Kādas ir optiskās šķiedras sastāvdaļas
Kādas ir optiskās šķiedras sastāvdaļas? Tipiska optiskā šķiedra sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām: kodola, kas nes gaismu; apšuvums, kas ieskauj kodolu ar zemāku refrakcijas indeksu un satur gaismu; un pārklājums, kas aizsargā trauslo šķiedru.
Core
Kodols , kas nes gaismu, ir mazākā optiskās šķiedras daļa. Optiskās šķiedras kodols parasti ir izgatavots no stikla, lai gan daži ir izgatavoti no plastmasas. Stikls, ko izmanto kodolā, ir ļoti tīrs silīcija dioksīds (SiO2), kas ir tik skaidrs, ka jūs varētu skatīties pa 5 jūdzēm no tā, it kā jūs meklētu caur mājsaimniecības logu.
Ražošanas procesā dopanti, piemēram, germānija, fosfora pentoksīds vai alumīnija oksīds, tiek izmantoti, lai paaugstinātu refrakcijas indeksu kontrolētos apstākļos.
Optisko šķiedru serdeņi tiek izgatavoti dažādos diametros dažādiem pielietojumiem. Tipiski stikla serdeņi svārstās no 3,7 līdz 200 cm. Telekomunikācijās parasti izmantotie galvenie izmēri ir 9, 50 un 62,5 miljoni. Plastmasas optiskās šķiedras serdeņi var būt daudz lielāki nekā stikls. Populārs plastmasas pamatnes izmērs ir 980 cm.
Apšuvums
Apšuvums aptver kodolu un nodrošina zemāku refrakcijas indeksu, lai padarītu optisko šķiedru darbu. Kad tiek izmantots stikla apšuvums, apšuvums un serde tiek ražoti kopā no tā paša silīcija dioksīda bāzes materiāla pastāvīgi kausētā stāvoklī. Ražošanas procesā kodolam un apšuvumam tiek pievienoti dažādi dopantu daudzumi, lai saglabātu atšķirību starp refrakcijas rādītājiem starp tiem aptuveni 1%.
Tipiska kodola refrakcijas koeficients 1300 nm var būt 1,49, bet apšuvuma refrakcijas indekss var būt 1,47. Šie skaitļi tomēr ir atkarīgi no viļņa garuma. Tās pašas šķiedras kodolam būs atšķirīgs refrakcijas indekss citā viļņu garumā.
Tāpat kā kodols, apšuvums tiek ražots standarta diametrā. Divi visbiežāk izmantotie diametri ir 125um un 140um. 125mm apšuvums parasti atbalsta 9m, 50um, 62.5um un 85um izmērus. 140um apšuvumam parasti ir 100 mg kodols.
Pārklājums
Pārklājums ir optiskās šķiedras aizsargpārklājums. Pārklājums absorbē triecienus, nicks, skrāpējumus un pat mitrumu, kas var sabojāt apšuvumu. Bez pārklājuma optiskā šķiedra ir ļoti trausla. Viens mikroskopisks niks apšuvumā var izraisīt optiskās šķiedras saplīst, kad tas ir saliekts. Pārklājums ir būtisks visu stikla šķiedru ražošanai, un tās netiek pārdotas bez tās.
Pārklājums ir tikai aizsargājošs. Tas nekādā veidā neveicina optiskās šķiedras gaismas nespēju. Pārklājuma ārējais diametrs parasti ir vai nu 250 vai 500 mg. Parasti pārklājums ir bezkrāsains. Tomēr dažos gadījumos pārklājums ir krāsots, lai varētu noteikt atsevišķas optiskās šķiedras optisko šķiedru grupā.
Optiskās šķiedras pārklājums tiek izvēlēts konkrētam veiktspējas vai vides veidam. Viens no visbiežāk sastopamajiem pārklājuma veidiem ir akrilāts. Šo pārklājumu parasti uzklāj divos slāņos. Primārais pārklājums tiek uzklāts tieši uz apšuvuma. Šis pārklājums ir mīksts un nodrošina spilvenu optiskās šķiedras salikšanai. Sekundārā pārklājums ir cietāks nekā primārais pārklājums un nodrošina cietu ārējo virsmu. Tomēr akrilāts temperatūras rādītājos ir ierobežots. Tipisks akrilāts var darboties temperatūrā līdz 125ºC.
Silikons, ogleklis un poliimīds ir pārklājumi, ko var atrast optiskās šķiedras, ko izmanto skarbā vidē, piemēram, aviācijas, kosmosa un kosmosa apstākļos. Tos var izmantot arī optiskās šķiedras, kas paredzētas kalnrūpniecībā vai naftas un gāzes urbšanā.
Standarti
Kaut arī ir iespējamas daudzas kodolu un apšuvuma izmēru kombinācijas, ir nepieciešami standarti, lai nodrošinātu, ka savienotāji un aprīkojums ir pareizi savienojami. Tas ir īpaši svarīgi, ja tiek risināti tādi mazi komponenti, kādus izmanto šķiedru optikā, kur pat nelielas novirzes var padarīt visu sistēmu bezjēdzīgu.
Divas organizācijas publicē standartus, kas nosaka telekomunikāciju nozarē izmantoto optisko šķiedru darbību; tie ir Telekomunikāciju rūpniecības asociācija (TIA) un Starptautiskā telekomunikāciju savienība (ITU). Lai gan TIA un ITU publicē daudzus standartus attiecībā uz optisko šķiedru, galvenie standarti, kas jums jāzina ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 un ITU-T G.657.
ANSI / TIA-568-C.3 standarts ir piemērojams telpu optisko šķiedru kabeļu komponentiem. ITU standarti ir piemērojami vienmodu šķiedru optikas kabelim. To apraksti ir šādi:
> ITU-TG.652: Vienmodu optiskās šķiedras un kabeļa raksturojums
> ITU-T G.655: Dispersijas nobīdes vienmodu optiskās šķiedras un kabeļa raksturojums
> ITU-T G.657: Nulles dispersijas nobīdes vienmodas optiskās šķiedras un kabeļa raksturojums
Šie standarti satur svarīgu informāciju, kas nosaka optiskās šķiedras, šķiedru optikas tīkla kabeļa un komponentu, piemēram, optisko savienotāju un savienojumu, veiktspēju.
Materiāli
Optiskās šķiedras parasti tiek izgatavotas ar stikla serdi un stikla apšuvumu, bet citus materiālus var izmantot, ja šķiedras veiktspēja ir jāsabalansē ar izmaksām par šķiedras uzstādīšanu, uzstādot to ar savienotājiem un nodrošinot, ka tā ir pienācīgi aizsargāta pret bojājumiem. Daudzos gadījumos šķiedras drīkst darboties tikai nelielā attālumā, un augstas kvalitātes visas stikla šķiedras priekšrocības kļūst mazāk svarīgas nekā vienkārši ietaupīt naudu. Pastāv arī apstākļi, kuros šķiedras ir pakļautas bargiem apstākļiem, piemēram, vibrācijai, ekstremālai temperatūrai, atkārtotai apstrādei vai pastāvīgai kustībai. Dažādas šķiedru klasifikācijas ir attīstījušās, lai tās atbilstu dažādiem nosacījumiem, izmaksu faktoriem un veiktspējas prasībām.
Galvenās šķiedru klasifikācijas pēc materiāla ir šādas :
Stikla šķiedras : tām ir stikla serde un stikla apšuvums. Tie tiek izmantoti, ja ir nepieciešami lieli datu pārraides ātrumi, garie pārraides attālumi vai abu kombinācija. Stikla šķiedras ir visbīstamākās no dažādiem pieejamiem veidiem, un tāpēc tās ir jāuzstāda vidē, kur tās netiks pakļautas lielai ļaunprātīgai izmantošanai, vai arī tās jāaizsargā ar īpašiem kabeļiem vai kamerām, lai nodrošinātu, ka tie ir nav bojāts.
Stikla šķiedras parasti sastopamas tālsatiksmes datu un starpnozaru un starpdienestu tīklu lietojumprogrammās.
Plastmasas plaķēts silīcija dioksīds (PCS) : Šīm šķiedrām ir stikla kodols un plastmasas apšuvums. Kodols ir lielāks par visu stikla šķiedru; parasti 200 µm ar apšuvuma biezumu 50 μm. Tāpat kā silikona stikla optiskā šķiedra, PCS optiskās šķiedras plastmasas pārklājumu parasti izmanto ar termoplastisku buferi, kas ieskauj plastmasas apšuvumu. Tipiska PCS šķiedras specifikācija būtu 200/300 µm. Plastmasas apšuvums arī kalpo kā aizsargslānis stikla kodolam, tāpēc pārklājums, kas parasti atrodas uz visu stikla šķiedru, nav iekļauts PCS šķiedrās. PCS šķiedras parasti tiek izmantotas rūpnieciskiem lietojumiem un medicīniskiem / zobārstniecības lietojumiem.
Ciets silīcija dioksīds (HCS) : Šīs šķiedras ir līdzīgas PCS šķiedrām, bet tām ir stikla serde ar apšuvumu no cieta polimēra vai cita materiāla, parasti spēcīgāka nekā citi apšuvuma materiāli. Cietā silīcija šķiedra parasti tiek izmantota vietās, kur izturība ir galvenais apsvērums, piemēram, ražošana, rūpnīcu automatizācija un citas jomas, kur šoks un vibrācija padarītu standarta stikla šķiedras neuzticamas. HCS optiskās šķiedras parasti ir daudz lielākas nekā stikla optiskās šķiedras. Ļoti populārs izmērs ir 200 / 230µm.
Plastmasas šķiedra : Šīm šķiedrām ir plastmasas pamatnes un plastmasas apšuvums. Tie ir izvēlēti, ņemot vērā to zemo cenu, izturību un lietošanas ērtumu, un tiek uzstādīti, ja nav vajadzīgs liels joslas platums un garie pārraides attālumi. Kaut arī plastmasas šķiedras nav piemērotas tālsatiksmes, augstas veiktspējas pārraidei, tās joprojām var pārvadāt signālus ar noderīgiem datu pārraides ātrumiem attālumos, kas ir mazāki par 100 m. Ļoti populārs izmērs ir 980 / 1000µm. Plastmasas šķiedra parasti ir paredzēta redzamiem viļņu garumiem 650 nm diapazonā. Dažas tipiskas plastmasas šķiedras vietas ir mājas izklaides sistēmas, automobiļu un ražošanas kontroles sistēmas. Tos var izmantot arī savienojumos starp datoriem un perifērijas ierīcēm un medicīnas iekārtām.
Lielās plastmasas optiskās šķiedras priekšrocības
Ir viegli satraukti par stikla optiskās šķiedras lielo joslas platumu un tālsatiksmes pārraides iespējām. Tas nepārprotami pārsniedz jebkuru citu datu nesēju. Tomēr daudzām lietojumprogrammām nav vajadzīgs liels joslas platums lielos attālumos. Jūsu mājās ir daudz optisko šķiedru lietojumprogrammu. Iespējams, jums jau ir mājas izklaides sistēma, kas izmanto plastmasas optisko šķiedru, vai arī jums var piederēt automašīna, kas izmanto plastmasas optiskās šķiedras, lai savienotu audio ierīces vai DVD mainītāju. Neviens no šiem lietojumiem neprasa lielu joslas platumu lielos attālumos. Šīs lietojumprogrammas ir ideāli piemērotas lieliem plastmasas optiskiem šķiedriem. Plastmasas optiskā šķiedra parasti ir paredzēta darbam pie redzamā viļņa garuma aptuveni 650 nm diapazonā. Būtiska priekšrocība ir spēja redzēt gaismu, kad tā iziet no optiskās šķiedras; nav nepieciešama dārga testēšanas iekārta. Lai mērītu gaismu, kas iziet no stikla optiskās šķiedras, kas darbojas infrasarkano staru diapazonā, ir nepieciešams jaudas mērītājs. Enerģijas mērītāji var maksāt vairāk nekā jūsu mājas izklaides sistēma.
Plastmasas optiskās šķiedras lielajam kodolam ir vēl viena priekšrocība salīdzinājumā ar mazām stikla šķiedrām: to ir viegli pielīdzināt citai šķiedrai vai gaismas avotam vai detektoram. Iedomājieties, lai saskaņotu divus cilvēka matus tā, lai galiem būtu perfekts centrs. Tagad iedomājieties, darot to pašu ar divām neapstrādātām spageti nūdelēm.
