광섬유 케이블은 오늘날 데이터 전송에 널리 사용됩니다. IT의 일부 영역에서는 금속 도체를 기반으로 하는 기존 통신 회선을 완전히 대체했습니다. 광 라인은 대량의 데이터를 장거리로 전송해야 하는 경우에 특히 효과적입니다.
광섬유의 물리적 기초
광섬유 작동의 물리적 원리는 전반사 원리를 기반으로 합니다. 굴절률 n이 다른 두 매질을 취하면1 그리고 n2, 및 n2<n1 (예를 들어, 공기와 유리 또는 유리와 투명 플라스틱) 경계면에 α 각도로 광선을 비추면 두 가지 이벤트가 발생합니다.
왼쪽 상단(화살표를 따라)에서 발사된 빔(그림에서 빨간색으로 표시)은 부분적으로 굴절되어 굴절률이 n인 매질을 통과합니다.2 각도 α1<α - 빔의 이 부분은 점선으로 표시됩니다.빔의 다른 부분은 인터페이스에서 동일한 각도로 반사됩니다. 빔이 더 얕은 각도 β(그림의 녹색 빔)로 발사되면 동일한 일이 발생합니다 - 각도 β에서 부분 반사 및 부분 굴절1.
입사각 α가 더 감소하면(그림의 파란색 빔) 빔의 굴절된 부분이 미디어 인터페이스(파란색 점선)에 거의 평행하게 "밀릴" 수 있습니다. 입사각의 추가 감소(각도 β에서 입사하는 녹색 빔)는 질적 점프를 유발합니다. 굴절된 부분은 없을 것입니다. 빔은 두 매체 사이의 인터페이스에서 완전히 반사됩니다. 이 각도를 전반사각이라고 하고 현상 자체를 전반사라고 합니다. 입사각이 더 감소하면 동일한 현상이 관찰됩니다.
광섬유 장치
광섬유는 이 원리를 기반으로 합니다. 광학 밀도가 다른 두 개의 동축 레이어로 구성됩니다.
광선이 빛 반사 각도보다 큰 각도로 광섬유의 열린 끝으로 들어가면 굴절률이 다른 두 매체의 접촉 경계에서 완전히 반사되고 각 "점프"에서 감쇠가 낮습니다.
광섬유의 외부 부분은 플라스틱으로 만들어집니다. 내부도 투명 플라스틱으로 만들 수 있으며 충분히 큰 각도로 구부릴 수 있습니다. 플라스틱 및 라이트 가이드의 길이). 유연성이 그다지 중요하지 않은 백본 케이블의 경우 내부 코어는 일반적으로 유리로 만들어집니다.이것은 감쇠를 줄이고 광섬유 비용을 줄이지만 구부러짐에 민감해집니다.
광 라인의 처리량을 높이기 위해 광섬유는 2 모드 또는 다중 모드 버전으로 생산됩니다. 이를 위해 코어 단면적이 50미크론 또는 62.5미크론으로 증가합니다(단일 모드의 경우 10미크론). 이러한 광섬유를 통해 두 개 이상의 신호를 동시에 전송할 수 있습니다.
광 전송 라인의 이러한 구성에는 몇 가지 단점이 있습니다. 그 중 하나는 각 신호의 다른 경로로 인한 광 분산입니다. 그들은 구배(가운데에서 가장자리로 변경) 굴절률이 있는 코어를 만들어 이를 처리하는 방법을 배웠습니다. 이로 인해 다른 빔의 경로가 수정됩니다.
다중 모드 광섬유가 있는 케이블은 주로 로컬 네트워크(같은 건물 내, 하나의 기업 등)에 사용되며 단일 모드 광섬유는 간선용으로 사용됩니다.
파이버 라인 장치
FOCL은 LED 또는 레이저에서 생성된 광 신호를 전송합니다. 송신기에서 전기 신호가 생성됩니다. 최종 장치는 또한 전기 임펄스 형태의 신호가 필요합니다. 따라서 원본 데이터를 두 번 변환해야 합니다. 광섬유 라인의 단순화 된 다이어그램이 그림에 나와 있습니다.
송신기의 신호는 광 펄스로 변환되어 광 라인을 통해 전송됩니다. 전송 측의 이미 터의 전력은 제한되어 있으므로 특정 간격의 긴 라인에는 광 증폭기, 재생기 또는 중계기와 같은 감쇠를 보상하는 장치가 설치됩니다.수신 측에는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 또 다른 변환기가 있습니다.
광케이블 설계
광섬유 라인을 구성하기 위해 개별 광섬유가 광 케이블의 일부로 사용됩니다. 그 디자인은 전송 라인의 목적과 부설 방법에 따라 다르지만 일반적으로 개별 보호 코팅(긁힘 및 기계적 손상으로부터)이 있는 여러 섬유가 포함되어 있습니다. 이러한 보호는 일반적으로 두 개의 레이어로 수행됩니다. 첫 번째는 복합 쉘이고 맨 위에는 플라스틱 또는 바니시가 추가로 코팅되어 있습니다. 광섬유는 케이블의 범위를 결정하고 작동 중에 라인이 받게 될 외부 영향을 고려하여 선택되는 공통 피복(기존 전기 케이블과 같은)으로 둘러싸여 있습니다.
케이블 트레이에 놓을 때 설치류로부터 라인을 보호하는 문제가 있습니다. 이 경우 외피가 강철 테이프 또는 와이어 아머로 보강된 케이블을 선택해야 합니다. 유리 섬유는 손상 방지용으로도 사용됩니다.
케이블이 파이프에 있는 경우 강화된 피복이 필요하지 않습니다. 금속 튜브는 생쥐와 쥐의 치아를 안정적으로 보호합니다. 외부 쉘을 경량화할 수 있습니다. 이렇게 하면 파이프 내부의 케이블을 더 쉽게 조일 수 있습니다.
선을 지면에 깔아야 한다면 부식 방지 철사 갑옷이나 유리 섬유 막대 형태로 보호해야 합니다. 압축뿐만 아니라 스트레칭에도 높은 저항을 제공합니다.
케이블을 바다 지역, 강 및 기타 방수 장벽을 가로질러, 늪지 토양 등에 깔아야 하는 경우 알루미늄 폴리머 테이프로부터 추가 보호가 적용됩니다. 물이 들어가지 못하게 막아주는 방식입니다.
또한 공통 외장 내부의 많은 케이블에는 다음이 포함됩니다.
- 외부 기계적 영향과 라인의 열 신장 중에 구조에 더 큰 강도를 부여하는 역할을 하는 보강 막대;
- 필러 - 섬유와 기타 요소 사이의 빈 공간을 채우는 플라스틱 실;
- 파워로드 (그 목적은 인장 하중을 증가시키는 것입니다).
넓은 범위에서 라인은 케이블에 매달려 있지만 자체지지 케이블이 있습니다. 지지하는 금속 케이블은 쉘에 직접 내장됩니다.
별도의 광섬유 라인으로 광 패치 코드를 언급해야 합니다. 이 케이블은 공통 피복으로 둘러싸인 하나 또는 두 개의 광섬유(단일 모드 또는 이중 모드)를 포함합니다. 코드 양쪽에는 연결용 커넥터가 장착되어 있습니다. 이러한 케이블은 길이가 짧고 짧은 거리에서 장비를 연결하거나 캐비닛 내 통신을 배치하기 위한 것입니다.
광케이블의 장점과 단점
이러한 통신 회선의 광범위한 분포를 결정한 광 케이블의 확실한 장점은 다음과 같습니다.
- 높은 노이즈 내성 - 광 신호는 가정용 및 산업용 전자기 복사의 영향을 받지 않으며 라인 자체가 방출하지 않습니다(이로 인해 전송된 정보에 대한 무단 액세스가 어렵고 전자기 호환성 문제가 발생하지 않음).
- 수신 측과 송신 측 사이의 완전한 갈바닉 절연;
- 낮은 감쇠 레벨 - 유선 라인보다 훨씬 적습니다.
- 긴 서비스 수명;
- 큰 처리량.
현대의 현실에서는 케이블이 금속 도둑을 끌어들이지 않는 것도 중요합니다.
광학에 결함이 없는 것은 아닙니다. 우선, 이것은 설치 및 연결의 복잡성으로 인해 특수 장비, 도구 및 자재가 필요하고 라인 설치 및 유지 관리에 관련된 인력의 자격 요건이 증가합니다. FOCL의 대부분의 오류는 설치 오류와 관련이 있으며 즉시 나타나지 않을 수 있습니다. 초기에는 라인 자체의 비용도 많이 들었지만 기술의 발달로 이러한 단점을 경쟁력 있는 수준으로 평준화할 수 있게 되었습니다.
광통신 라인은 통신 재료 시장에서 심각한 부문을 차지했습니다. 가까운 미래에 그들은 기술적 돌파구가 없는 한 심각한 대안을 보지 못합니다.
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