Optinis pluoštas yra plona, ​​lanksti ir skaidri gijos, pagaminta iš labai gryno stiklo arba plastiko, perduodanti duomenis šviesos impulsų pavidalu. Skirtingai nuo tradicinių varinių kabelių, kuriuose naudojami elektriniai signalai, optinis pluoštas naudoja šviesą, kurią paprastai generuoja lazeriai arba šviesos diodai.

Standartinis optinis pluoštas susideda iš trijų pagrindinių sluoksnių:

• ŠerdisCentrinė sritis, kuria sklinda šviesa
• ApdailaŠerdį supantis sluoksnis, kuris atspindi šviesą atgal į branduolį.
• Danga / buferisApsauginis sluoksnis, apsaugantis nuo pažeidimų ir drėgmės

Ši struktūra užtikrina, kad šviesos signalai išliktų pluošto viduje per procesą, vadinamą visiškas vidinis atspindys.

Kaip veikia optinis pluoštas

Optinio pluošto veikimo principas pagrįstas fizika ir šviesos sklidimu.

Visiškas vidinis atspindys

Kai šviesa patenka į šviesolaidžio šerdį tam tikru kampu, ji nuolat atsispindi šerdies viduje, o ne išslysta. Tai leidžia signalams keliauti dideliais atstumais su minimaliais nuostoliais.

Šviesos pralaidumas

Duomenys konvertuojami į šviesos impulsus naudojant:

• Lazeriniai diodai (didelio nuotolio, didelės spartos ryšiui)
• Šviesos diodai (trumpųjų nuotolių ryšiui)

Šie impulsai yra dvejetainiai duomenys (0 ir 1), kurie dekoduojami priimančiojoje pusėje.

Signalo priėmimas

Paskirties vietoje fotodetektorius šviesą paverčia atgal į elektrinius signalus, kurie vėliau apdorojami kaip duomenys (internetas, balsas arba vaizdo įrašas).

Optinių skaidulų tipai

Optinį pluoštą galima suskirstyti pagal perdavimo režimų ir medžiagos struktūrą.

Vienmodis šviesolaidis (SMF)

• Mažas šerdies skersmuo (apie 9 mikronai)
• Perduoda vieną šviesos režimą
• Naudojamas tolimojo ryšio paslaugoms (telekomunikacijų magistralinis tinklas, povandeniniai kabeliai)
• Mažas signalo slopinimas ir didelis pralaidumas

Daugiamodis šviesolaidis (MMF)

• Didesnė šerdis (50 arba 62,5 mikrono)
• Palaiko kelis šviesos takus
• Naudojamas trumpų atstumų ryšiui (LAN, duomenų centrai)

Žingsnio indeksas ir laipsniškas indeksas

• Žingsnio indeksas: Staigus lūžio rodiklio pokytis
• Laipsniškas indeksas: laipsniškas lūžio rodiklio pokytis, siekiant sumažinti dispersiją

Pagrindiniai optinio pluošto privalumai

Optinis pluoštas turi didelių pranašumų, palyginti su tradiciniais variniais kabeliais:

Didelis pralaidumas

Optinis pluoštas palaiko itin didelę duomenų perdavimo spartą, todėl idealiai tinka šiuolaikiniam interneto srautui, vaizdo transliacijoms, debesų kompiuterijai ir dirbtinio intelekto apkrovoms.

Mažas signalo praradimas

Šviesolaidiniai kabeliai gali perduoti duomenis dešimtis ar šimtus kilometrų be reikšmingo pablogėjimo.

Atsparumas elektromagnetiniams trukdžiams (EMI)

Skirtingai nuo varinių kabelių, šviesolaidis yra atsparus elektriniam triukšmui, todėl yra stabilesnis pramoninėje aplinkoje.

Didelis saugumas

Sunku be aptikimo pasisavinti šviesolaidinius kabelius, todėl užtikrinamas geresnis duomenų saugumas.

Lengvas ir lankstus

Šviesolaidiniai kabeliai yra plonesni ir lengvesni nei variniai, todėl juos lengviau montuoti.

Optinių skaidulų kabelių struktūros tipai

Skirtingoms aplinkoms skirtos skirtingos kabelių konstrukcijos:

Vidinis šviesolaidinis kabelis

• Naudojamas pastatų ir biurų viduje
• Lankstus ir lengvai montuojamas

Lauko pluošto kabelis

• Sukurta atšiaurioms aplinkoms
• Atsparus UV spinduliams ir vandeniui

Šarvuotas šviesolaidinis kabelis

• Apsaugota plieno arba aliuminio sluoksniais
• Naudojamas tiesioginiam laidojimui arba graužikų apsaugai

Antenos pluošto kabelis

• Montuojamas ant stulpų arba bokštų
• Apima ADSS (visiškai dielektrinius, savarankiškai palaikančius) kabelius

Optinis pluoštas šiuolaikinėse ryšių sistemose

Optinis pluoštas yra pasaulinės ryšių infrastruktūros pagrindas.

Interneto magistralė

Didelio nuotolio šviesolaidiniai tinklai jungia miestus, šalis ir žemynus.

FTTH (šviesolaidis iki namų)

Šviesolaidis tiesiogiai tiekiamas gyvenamiesiems vartotojams, užtikrinant gigabito greičio internetą.

Duomenų centrai

Didelės spartos šviesolaidis sujungia serverius, komutatorius ir saugojimo sistemas.

5G tinklai

Šviesolaidis yra būtinas bazinių stočių sujungimui ir itin mažo delsos ryšio palaikymui.

Povandeniniai kabeliai

Povandeniniais šviesolaidiniais kabeliais perduodama daugiau nei 95 % tarptautinio interneto srauto.

Optinis pluoštas ir varinis kabelis

Išvada: Optinis pluoštas yra pranašesnė šiuolaikinio skaitmeninio ryšio technologija.

Bendrieji optinių skaidulų standartai

Kai kurie plačiai naudojami pluošto standartai apima:

• G.652D (standartinis vienmodis šviesolaidis)
• G.657 (lenkimui nejautrus pluoštas)
• OM1 / OM2 / OM3 / OM4 / OM5 (daugiamodės skaidulos standartai)

Šie standartai apibrėžia našumą, slopinimą ir lenkimo charakteristikas.

Optinio pluošto montavimo metodai

Tinkamas montavimas užtikrina ilgalaikį veikimą ir patikimumą.

Antenos įrengimas

Šviesolaidis pakabinamas ant stulpų naudojant pasiuntinio laidus arba savaime laikančias konstrukcijas.

Tiesioginis laidojimas

Pluoštas yra palaidotas po žeme su apsauginiais šarvų sluoksniais.

Ortakių montavimas

Pluoštas dedamas į apsauginius vamzdžius.

Vidinis kabelių tiesimas

Naudojamas struktūrizuotose kabelių sistemose pastatų viduje.

Optinių skaidulų diegimo iššūkiai

Nepaisant privalumų, optinis pluoštas turi ir tam tikrų trūkumų:

• Didesnė pradinė įrengimo kaina
• Trapumas tvarkymo metu
• Reikalingi kvalifikuoti technikai sujungimui
• Specializuota įranga, reikalinga bandymams ir priežiūrai

Tačiau ilgalaikė nauda nusveria šiuos apribojimus.

Optinių skaidulų technologijos ateities tendencijos

Optinio pluošto ateitis yra glaudžiai susijusi su pasauline skaitmenine transformacija.

Didesnio pajėgumo tinklai

Naujos kartos šviesolaidis palaikys terabito lygio perdavimą.

Išmanieji miestai

Šviesolaidiniai tinklai maitins daiktų interneto įrenginius, eismo sistemas ir stebėjimo infrastruktūrą.

6G plėtra

Ateities belaidės sistemos labai priklausys nuo šviesolaidinio magistralinio ryšio.

Fotoninė integracija

Optinių komponentų integravimas į lustus dar labiau padidins greitį ir efektyvumą.

Kodėl optinis pluoštas yra labai svarbus skaitmeniniam amžiui

Šiandieniniame pasaulyje viskas priklauso nuo duomenų:

• Debesų kompiuterija
• Dirbtinis intelektas
• Srautinio perdavimo platformos
• Nuotolinis darbas
• Elektroninė prekyba

Visos šios sistemos priklauso nuo didelės spartos šviesolaidinės infrastruktūros. Be šviesolaidžio šiuolaikinis skaitmeninis gyvenimas nebūtų įmanomas.

Išvada

Optinis pluoštas yra šiuolaikinių pasaulinių ryšių tinklų pagrindas. Jis užtikrina neprilygstamą greitį, patikimumą ir mastelio keitimą, palyginti su tradicinėmis varinėmis sistemomis. Augant skaitmeninei paklausai, optinis pluoštas išliks pasaulinio ryšio pagrindu, sudarydamas sąlygas greitesniam internetui, išmanesniems miestams ir pažangioms technologijoms, tokioms kaip dirbtinis intelektas, daiktų internetas ir 6G tinklai.

Įmonėms, inžinieriams ir tinklo planuotojams optinio pluošto supratimas yra būtinas kuriant ateities poreikius atitinkančią infrastruktūrą.