Оптическое волокно

Мы объясняем, что такое волоконная оптика и как она работает. Кроме того, для чего она используется, характеристики, преимущества и недостатки волоконной оптики
Оптическое волокно – это самая современная кабельная среда передачи данных

Что такое волоконная оптика?

Оптическое волокно – это физическая среда для передачи информации , обычно используемая в сетях передачи данных и телекоммуникаций, состоящая из тонкой нити из стекла или пластика , по которой проходят импульсы лазерного или светодиодного света , содержащие данные , подлежащие передаче

Благодаря передаче этих световых импульсов можно отправлять и получать информацию на высоких скоростях по кабельной трассе, защищенной от электромагнитных помех и имеющей скорость, аналогичную скорости радиосвязи. Это делает оптоволокно самым современным средством передачи данных по кабелю

Внедрение волоконной оптики является наследником многовековых исследований и экспериментов со светом и его свойствами, начиная с древних времен, когда греки общались посредством отражения солнечного света в маленьких зеркалах, оптические эксперименты времен Научной революции , изобретение оптического телеграфа в 1792 году Клодом Шаппе и последующие работы французских физиков Жана-Даниэля Колладона и Жака Бабине, а также ирландца Джона Тиндалла, все в конце XIX века

Оптическое волокно как таковое заинтересовало инженеров лишь в 1950 году, а в 1970 году Роберт Маурер, Дональд Кек, Питер Шульц и Франк Зимар изготовили первый образец, используя примеси титана в кремнии. Первая передача информации с помощью этого средства была осуществлена 22 апреля 1977 года в Лонг-Бич, штат Калифорния, а в 1980-х годах оно было усовершенствовано и начало применяться в международном масштабе

Для чего нужна волоконная оптика?

Оптическое волокно идеально подходит для проводных телекоммуникаций, позволяя создавать локальные и дальние компьютерные сети с минимальной потерей информации по пути

Его применение в этой области разнообразно: он может использоваться в качестве сетевого материала, оптоволоконных датчиков (температуры, давления или уровня освещенности), осветительного материала (особенно эффективного, поскольку не требует близости к источнику света), а также пригоден для декора (существуют рождественские елки из оптоволокна) или в качестве компонента полупрозрачного бетона

Как работает волоконная оптика?

Принцип работы волоконной оптики заключается в законе Снелла, который позволяет рассчитать угол преломления света при переходе из одной среды в другую с другим показателем преломления

Таким образом, внутри волокна световые лучи задерживаются и распространяются в сердцевине, учитывая физические свойства оболочки и соответствующий угол отражения, неся информацию, отправленную к месту назначения. В последнем случае он действует аналогично телеграфу

Характеристики оптоволокна

Используемые сегодня оптические волокна состоят из сердцевины из пластика или стекла (оксид кремния и германия) с высоким коэффициентом преломления, покрытой аналогичным пластиком, но с более низким коэффициентом преломления

Таким образом, в зависимости от механизма распространения света в нем, оптические волокна могут быть двух типов:

• Одномодовое волокно. Он позволяет распространять свет в одном режиме за счет уменьшения диаметра сердцевины волокна, что позволяет передавать информацию на большие расстояния и с хорошей скоростью передачи.
• многомодовое волокно Позволяет световым лучам распространяться более чем одним способом (более тысячи различных режимов), что увеличивает погрешность и не рекомендуется для соединений на очень большие расстояния.

Преимущества волоконной оптики

Оптическое волокно является наиболее известной формой проводной передачи данных.

Оптическое волокно имеет следующие преимущества:

• (Занимает мало места). Учитывая его небольшие размеры, но он очень гибкий, что облегчает его установку.
• (Светло.) Он весит в восемь раз меньше, чем обычный кабель.
• Он обладает высокой устойчивостью. Как механические, так и термические, и устойчив к коррозии
• Это более экологично. По сравнению с отходами, которые оставляет обычная проводка.
• Невосприимчив к электромагнитным помехам. Учитывая характер его компонентов.
• Быстро, эффективно и безопасно. Это наиболее известная форма проводной передачи данных.

Недостатки оптического волокна

Недостатки волоконной оптики указывают на следующее:

• (Они хрупкие.) Поскольку стекло внутри подвержено разрушению.
• Требуются конвертеры . Чтобы вернуть световой энергии ее информационный смысл.
• (Сплайсинг затруднен.) Особенно в сельской местности.
• не передает электрическую энергию. Поэтому требуются сложные передатчики и конвейеры, питание которых не может быть взято из самой линии.
• Старение в присутствии воды. Что ограничивает его применение во всем мире.
• Оптические воспоминания отсутствуют.