Оптоволоконные кабели способны передавать световые сигналы на огромные расстояния с минимальными потерями, обеспечивая скорости, о которых еще недавно не могли и мечтать. Портал evileg.com поделился с нами полезной информаций о них самих и их свойствах.
Компоненты
Волоконно-оптические кабели (ВОК) менее прочны, чем электрические, поэтому требуют надежной защиты от механических нагрузок (натяжение, изгиб, сдавливание, кручение, удары, вибрации), перепадов температур и воды. Их конструкция включает внешнюю полиэтиленовую оболочку для защиты от среды, армидные нити против растяжений и сдавливаний, внутреннюю оболочку для изоляции оптических модулей. Связывающие ленты объединяют модули, заполняющий модуль формирует форму, а оптический модуль содержит до восьми волокон для передачи данных. Стеклопластиковый пруток укрепляет кабель, особенно самонесущий, а гидрофобный заполнитель предохраняет от влаги, обеспечивая надежность.
Материалы компонентов
Оптоволокно. Изготавливается из сверхчистого стекла (кварца) или, реже, пластика, обеспечивая высокую прозрачность для света.
Защита. Выполнена из полимеров, устойчивых к внешним воздействиям.
Усиливающие элементы. Стальные тросы или арамидные нити (например, кевлар) добавляются для предотвращения разрывов при натяжении.
Классификация
По типу оптического волокна
Одномодовые. Используют одно волокно с узким сердечником. Это минимизирует искажения и позволяет передавать данные на расстояния до сотен километров — идеально для магистральных сетей.
Многомодовые. Широкий сердечник, пропускающий несколько световых лучей одновременно. Они дешевле, но из-за рассеивания сигнала их дальность ограничена несколькими километрами, но этого достаточно для локальных сетей.
По количеству волокон
В зависимости от задач кабели могут содержать от одного до сотен волокон. Одноволоконные модели подходят для простых соединений, например, в частных домах. Многоволоконные кабели, напротив, востребованы в крупных инфраструктурах — дата-центрах, где требуется передать огромные объемы данных одновременно.
По области применения
Кабели разрабатываются с учетом условий эксплуатации. Для помещений подойдут легкие и гибкие варианты, а для наружной прокладки — усиленные модели, защищенные от влаги, ультрафиолета и механических повреждений. Подводные кабели, соединяющие континенты через океаны, имеют особую конструкцию с дополнительной изоляцией и броней. Воздушные кабели, подвешенные на опорах, часто оснащаются элементами, устойчивыми к ветру и обледенению.
По назначению
Магистральные. Обеспечивают связь между городами и странами на большие расстояния.
Внутризоновые. Для соединения внутри региона или области.
Местные. Для локальных сетей разного масштаба.
Внутриобъектовые. Подключения внутри зданий.
По количеству волокон
В зависимости от задач кабели могут содержать от одного до сотен волокон. Одноволоконные модели подходят для простых соединений, например, в частных домах. Многоволоконные кабели, напротив, востребованы в крупных инфраструктурах — дата-центрах, где требуется передать огромные объемы данных одновременно.
Главные требования ка кабелям
Возможность противостоять растяжению, сжатию, изгибам и воздействию окружающей среды.
Стойкость к влаге, перепадам температур, ультрафиолету и грызунам, способным повредить оболочку.
Передача данных с минимальными потерями и низким уровнем шумов.
Способность функционировать без частого усиления сигнала на десятках километров.
Пропускная способность в десятки терабит в секунду важна для 5G и облачных технологий.
Отдельно упомянем особенности подводных кабелей: они должны выдерживать давление воды на глубине нескольких километров и сохранять целостность десятилетиями.
Типовые конструкции волоконно-оптических кабелей
Кабели со свободной трубкой. Волокна в трубке с гелем защищены от влаги и ударов, свободны для снижения нагрузки. Легкие, для наружной прокладки в грунте или канализации, подходят городским сетям и магистралям.
Кабели со свободным пучком волокон. Пучки волокон в геле, без трубок, гибкие. Для дата-центров и внутризоновых сетей, где нужна плотность волокон и передача данных на короткие дистанции.
Кабели с профильным сердечником. Сердечник с пазами фиксирует волокна, усиливая прочность. Для воздушных магистралей, устойчив к нагрузкам, упрощает монтаж.
Кабели ленточного типа. Ленты волокон (4–12) до тысяч в кабеле. Для дата-центров и местных сетей, удобны для сращивания, но жесткие.
Волоконно-оптические кабели — это не просто техническое решение, а настоящая основа глобальной коммуникации.
