem fiberen, at det har været muligt at levere det højeste intensitetslys af alle former for kunstigt lys.

Strukturen af en optisk fiber består af en kerne, som er selve fiberen, som informationen bevæger sig igennem. Kernen er dækket med en belægning, der er kendetegnet ved at have et lavere refleksionsindeks end kernen. Dette gøres med den hensigt at forhindre lysstrålen, der bevæger sig i kernen, i at forlade kernen og miste informationen, det vil sige, det er en måde at begrænse informationen i kernen ved hjælp af fænomenet refleksion.

Efterfølgende er foringen omgivet af en kappe, og denne kevlar -kappe. Og endelig en hætte, normalt gul eller orange, der identificerer typen af fibre. Begge tjener til at yde beskyttelse og mekanisk stivhed til fiberen, da fiberen ellers ville være ekstremt sprød, endda mere end den allerede er.

Inden for den optiske fiber kan der sendes mere end én lysstråle, fordi der er forskellige ruter eller mulige måder at gøre det på. Denne type optisk fiber kaldes multimode, og navnet kommer fra, hvad den har flere tilstande til at sende lysstrålerne samtidigt. I stedet bruger single-mode fiber en enkelt lineær vej til at transmittere lysstrålen. Fysisk har de en tendens til at blive differentieret med farven på deres hætte, generelt at være orange for multimode og gul for singlemode.

Ved splejsning af den optiske fiber er det vigtigt at tage i betragtning, at dens justering mellem kernerne skal være ekstremt præcis, da der ellers ville være tab på grund af falsk kobling. Dette indebærer, at samlingerne mellem optiske fibre er mere komplekse end dem, der bruges i konventionelle kobberkabler.

Fiberoptisk historie

Inden for fiberoptik er der to grundlæggende elementer, der præsenterede fremskridt for at opnå den teknologi, vi kender i dag, hvad angår dataoverførsel gennem lys. Disse elementer er den optiske fiber og lyset, der bevæger sig i den. I dette segment vil vi rejse gennem fiberoptikkens historie og hvordan den udviklede sig over tid.

I det gamle Grækenland blev sollys reflekteret fra spejle brugt til at sende beskeder eller til at forhindre dine fjenders syn. Det samme system blev anvendt af Claude Chappe i 1792 for at anvende optisk telegrafi ved hjælp af tårne og spejle, der blev fordelt over 200 km. Det lykkedes ham at sende en besked på rekordtid i tiden 16 minutter.

I 1910 var Demetrius Hondros og Peter Debye de første til at implementere lysopsamling inde i kabler af glas. Det er mærkeligt, at dette eksperiment tog så lang tid, for i år 1820 eksisterede de ligninger, der etablerede dette fænomen, allerede.

Dette princip kaldes som indeslutning af lys ved brydning. Husk, at brydning er et fænomen, der får en lysstråle til at ændre retning, når den skifter fra en transmissionslinje til en anden, der har forskellige brydningsindekser, fordi de har forskellige densiteter.

I 1840'erne var Jean-Daniel Collado og Jacques Babinet i stand til at bevise dette princip. På samme måde observerede John Tyndall i 1870, at lys kan rejse i vand, og at lyset brydes i dette medium. Disse første trin gjorde det muligt at udføre undersøgelser, der ville bekræfte glassets potentiale som et materiale, der er fremragende til transmission af lys over lange afstande. I første omgang var dens anvendelse til belysning af vandkilder.

Senere patenterede John Logie, en skotsk ingeniør, et elektromekanisk system til farve -tv, der brugte stænger af glas, der overførte lys. Dette system var ikke særlig vellykket på grund af den dæmpning, det havde på grund af de materialer og teknikker, det anvendte, så det var ikke muligt for lys at rejse store afstande. Desuden havde deres system ikke optiske koblinger.

I 1952 takket være de tidligere undersøgelser udført af John Tyndall, kunne fysikeren Narinder Singh Kapany opfinde den optiske fiber. Det skal bemærkes, at det var i 1950'erne, da forskningen om fiberoptik blev uddybet. Faktisk fremstillede Basil Hirschovitz i 1957 et halvfleksibelt endoskop ved hjælp af fiberoptik. Det lykkedes ham at sende billeder, og dette endoskop er et mere behageligt værktøj til operationer.

University of Michigan foreslår i sin version af et halvfleksibelt endoskop brug af et materiale med et lavere brydningsindeks end kernen, i stedet for at bruge olier eller voks som tidligere blev brugt. Derudover blev der også fremstillet meget tyndere fiberoptiske tråde, lige så meget som tykkelsen af et hår. Lyset blev imidlertid svækket eller tabt efter 9 meters kørsel med denne optiske fiber. Det var Charles K. Kao, der præsenterede, at den maksimale teoretiske dæmpning, som optiske fibre skulle have, var 20 decibel for at dens anvendelse kunne lade sig gøre i sin doktorafhandling

Igen udtalte Charles K. Kao sammen med George Hockham, at det var muligt at fremstille fibre med en højere procentdel af gennemsigtighed. På samme måde var det dem, der foreslog brug af fiberoptik til transmission af telefonbeskeder i stedet for at bruge dem, der er overbevist om, er kobberkabler og elektricitet.

Det var nødvendigt at forbedre den optiske fiber, som i øjeblikket havde en dæmpning på 100 dB / km, lille båndbredde og stor mekanisk skrøbelighed. For at opnå dette måtte der foretages uophørlige og dybtgående undersøgelser og undersøgelser, som gjorde det muligt at fastslå, at årsagen til, hvor der var dette niveau af tab i lys, var de iboende urenheder, der fandtes i silicium eller glas.

Det var takket være denne opdagelse, at fibre begyndte at blive fremstillet med en dæmpningsreduktion på op til 20 dB / km og med en større båndbredde. Derudover var kernerne 100 µm tykke, som var dækket med Naylontråd for at respektere brydningsindeksets fundament, men som også kunne give større mekanisk stivhed, hvilket gør det umuligt at bryde fiberen med hænderne.

Kaos og Hockmans arbejde tjente som grundlag for forskningen udført af Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz og Frank Zimar, der foreslog og fremstillede den første optiske fiber med urenheder af titanium. Disse urenheder blev forsætligt inkorporeret i silicium for at øge brydningen i fiberen. Denne fiber tillod lys at bevæge sig i den optiske fiber med kun 17 dB / km dæmpning. I det samme årti af 1970 var det muligt at fremstille optiske fibre med kun 0.5 dB / km tab.

Et andet vigtigt fremskridt inden for lysdatatransmissionsteknologi blev gjort af fysikerne Morton B. Panish og Izuo Hayashi, der udviklede en halvlederlaser, der kunne fungere kontinuerligt uden at øge temperaturen. Sammen genererede John MacChesney og andre samarbejdspartnere metoder til fiberfremstilling.

Den første telefonoverførsel ved hjælp af transmissionslinjen blev foretaget den 22. april 1977 af det nordamerikanske selskab General Telephone and Electronics og nåede en hastighed på 6 Mbit / s.

I 1980 havde fibrene en sådan gennemsigtighed, at de kunne sende signaler gennem en optisk fiber til en sti på op til to hundrede og fyrre kilometer, før de gik helt tabt. Disse fibre opstod, da forskere indså, at rent silicium uden metal kun kunne fremstilles ved hjælp af værktøjer og komponenter, der brugte damp. Dette forhindrede iboende kontaminanter i at opstå i fremstillingsprocessen.

AT&T forelagde sit projekt for et fiberoptisk system cirka 1980 miles fra hinanden til Federal Communications Commission i XNUMX. Dette system ville køre igennem og forbinde byerne Boston og Washington DC. Det var efter fire års præsentation af dette projekt, at systemet begyndte at blive operationelt. Dette kabel var ti tommer i diameter og kunne levere op til XNUMX stemmekanaler til samtidige telefonsamtaler.

Den første optiske fiber, der blev installeret transoceanisk, blev operationel i 1988, gennemsigtigheden af dens kerne var så upåklagelig, at det kun var nødvendigt at placere optiske forstærkere hver XNUMX kilometer. Efterfølgende blev der foretaget flere forbindelser af denne type, og der blev foretaget mere omfattende ture mellem byer og kontinenter.

Alle disse fremskridt tillod fiberoptik at fortsætte med at forbedre gennemsigtigheden og kunne anvendes til kommunikation på markedet og ikke kun på et eksperimentelt niveau. Faktisk lykkedes det General Telefon og Elektronik den 22. april 1977 at lave den første vellykkede telefonoverførsel med en hastighed på 6 Mbits / s ved hjælp af fiberoptik som transmissionslinje.

Fabrikationsproces

Det var på Bell Laboratories, at der blev udviklet uafhængige metoder til fremstilling af fiberoptik. Derfra er der fire processer til fremstilling af fiberoptik

MCVD (modificeret kemisk dampaflejring)

Denne metode blev oprindeligt udviklet af Corning Glass Company og tilpasset af Bell Laboratories til industriel anvendelse. De består af et rent kvartsrør, hvor siliciumdioxid blandes med andre elementer for at dope præparatet. Dette rør placeres derefter på en roterende drejebænk.

Efterfølgende bringes det til temperaturer på op til 1600 grader Celsius med en brint- og iltbrænder. Dette gøres ved at dreje drejebænken, mens kvartsrøret opvarmes over hele dets længde. På dette tidspunkt tilføjes additiverne, som er dem, der vil bidrage til et bedre brydningsindeks i kernen i den ene ende af røret.

De efterfølgende lag er også inkorporeret på grund af brænderens kontinuerlige underkastelse. Denne teknik gør det muligt at syntetisere kernen. Derefter bringes brænderen til en temperatur på 1800 grader Celsius, hvilket er den temperatur, der tillader kvarts at blødgøre og dermed opnå præformen.

Forformen refererer til glasstangen eller røret, der bruges til at skabe fiberoptik. Det vil sige, at det er det faste rør, der opnås efter denne metode. Normalt er dens dimensioner lidt mere end 1 meter lang og 1 centimeter i diameter.

VAD (Vapor Axial Deposition)

Denne teknik er baseret på den, der er udviklet af Nippon Telefon og Telegraph. Det er meget udbredt i Japan i de virksomheder, der beskæftiger sig med fremstilling af fiberoptik. Den anvender de samme grundmaterialer som i MCVD -metoden, men de adskiller sig ved, at sidstnævnte kun kernen blev placeret. Nu er foringen også placeret herudover

Derfor er denne metode lidt mere delikat på dopingtidspunktet, da Germaniumdioxid skal indarbejdes i en større andel i kernen end i belægningen. Til denne fremstilling bruges en software som en vigtig assistent, hvor parametrene er fastlagt.

Med en ekstra glasstang eller et rør begynder præformprocessen. Dette hjælpeslange fungerer som dets støtte. Det begynder med at inkorporere de forskellige materialer på en ordnet måde fra cylinderens ende og opnå den porøse præform, som, efterhånden som den vokser, løsner sig fra hjælpeglasrøret.

Efterfølgende udføres kollapsprocessen, som består i at hæve temperaturen op til 1700 grader Celsius for at opnå kvartsens blødgøring. Dette gøres for at gå fra en internt hul porøs præform til en solid, gennemsigtig cylinder.

Hvis vi sammenligner denne metode med den foregående, har VAD -metoden den fordel, at der opnås præforme med større længde og større diameter og reducerer også energitilførslen. Imidlertid er dens ulempe, at det kræver meget mere sofistikeret produktionsudstyr.

OVD (Outside Damp Deposition)

Denne metode blev udviklet af Corning Glass Work. I dette tilfælde starter dit råmateriale med en keramisk substratcylinder og brænderen. Dampkloriderne anbringes på brænderens ild, og ilden opvarmer stangen. På dette tidspunkt udføres syntesen af præformen. Denne procedure består i at tørre stangen ved hjælp af gasformigt chlor for senere at udføre den kollapsende proces på samme måde som dem, der vil blive udført med den tidligere metode. Sådan syntetiseres kernen og dens beklædning, hvilket opnår præformen.

Nogle af fordelene ved denne metode er, at det er muligt at fremstille optiske fibre med meget lav dæmpning og god kvalitet takket være optimeringen af tørringsprocessen. Denne optimering gør det muligt at opnå glatte profiler uden en vigtig ringformet struktur.

PCVD (Plasma Chemical Damp Deposition)

Denne metode er udviklet af Philips-virksomheden i Holland. Ligeledes er den kendetegnet ved sine glatte profiler og uden genkendelig ringformet struktur. Princippet i dette fundament er baseret på oxidation af siliciumchlorid og germaniumchlorid. Ved at ruste disse klorider opnås en plasmatilstand, efterfulgt af dopingprocessen i det indre.

Forform strækfasen

Uanset hvilken type metode der anvendes, er det almindeligt blandt alle disse, at forformstrækningsprocessen udføres. For at opnå forstrækning af præformen er det nødvendigt at have en åben rørovn. Forformen placeres inde i denne ovn og udsættes for temperaturer på op til 2000 grader Celsius, dette for at blødgøre præformen og være i stand til at manipulere den.

I denne proces opnås diameteren af den optiske fiber, og det er af største betydning at opretholde en konstant spænding, så diameteren i hele den optiske fiber ikke varierer. Måden at sikre, at kernen ikke har sådanne variationer i dens diameter, er at opretholde en ensartet konstant spænding. Derudover skal fraværet af konvektionsstrømme i ovnen garanteres.

Det er ligeledes af største betydning, at når præformen blødgøres igen, undgås indtrængen af midler, der kan forurene eller generere mikrosprækker, hvilket ville forårsage tab af dens dæmpning og endda brud på den optiske fiber.

Under denne proces tilsættes syntetisk materiale også til figuren, generelt er det en viskøs polymer. Betydningen af denne polymer er, at den gør det muligt at strække den optiske fiber ved højere hastigheder. Dette skaber et ensartet, urenhedsfrit lag omkring fiberen. Endelig tørres og hærdes denne beskyttelse ved hjælp af termiske processer eller kemiske reaktioner ved hjælp af ultraviolet stråling.

Fiberoptiske applikationer

Fiberen har en imponerende alsidighed, så den kan blandt andet anvendes i digital kommunikation, smykker, sensorer, belysning, dekorationer. Her er nogle af de mest almindelige anvendelser af fiberoptik og yderligere.

Fiberoptisk kommunikation

Den største skala eller størrelse anvendelse af fiberoptik er til telekommunikation. På grund af sin fleksibilitet er det muligt at bundte flere ledninger til dannelse af fiberoptiske kabler. Normalt er de fibre, der bruges til dette, lavet af plast eller glas, og nogle gange endda af begge materialer.

Fiberoptiske sensorer

Fiberoptiske sensorer kan skelnes mellem iboende sensorer og ekstrinsiske sensorer. Egensensorer refererer til selve figuren som sensoren. På den anden side, i ekstrinsiske sensorer, er fiberen midlet til at transmittere de signaler, som en sensor udsender til et system, der behandler disse signaler.

Fordi der ikke er cirkulation af elektrisk strøm i optiske fibre, har de en fordel i forhold til elektriske sensorer. Selv fibergarnet er i sig selv en fremragende sensor til at måle deformationer, temperatur, atmosfærisk tryk, fugtighed, elektriske felter, magnetfelter, gasser, vibrationer, blandt andre.

En anden af fiberoptikkens anvendelser ved anvendelse af akvatiske mikrofoner til påvisning af jordskælv eller bølgeapplikationer genereret af et ekkolod. Til dette er mere end tusind sensorer fremstillet med fiberoptik blevet brugt til at skabe hydrofoniske systemer. Denne type system bruges hovedsageligt af olieindustrien og forsvarsorganisationer og nogle lande. På samme måde skabte Sennheiser -virksomheden fra Tyskland en mikrofon, der fungerer med laserlys og fiberoptik.

I denne forstand bruges fiberoptiske sensorer, der måler temperatur og atmosfærisk tryk, i oliebrønde. Disse typer sensorer er i stand til at modstå mere ekstreme forhold sammenlignet med sensorer lavet med halvledere.

I luftfarten er der et gyroskop lavet af fiberoptik samt brintmikrosensorer.

Disse fotoniske sensorer lavet af fiberoptik indeholder generelt fire grundlæggende dele, som er:

Sensoren: er transduceren
Afhøreren: hvem udsender og modtager signalet fra den optiske fiber.
Det optiske kabel: det er den optiske fiber
Optiske koblinger, multiplexere, forstærkere eller switches: de elementer, der hjælper det optiske og elektriske system med at koble sammen uden at miste signalet, og er i stand til at håndtere forskellige signaler fra forskellige kilder.

Funktionen eller funktionen af dette system begynder med generering af et optisk signal skabt af forhørslederen, dette for at anmode om information fra modtageren. Denne information bevæger sig gennem sensorens optiske fiber. Når det fortsætter med at måle miljøforhold som gasser, atmosfærisk tryk, temperatur og andre faktorer, er der en variation i lysets intensitet, eller dets bølgelængde påvirkes, og der er derfor en ændring i det..

Denne ændring, enten i bølgelængde eller i lysintensitet, returneres tilbage gennem den optiske fiber til interrogatoren. Derefter estimeres procentdelen af variationen af disse ændringer. Ved at anvende forskellige algoritmer og værktøjer, såsom optoelektroniske koblere, er det muligt at konvertere optiske signaler til elektroniske signaler, så de elektriske systemer, der er yderst, kan fortolke informationen, såsom et kontrol- eller displaysystem. Realtidsdata.

Afhængigt af mængden af datatrafik, f.eks. Dem, der passerer gennem et internetnetværk, kan der ligeledes være optiske multiplexere, optiske switches, optiske forstærkere eller forskellige optiske koblere på samme måde.

På samme måde kan fiberoptiske sensorsystemer klassificeres som punkt eller distribueres.

Optiske punktsensorsystemer

Denne type system bruger distribuerede sensorer definerede positioner inden for et sensornetværk, der gør det muligt at overvåge parametrene individuelt. På grund af dette tillader punktsystemer måling af flere parametre samtidigt. I modsætning til distribuerede systemer kan punktsystemovervågning dække op til 250 km.

Distribuerede optiske sensorsystemer

I dette tilfælde stammer målingerne og detekteringerne af variationen af den optiske parameter, som forhørsmanden modtager, fra de data, der er opnået langs hele den optiske fiber. Dette giver en fordel, da det er en fiberoptisk strandzone, der bruges som oversætter af systemet. Det distribuerede optiske system kan spænde op til en rækkevidde på 120 km i længden.

belysning

De første applikationer, som fiberoptik havde, var netop belysning af rum. Selv i dag eksisterer denne applikation fortsat til fiberoptik. Dette skyldes det faktum, at den optiske fiber gør det muligt at belyse områder uden at generere varme og uden risiko for kortslutninger, da den optiske fiber er designet til transmission af lysstråler.

Det er endda muligt ved at ændre frekvensen at ændre lysets farve. Dette er for eksempel meget nyttigt, hvis der bruges belysning i en lampe, da det er muligt at ændre farven uden at skulle skifte lampen.

På samme måde er det muligt at udvide belysningsområderne, da det er muligt at placere forskellige optiske fibre flere steder ved hjælp af en enkelt lyskilde.

Flere anvendelser af fiberoptik

Det bruges som en bølgeleder for lysstrålerne udsendt af medicinsk eller industrielt udstyr, der kræver lysområder, hvor sigtelinjen ikke er direkte eller let tilgængelig.

Vi kan som eksempel bruge det semi-fleksible endoskop, der bruges inden for medicin, som bruger fiberoptik sammen med linser for at kunne visualisere organernes indre uden behov for stærkt invasive operationer. I tilfælde af industrier, for at inspicere udstyr såsom møller.

Faktisk bruges fiberoptik i øjeblikket som dekorative elementer, som det er tilfældet med juletræer, der har optiske fibre i deres grene, der belyser træet, og det er også muligt at variere deres farve.

Et andet eksempel på anvendelsen inden for fiberoptik er den, der anvendes i visse bygninger, der fanger naturligt lys fra deres hustage, og takket være fiberoptik kan dette lys rejse til bygningens indre rum.

Og endelig er der i dag en blanding mellem beton og fiberoptik, der resulterer i en gennemsigtig beton. Dette materiale blev skabt af arkitekten Ron Losonczi, og det fantastiske ved denne beton er, at det stadig kan have betonstyrken og derudover kvaliteten af fiberoptik til at transmittere lys.

Fiberoptiske egenskaber

Optisk fiber er en dielektrisk transmissionslinje, der opererer inden for det elektromagnetiske spektrum i det optiske bånd. I dette optiske bånd er det, hvor vi kan finde farverne, men der er også det nær infrarøde bånd og det infrarøde bånd. I optisk fiber bruges normalt en del af disse frekvenser.

Hver fiberoptisk streng har en kerne i midten lavet af enten plast eller glas, det vil sige silicium og Germaniumoxid. Denne kerne har et højt brydningsindeks og er dækket af en belægning med et lavere brydningsindeks. Dette tillader lyset kun at bevæge sig gennem kernen og ikke undslippe til ydersiden. Det er almindeligt, at dette belægningslag er fremstillet af en polymer eller plast.

Denne forskel mellem brydningsindeks, der skal eksistere mellem kernen og dens beklædning, skyldes principperne for lysbrydning. Dette princip siger, at når en overflade med et bestemt brydningsindeks grænser til en anden overflade med et lavere brydningsindeks, reflekteres lyset, og jo større forskellen mellem disse indekser er, desto større er indfaldsvinklen, så der vil være en total intern refleksion .

I optisk fiber hopper eller reflekteres lyset inde i kernen, og disse refleksionsvinkler er meget brede, så det kan praktisk antages, at lyset bevæger sig i en lige linje gennem dets centrum, så det kan rejse på store afstande uden falmer.

Fiberoptisk ydeevne

Lovene for optisk geometri er dem, der fastlægger driften og de grundlæggende principper for drift af optisk fiber. Den optiske fiber er hovedsageligt reguleret af loven om brydning er at følge princippet om total intern refleksion.

Lysstrålerne transmitteres gennem kernen i den optiske fiber, jeg har givet forskellen i brydningsindekserne, denne stråle kan ikke passere gennem beklædningen, men reflekteres faktisk på den og fortsætter med at forplante sig gennem kernen.

Dernæst vil vi præsentere fordele og ulemper ved fiberoptisk teknologi.

Advantage

Den har en meget stor båndbredde, der tillader meget hurtige transmissionshastigheder
Det er en minimalistisk teknologi, det vil sige, at den fylder meget lidt.
Det er let, da det kun vejer et par gram per kilometer. I modsætning til det elektriske kabel, der endda kan veje 9 gange mere end fiberoptik.
Det er fuldstændig immun mod elektromagnetisk forurening. Så den har en transmissionskvalitet, der er bedre end konventionelle linjer, da den f.eks. Ikke forstyrres af eksterne kortslutninger eller elektriske storme.
Netop fordi det er immun mod forstyrrelser, garanterer fiberoptik et højt informationssikkerhed. Dette skyldes, at den eneste måde at komme ind i det fiberoptiske transmissionssystem er ved at svække det og endda afbryde det, hvilket gør det let at opdage.
Det genererer ikke interferens med andre systemer.
Det påvirkes ikke af parasitsignaler, så i systemer som metroen, hvor der er systemer, der let kan forstyrre kommunikation, bliver fiberoptik alternativet par excellence.
Dæmpningen er betydeligt lille i forhold til konventionelle kabler, så det er muligt at rejse lange afstande uden at skulle inkludere aktive elementer, såsom forstærkere for at opretholde signalet.
Afhængigt af de materialer, hvormed kappen og emhætten er fremstillet, kan den optiske fiber have god mekanisk modstand.
Det er modstandsdygtigt over for korrosion.
Det har et system kaldet optisk reflektrometri, der giver dig mulighed for let at opdage svagheder eller fiberskår langs ruten.

Ulemper

Da vi præsenterer alle fordelene ved fiberoptik, vil vi fortsætte med at præsentere ulemperne ved denne teknologi i forhold til andre transmissionslinjer.

Høj fiberskørhed.
Det kræver dyrere transmissions- og modtagelsesudstyr.
Splejser fremstillet med fiberoptik er mere komplekse at gøre, især i marken, så reparationer er vanskeligere.
Da den ikke kan overføre elektricitet, er den ikke direkte kompatibel med slutsystemer, som generelt er elektroniske.
Det kan ikke overføre meget høje kræfter.
Det kan ikke gemme oplysninger optisk.
Det påvirkes af høje eller lave temperaturer, så jakken og belægningen skal være temperaturbestandige materialer.
Vibrationer kan påvirke dataoverførslen korrekt.

Fiberoptiske typer

Inden for kernen af den optiske fiber er der forskellige veje, som lysstrålen kan følge. Hver af disse stier kaldes en formeringsform. Optisk fiber kan klassificeres som multimode- eller singlemode -fiber.

Multimode fiber

Multimode fiber refererer til en, hvor lys kan bevæge sig gennem mere end én sti eller tilstand. En enkelt streng af multimodefiber kan have op til 1000 former for formering af lysstrålerne. Dette indebærer, at lysstrålerne ikke ankommer samtidigt. Denne type fiber bruges generelt over korte afstande, cirka afstande mindre end 2 kilometer.

Brydningsindekset for kernen i en multimodefiber er lidt højere end beklædningens brydningsindeks. Derudover er tykkelsen af kernen i en multimode fiber større end en fiber i en enkelt tilstand, hvilket gør det lettere at tilslutte, fordi den ikke kræver så præcis præcision.

Multimodefiber kan igen klassificeres i to former afhængigt af brydningsindeksets type kerne, som er:

Trinindeks : I dette tilfælde er brydningsindekset konstant langs hele kernens længde, hvilket resulterer i høj modal spredning.

Gradueret indeks : I dette tilfælde er kernen lavet af forskellige materialer, så brydningsindekset er ikke konstant langs hele fiberens længde, og derfor har den mindre modal spredning.

På samme måde angiver standarden, der er etableret i ISO 11801, klassificeringen af multimode optisk fiber i henhold til båndbredden og lyskilden, der skal bruges, for at sige, om det er multimode på laser eller multimode på LED -lys.

OM1: Fiber 62.5 / 125 µm, 1 Gigabit (1 Gbit / s), LED.
OM2: Fiber 50 / 125 µm, 1 Gigabit (1 Gbit / s), LED.
OM3: Fiber 50/125 µm, 10 Gigabit (300 m), Laser.

Singlemode fiber

Som vi forklarede tidligere, bruges udtrykket mode til at angive antallet af baner, som lysstrålerne kan have. I single-mode fiber er der kun en tilstand, som lys kan rejse igennem. Dette oversætter derefter til en mindre diameter af kernen. På samme måde bevæger lys sig teoretisk gennem fiberens centrum i modsætning til multimode, der hopper ud af kernens vægge. Denne type fiber bruges hovedsageligt til langdistanceruter.

Kabel med løst struktur

Det er også muligt at klassificere optisk fiber efter dets design, og der er også to typer optiske fibre i henhold til denne klassificering.

Denne type fiber kan påføres udendørs og indendørs og består af flere fibertråde, der er opdelt i grupper, der føres ind i rør, der omgiver en central forstærkning, og disse er igen dækket af en beskyttende kappe.

Udtrykket løs struktur kommer af det faktum, at de fiberoptiske tråde er løst placeret inden i rørene, gennem hvilke de ledes. Dette rør kan være hult eller have et hydrofobt materiale indeni, så det tjener som beskyttelse for den optiske fiber mod fugt.

Derudover skulle den være løs, den tillader, at den optiske fiber isoleres fra de ydre mekaniske kræfter, der udøves på kablet.

Midterbøjlen er generelt fleksibel og giver kablet styrke. Det kan være lavet af metal eller dielektrisk materiale.

Kabel med tæt struktur

Dette kabel har hovedsageligt anvendelser til det indre af bygninger, da det er mere fleksibelt og tillader mindre bøjningsradier end løse konstruktionskabler.

Dette kabel består af foreningen af flere fiberoptiske tråde, der individuelt har en kappe og jakke. Disse tråde omgiver et centralt stykke, og hele dette sæt er igen beskyttet af et eksternt lag. Navnet stammer fra, at alle fibertråde er meget stramme, hvilket giver god fysisk støtte.

Fiberoptiske komponenter

I et kommunikationssystem fremstillet af fiberoptik er der nogle komponenter, der er nødvendige for at transmissionen skal lykkes. Disse komponenter omfatter blandt andet optiske sendere, optiske detektorer, fiberoptiske stik eller terminaler.

Optiske sendere

Disse er de elementer, der er ansvarlige for at transformere de oplysninger eller data, der kommer fra en elektronisk kilde, til optiske data eller lysstråler. For at opnå dette bruger senderen elektroner ved en bestemt frekvens til at blive spændt i materialer som silicium, der ofte genererer lysstråler, kaldet fotoner, i form af energi. Fotoner er den elementære kvantepartikel af lys. Senderen har internt en modulator, der opfylder funktionen til at omdanne elektronisk energi til optisk energi.

Stråleudledere

I optiske sendere er der to typer emittere, der udsender optiske signaler, som er:

LEDs.

Det er en diode, der udsender lys eller lysemitterende diode. Denne type lysemitter bruges hovedsageligt i multimode fiber på grund af dets brugervenlighed og levetid. Selvom det er vigtigt at bemærke, at denne type lys ikke er i stand til at rejse lange afstande, så bruges den til korte afstande, fordi de opfylder funktionen og reducerer omkostningerne.

Lasere

Det er den forstærkede stimulerede spontane lysstråling. Det udsender meget sammenhængende lys og bruger halvledere til lysemission. laserlys kan bruges i multimode fibre og i single-mode fibre, selvom de generelt kun bruges i single-mode fibre, da deres kredsløb er mere komplekse og derfor dyrere. Selvom laserens levetid er, selv om den er lang, normalt under gennemsnittet af lysdioderne.

Elektriske lysstrømomformere

I fiberoptiske fibertransmissioner er det nødvendigt at have et element, der registrerer tilstedeværelsen af fotoner. Normalt er det en fotodiode, der er ansvarlig for konverteringen af optiske signaler til elektroniske signaler. Dette opnås ved at omsætte tilstedeværelse eller fravær af lys til signaler med op- og nedture eller ener og nuller.

Og de anvendes også til den omvendte proces, det vil sige at konvertere elektriske signaler til optiske signaler. Selvom det er muligt at omdanne lys til elektriske signaler, og disse udsender en vis effekt, er det ikke nok at drive terminaludstyret. Disse terminaludstyr er normalt elektriske, så en alternativ strømkilde er næsten altid påkrævet.

Som vi nævnte tidligere, består disse opto-elektriske omformere normalt af en fotodiode eller en halvleder. For at garantere den korrekte funktion af disse halvledere skal visse betingelser eksistere, som er:

Når der ikke er lys, må modsatstrømmen ikke være særlig høj for at kunne detektere meget svage optiske signaler.
Den skal have en stor båndbredde for at kunne levere responshastighed.
Støjniveauet, der genereres af disse halvledere, bør være minimalt.

Til gengæld er der to typer detektorer, PIN -fotodioder og APD -lavine -fotodioder.

PIN -detektorer

Denne type detektorer består af en halvleder sammensat af tre lag, de to ydre lag er et af type P og et af type N, og det i midten er en iboende halvleder. Det er her dens pinkode kommer fra. Dette iboende materiale er i praksis normalt placeret som en forlængelse af materiale P eller materiale N.

APD -detektorer

Disse er lavine halvledere. Disse fotodioder, når en omvendt spænding påføres den, genererer en strømforstærkning. Driften af disse halvlederskreddetektorer består i at få en elektron til at rejse, og den møder et atom, så den kan frigive en anden elektron. Grunden til, at lavine -halvledere bruges, er fordi denne elektron, der sendes, er nødvendig for at håndtere en tilstrækkelig mængde energi.

APD -detektorer kan klassificeres i tre typer, alt efter hvilket materiale det er lavet af:

Silicon detektorer

Disse typer detektorer har en høj ydelse og genererer lave støjniveauer. Strømforsyningen til denne type detektorer ligger inden for området 200 V til 300 V

Germanium -detektorer

Generelt fungerer det med bølgelængder inden for området 1000 og 1300 nm, selvom det er lidt lavere ydeevne.

Detektorer andre materialer

Disse detektorer er sammensat af materialer eller kemikalier, der er placeret i gruppe III og V i det periodiske system.

Typer af fiberoptisk polering

Poleringstyperne afhænger af de stik, der er placeret i enderne af den optiske fiber, de kan klassificeres efter deres type polering. Denne type polering vil variere alt efter den måde, den er forbundet på.

Flad : Denne polering efterlader fiberens ender glatte og vinkelrette på dens akse, dvs. helt flade.

PC (fysisk kontakt) : Fibrene har en konveks form, der bringer kernerne i begge fibre i kontakt.

SPC (Super PC) : Det ligner PSP, kanterne er let filede, så det får en trekantet form uden en spids i midten, men det forbliver i stedet fladt.

UPC (Ultra PC): Det er det samme som SPC, men kanterne kaldes yderligere, så kun midten af fiberen er den flade del.

Forbedret UPC: Dette er en mere raffineret version end den forrige, så kontakten skal være ekstremt præcis.

APC (vinklet PC): Denne type polering består i at skabe en profil med en bestemt vinkel. Denne vinkel muliggør en mere præcis fysisk kontakt mellem kernerne i begge dele.

Fiberoptiske stik

Stik er de komponenter, der gør det muligt at tilslutte fiberoptiske kabler til terminaludstyr. Dette terminaludstyr har computerkommunikationsporte til fiberoptiske forbindelser. Afhængigt af porttypen bruges en specifik type stik til at forbinde fiberen. Dette svarer til, hvordan det fungerer med konventionelle kabler; for eksempel har koaksialkabel forskellige typer stik, hver med en specifik funktion.

Kort sagt er typerne af stik til fiberoptik:

FC
FDDI
LC og MT-Array
SC og SC-Duplex
ST eller BFOC

De stik, der normalt bruges i fiberoptik, specielt til lokalnetværk, er ST-, LC-, FC- og SC -stik.

Optiske fibertråde

Et fiberoptisk kabel består af gruppen af flere optiske fibre, gennem hvilke forskellige signaler ses. Hver fiber kan sende store mængder data fra forskellige kilder, så et fiberoptisk kabel kan sende information fra forskellige tjenester på samme tid.

Fiberoptiske kabler er det mest mulige alternativ til udskiftning af koaksialkabler i telekommunikationsindustrien og elektronikindustrien. Selv et kabel med 8 optiske fibre er stadig betydeligt mindre end konventionelle kabler. Et fiberoptisk kabel har kapacitet til at sende den information, der svarer til den, der sendes af 60 kobberkabler på 1623 par eller 4 koaksialkabler med 8 rør. Derudover kan fiberoptik sende information over større afstande uden at skulle placere så mange repeatere eller forstærkere, som det ville ske ved brug af kobberkabler.

Det er også vigtigt at fremhæve den vægtforskel, der er mellem det fiberoptiske kabel og kobberkablet. For eksempel kan et 8-fiber fiberoptisk kabel veje helt ned til 30 kg pr. Kilometer, mens koaksialkabel kan veje op til 45 kg pr. Kilometer. Og på samme måde tillader fiberoptik et enkelt løb med 2 til 4 kilometers mellemrum. I tilfælde af koaksialkabel tillader det kun kørsler på 250 til 300 meter.

Det er imidlertid også rigtigt, at optisk fiber kræver en ekstra belægning og andre elementer, der giver forstærkning i installationen. Dette gøres for ikke at bringe grænsen i fare, og i fremtiden kan der opstå brud på grund af deres skrøbelighed.

Kabelfunktioner

Disse fiberoptiske kabler har forskellige funktioner. For det første kan vi nævne, at det fungerer som et element, der beskytter de indre optiske fibre, så de ikke får skader eller brud, der kan opstå på tidspunktet for kabelinstallationen eller i dets levetid, som generelt er 20 år ...

For det andet giver fiberoptiske kabler mekanisk stivhed til den interne fiberoptik, så den kan modstå trækkompressionstorsionsforhold og de miljøfaktorer, den kan blive udsat for. Derfor er der ud over kablet også integreret andre elementer for at forstærke og isolere den optiske fiber fra disse eksterne agenter og kræfter, som den udsættes for.

Disse kabler kan have en underjordisk, ubåd eller transoceanisk eller luftinstallation. Et af de mest kritiske punkter i et system med fiberoptiske kabler er på installationstidspunktet, og derfor bruges visse elementer til at beskytte fiberen mod skader.

Fiberoptisk kabeldesign og elementer

Den rolle, som et fiberoptisk kabel vil spille, bestemmer dets struktur. Selv når de kan anvendes til forskellige funktioner, har alle fiberoptiske kabler imidlertid mange elementer til fælles, som er den sekundære belægning, de interne fibre, de elementer, der bidrager til forstærkning og struktur af kablet, kappen, der grupperer alle fibergarn og fugtisolerende materialer. Sekundære belægninger kan opdeles i tre typer:

Tæt liner

Denne foring er generelt en massiv ringformet krone, der er lavet af nylon eller polyester, der dækker den primære foring. Derfor øger denne sekundære belægning den endelige diameter af den optiske fiber. Funktionen af denne belægning er at give beskyttelse mod mikrobøjninger, der kan eksistere i den optiske fiber. Selvom denne belægning beskytter mod disse bøjninger, er det imidlertid vigtigt at være årvågen ved installation af den optiske fiber, da de stadig kan forekomme på installationstidspunktet.

Løst hulfor

Denne foring har et overdimensioneret rum, som består af et hul rør, der er lavet af metal og kombineret med plastik. Dette gør dette rør til et hårdt materiale, men samtidig fleksibelt. Formålet med at lave en overdimensioneret beklædning er, at den beskytter den optiske fiber mod vibrationer, temperaturer og mekaniske kræfter.

Løst for med polstring

Det er den samme belægning, der er nævnt ovenfor, men indvendigt indføres et materiale, der er i stand til at isolere fugt. Ved at indføre et hydrofobt materiale indeni forhindrer det vand i at nå den optiske fiber. Ud over at give beskyttelse mod vibrationer og andre miljøagenter, er den også i stand til at modstå visse temperaturer. Det er almindeligt, at der anvendes materialer, der stammer fra olie eller silikone.

Strukturelle elementer

Disse elementer er de strukturer, der fungerer som en central guide for den vej, som den optiske fiber skal følge. Optisk fiber er enten fordelt langs denne struktur eller flettet omkring den. Generelt har disse strukturer kanaler eller riller, der tjener som en ekstra guide til den optiske fiber.

Forstærkende elementer

Som deres navn angiver, er deres mission at tilvejebringe yderligere forstærkning til det fiberoptiske kabel for så vidt muligt at isolere de trækkræfter, som fibrene kan udsættes for, og derudover er der ingen væsentlig forlængelse, der kan forårsage kerneudbrud. Ud over beskyttelse mod forlængelse beskytter den også fiberoptiske kabler mod knæk og vibrationer. De mest almindelige materialer, der bruges til armeringsstrukturer, er Kevlar -glasfiber og stål, da de er fleksible materialer, men også har en soliditet.

lyng

Alt fiberoptisk kabel har en kappe, der normalt er lavet af plast. Denne kappe er det fiberoptiske kabels ydre belægning, og dens funktion er at give kernen beskyttelse mod ydre agenter, kræfter og fænomener, såsom fugtighed, temperatur, vibrationer, blandt andre.

De materialer, der udgør vores dæksler, varierer afhængigt af deres installation og anvendelse, f.eks. Optiske kabler, der er interoceaniske, skal give beskyttelse mod fugtighed, atmosfærisk tryk og endda mod hajbid. Hvis det er et fiberoptisk kabel, der skal installeres antenne, skal kappen beskytte kernen mod vibrationer og knæk, der genereres af vinden, og også mod temperaturer og fugtighed. Eller hvis installationen endelig vil være under jorden, så skal dækslet være lidt tungere for at modstå stød og pres givet f.eks. Biltrafik.

Splejsningsteknikker

Det er almindeligt, at i meget store løb, op til mere end 120 kilometer, er det nødvendigt at lave splejsninger mellem fibrene, da der næppe er en kontinuerlig fiber, der har denne længde. Og selv i tilfælde af brud er det nødvendigt at udføre denne form for reparation.

De forskellige typer splejser, der findes, er følgende:

Mekanisk splejsning

Denne type splejsning består af en slags muffe, hvor de to fibre indsættes, og der laves et mekanisk twist for at forbinde de to kerner. Disse splejsninger bruges generelt midlertidigt, eller når fusionssplejsning anses for unødvendig. Tabene i forbindelse med denne splejsetid er i størrelsesordenen 0,5 dB.

Splejsning med lim

I dette tilfælde påføres en særlig gennemsigtig lim, der gør det muligt at forbinde de to ender af fiberen, og denne Union er beskyttet med en form for udvendig forstærkning. Det har tab på 0.2 dB, men det er normalt ikke særlig pålideligt, da limen kan have en tendens til at skrælle af igen.

Fusionssplejsning

Et værktøj kaldet en fusion splicer bruges, hvor der udføres mere sart og præcist arbejde. I dette arbejde skal operatøren tidligere forberede fiberen, før enderne indføres i denne splicer. Dette værktøj har evnen til at visualisere, om enderne har et kontaminerende middel, eller hvis der er behov for en finere polering, eller hvis der skulle være en bedre justering mellem fibrene. Hvis alle disse krav er opfyldt, fortsætter det med at opvarme kun det område, smelte fiberen og dermed forbinde dets kerner. Tabene af denne splejsning er 0.02 dB.

Dæmpning i fiberoptiske kabler

Udtrykket dæmpning betyder de effekttab, der opstår i transmissionsledningen. Dens måleenhed er decibel (dB). I fiberoptik er der forskellige grunde til, at dæmpning forekommer i kablet. Der er to typer tab, som er iboende tab eller tab og eksternt tab.

Iboende dæmpninger er dem, der genereres af kemisk sammensætning og andre faktorer ved fremstillingen. Det vil sige de årsager, der er en del af selve sammensætningen af Silicon og Germanium og af trådfremstillingsprocesserne. Uanset hvor meget processerne fortsat kan forbedre, vil det ikke være muligt at nå et fibergarn uden dæmpning.

På den anden side er ekstrinsiske dæmpninger dem, der genereres af eksterne faktorer, såsom urenheder, dårlige forbindelser, forkert polering af deres profiler, samlinger, blandt andre. Denne dæmpning er eller tab kan klassificeres igen som følger:

Absorptionstab

Denne form for dæmpning opstår, når der er tilstedeværelse af urenheder i fiberen. Disse urenheder absorberer eller afbryder lysets passage. Denne absorption omdanner normalt lys til varmeenergi og genererer tab fra 1 til 1000 dB / km.

Tab af Rayleigh

Når den optiske fiber fremstilles, er der et øjeblik med afkøling, at fiberen ikke er i flydende og fast tilstand, og det er muligt, at der er en forkert spændingspåføring, når den strækkes, dette kan generere mikroskopiske uregelmæssigheder. Disse uregelmæssigheder forårsager diffraktion af lysstrålerne, når de passerer gennem dem.

Dispersioner

Dispersion opstår, når der er en variation i brydningsindekset, og derfor brydes lyset på en anden måde end forventet, dette sker på grund af mikro-revner i fiberen, forurenende stoffer eller fiberens iboende årsager.

Intermodal spredning

Denne type dispersion opstår, når der er en forskel i lysets formeringstid, når de tager forskellige ruter inden for fiberens kerne. Det kan også være kendt under navnet modal dispersion. Denne type dispersion sker kun i multimodefibre.

Kromatisk spredning af materialet: dette er resultatet af de forskellige bølgelængder af lys, der formerer sig med forskellige hastigheder gennem et givet medium.

Kromatisk dispersion af bølgelederen: Det er en funktion af informationssignalets båndbredde, og konfigurationen af guiden er generelt mindre end den tidligere dispersion og kan derfor negligeres.

Strålingstab

Disse tab genereres af knæk eller bøjninger i det fiberoptiske kabel. Dette sker generelt på installationstidspunktet, eller når der opstår bøjninger inden for fiberoptikkens vej.

Koblingstab

Ved splejsning eller på terminalpunkter, hvor stik er påkrævet, vil dæmpning altid eksistere. Disse dæmpninger er normalt lave, men ikke ubetydelige. Som når der er en forkert justering mellem kernerne, skal dette dog korrigeres for at undgå tilbagevenden af bølger.

Fiberoptisk fungerende Windows

Disse arbejdsvinduer giver os mulighed for at drage fordel af en del af det elektromagnetiske spektrums infrarøde lysbånd. I dette tilfælde er det vinduer, hvor bølgelængderne er i størrelsesorden nanometer. Det er blevet vist ved forskellige lejligheder, at når der arbejdes i disse arbejdsvinduer, er der mindre dæmpning. Konkret er der tre vinduer:

1. arbejdsvindue: bølgelængden er i størrelsesordenen ni hundrede og firs nanometer.
2. arbejdsvindue: i dette tilfælde er bølgelængden XNUMX nanometer.
3. arbejdsvindue: bølgelængden er i størrelsesordenen tusinde fem hundrede og halvtreds nanometer. Dette sidste vindue er opdelt i S -båndet, C -båndet og L -båndet.

Fiberoptiske forbindelser

Der er to former for fiberoptiske forbindelser i et netværkssystem. Disse topologier er punkt-til-punkt netværk og punkt til multipunkt netværk.

Point-to-point netværk er dem, hvor en knude genereres fra informationskilden direkte til de virksomheder, hjem eller brugere, der har brug for tjenesten. Med andre ord er der ingen mellemmand eller anden knude på netværket mellem brugeren og tjenesten.

Point-til-multipunkt-netværk er dem, der kræver en splitter eller optiske adskillere, svarende til dem, der bruges til fjernsyn, der giver os mulighed for at forbinde forskellige fjernsyn, selvom kabelfirmaet kun leverer et koaksialt kabel. Derefter kommer der fra senderen en optisk fiber, der deler signalet gennem de optiske splittere mellem to, fire, seks og op til otte brugere. I meget brede netværk tages en af disse otte divisioner for at inkorporere en anden optisk splitter i netværket, der kan fodre yderligere 8 brugere. Disse divisioner har imidlertid en grænse og kræver forstærkere på deres vej.

Optiske forstærkere

De består stadig af optiske fibre, men i fremstillingsprocessen er de dopet med forskellige kemiske komponenter, især sjældne jordarter. En af de mest udbredte fiberoptiske forstærkere er erbiumdoping.

Denne forstærker findes almindeligvis som EDFA for sin forkortelse på engelsk. Denne forstærker fungerer i det tredje arbejdsvindue, specifikt i C -båndet og L. -båndet. Den kan dog også fungere i S -båndet, men det kræver andre midler eller yderligere kemiske komponenter.

Den forstærkning, det giver til det optiske signal, kan være fra femten til fyrre decibel. Den består normalt af en optisk fiber lagret i et rektangulært hus og kan have en længde på ti til tres meter i dopet fiber.

Resumé

Fiberoptik er et transmissionsmedium, der sender data gennem lysstråler. De principper, som den optiske fiber er baseret på, er i lovene for optisk geometri, især i loven om brydning.

I begyndelsen blev der udført forskellige undersøgelser, der supplerer hinanden, indtil det var muligt at udvikle den optiske fiber, der er kendt i dag. I disse undersøgelser blev det observeret, at gennemsigtigheden af fibertråden eller kernen var afgørende for at reducere dæmpninger og opnå de mindste tab, der i dag er på 0.02 dB / Km.

Almindeligt fremstillede komponenter af optisk fiber er siliciumoxid og germanium. Beklædningskomponenterne, der dækker kernen, er generelt en slags plast. Derefter kommer en kappe, der giver mekanisk stivhed, der kan være lavet af nylon eller Kevlar, og endelig en plastikkappe, der beskytter hele kablet og isolerer fiberen fra eksterne agenter.

Der er forskellige fremstillingsmetoder, som er:

MCVD (modificeret kemisk dampaflejring)
VAD (Vapor Axial Deposition)
OVD (Outside Damp Deposition)
PCVD (Plasma Chemical Damp Deposition)

Uanset hvilken type metode der anvendes, er det almindeligt blandt alle disse, at forformstrækningsprocessen udføres.

Anvendelserne af fiberoptik er forskellige. I kommunikation blev de et af midlerne eller transmissionslinjerne par excellence på grund af deres store båndbredde og transmissionshastighed, det kan nå, og pålideligheden eller sikkerheden i de oplysninger, som dette system giver. I sensorer, der gør det muligt at registrere forhold eller parametre som: temperatur, fugtighed, atmosfærisk tryk og endda for ekkolodsystemer.

Det bruges også til belysning, såsom det fleksible endoskop, der bruger fiberoptik som et middel til at lede lyset for at belyse organer og være i stand til at udføre mindre invasive eller mere præcise operationer på en mere behagelig måde. Ligeledes til dekorative effekter som juletræer.

Det er muligt at ændre farverne, som en optisk fiber viser eller reflekterer ved at variere bølgelængden eller frekvensen, der bevæger sig gennem den.

Nogle af de vigtigste fordele ved optisk fiber og dens anvendelser er dens båndbredde, transmissionshastigheden, dataene kan nå, elektromagnetisk immunitet, reduktion af besat plads og vægt og høj informationssikkerhed.

Selvom det på den anden side er en mere avanceret teknologi, og derfor dyrere, er installationen og vedligeholdelsen mere kompleks end konventionelle systemer, de er ekstremt skrøbelige og ikke særlig tolerante over for temperaturer, fugtighed, vibrationer og forlængelse.

Der er to typer optik i henhold til mængden af støj eller tilstande, de kan transmittere.

Multimodefibre er dem, der kan sende forskellige bølgelængder samtidigt gennem forskellige tilstande, deraf deres navn. Sammenlignet med single-mode fibre har multimode fibre en større kerne, og brydningsindekset mellem kernen og beklædningen adskiller sig, men kun en smule. Således at bølgerne bevæger sig i kernen, der hopper ud af kernens vægge. De bruges til ruter eller netværk over korte afstande. Det identificeres normalt, fordi den ydre jakke normalt er orange.

Single-mode fibre er dem, der kun har en transmissionsbane, og deres kerne er mindre i forhold til multi-mode fibre. Transmissionsmåden er normalt kernens midterakse, da den hopper i meget store vinkler. De er normalt forskellige fra multimode, fordi de bruger en gul yderjakke.

Nu, ifølge dets design, er der også to typer. Løsstrukturerede optiske fibre er dem, hvor de fiberoptiske tråde er løst inde i rørene, gennem hvilke de ledes. Dette rør kan være hult eller have et hydrofobt materiale indeni, så det tjener som beskyttelse for den optiske fiber mod fugt.

I modsætning hertil består stramme strukturkabler af foreningen af flere fiberoptiske tråde, der er individuelt dækket med en kappe og kappe. Disse tråde omgiver et centralt stykke, og hele dette sæt er igen beskyttet af et ydre lag.

I et kommunikationssystem fremstillet af fiberoptik er der nogle komponenter, der er nødvendige for at transmissionen skal lykkes. Blandt disse komponenter er optiske sendere såsom LED'er eller lasere, opto-elektriske omformere, der er ansvarlige for at omdanne elektriske signaler til optiske, der skal sendes gennem fiberen og senere at konvertere de optiske signaler, der modtages til elektriske igen.

Der er også de optiske detektorer, der er:

PIN
APD
silicium
Germanium
Andre materialer

Poleringstyperne afhænger af de stik, der er placeret i enderne af den optiske fiber, de kan klassificeres efter deres type polering.

Plano
PC (fysisk kontakt)
SPC (SuperPC)
CPU (UltraPC)
Forbedret UPC
APC (vinklet pc)

Stikkene er de elementer, der gør det muligt at tilslutte den optiske fiber til terminaludstyret. De stik, der almindeligvis bruges i fiberoptik, specielt til lokalnetværk, er ST-, LC-, FC- og SC -stik.

Mekanisk splejsning: Denne type splejsning består af en slags muffe, hvor de to fibre introduceres, og der laves et mekanisk twist for at forbinde de to kerner. Tabene i forbindelse med denne splejsetid er i størrelsesordenen 0,5 dB.

Splejsning med lim: i dette tilfælde påføres en særlig gennemsigtig lim, der gør det muligt at samle de to ender af fiberen, og denne samling er beskyttet med en form for udvendig forstærkning. Det har tab på 0.2 dB, men det er normalt ikke særlig pålideligt, da limen kan have en tendens til at skrælle af igen.

Fusionssplejsning: Splejsen har evnen til at visualisere, om enderne har et kontaminerende middel, eller hvis der er behov for en finere polering, eller hvis der skulle være en bedre justering mellem fibrene. Derefter opvarmes det kun det område, smelter fiberen og forbinder dermed dets kerner. Tabene af denne splejsning er 0.02 dB.

Der er elementer, der giver støtte til fiberoptikkablets struktur og forstærkning. De strukturelle elementer, der fungerer som en central guide for den vej, som den optiske fiber skal følge. Optisk fiber er enten fordelt langs denne struktur eller flettet omkring den. Generelt har disse strukturer kanaler eller riller, der tjener som en ekstra guide til den optiske fiber.

Forstærkningselementerne tilvejebringer yderligere forstærkning til det optiske fiberkabel for at isolere det fra de trækkræfter, som det kan udsættes for, og derudover er der ingen væsentlig forlængelse, der kan generere brud i kernerne.

Ved ekstrinsiske dæmpninger er der flere årsager, som er:

Absorptionstab
Tab af Rayleigh
Dispersioner
Strålingstab
Koblingstab

konklusioner

Optisk fiber er en transmissionslinje, der har tilladt større hastighed og effektivitet i overførsel af data i dag. Selvom det er en teknologi, der skal gå langt for at kunne erstatte konventionelle systemer, er det stadig nogle gange den bedste mulighed for kommunikation.

Imidlertid er fiberoptik en dyr type teknologi sammenlignet med konventionelle systemer, fordi den kræver udstyr og optiske værktøjer, der har en tendens til at være dyrere. Det kræver også passende uddannelse for at kunne arbejde med fiberoptik. Derudover er installationen normalt en meget delikat proces, og tilstedeværelsen af brud i fiberen kan medføre betydelige tab, hvis den ikke behandles i tide. Derudover skal der stadig udvikles noget udstyr, så teknologien og systemet er helt optisk, da der f.eks. Stadig ikke er optiske minder.

Det er almindeligt, at fiberoptiske netværk har backupsystemer som f.eks. Ring eller dobbeltring, hvilket gør det muligt for informationerne at rejse i en anden retning i tilfælde af disse hændelser for at undgå afbrydelse af tjenesten i en lang periode, mens situationen er løst.

Fiberoptiske systemer er meget pålidelige, fordi det er praktisk talt umuligt at bryde netværket uden at blive opdaget eller uden at afbryde datatransmission. Derfor er det almindeligt at se optiske fibre installeret under vandet mellem de allierede lande, hvor de sender følsom og hemmelig information.

Hvad adskiller fiberoptik fra andre medier i datahastighed og transmissionskapacitet. Derudover garanterer det minimalt tab af information på grund af det faktum, at det har meget lille dæmpning i hovedelementet, hvilket gør det unødvendigt at installere så mange restaurerings- og forstærkningsudstyr i systemet. Siden information rejser med lysets hastighed, har det været muligt at se en betydelig migration af store virksomheder til denne type teknologi.