اجزای خطوط ارتباطی فیبر نوری جلد: ویژگی ها و کاربردهای اصلی

در حال حاضر، به عنوان خطوط ارتباطی نوری از:

• الف) خطوط نوری با استفاده از کابل فیبر نوری - خطوط ارتباطی فیبر نوری (FOCL).
• ب) خطوط ارتباطی نوری بدون استفاده از کابل فیبر نوری.

خطوط ارتباطی فیبر نوری از نظر سرعت انتقال داده، ایمنی نویز و محافظت در برابر دسترسی غیرمجاز بهترین شاخص ها را دارند.

خطوط ارتباطی فیبر نوری (FOCL)

بلوک دیاگرام یک خط ارتباطی فیبر نوری در شکل نشان داده شده است. 7.11.

برنج. 7.11.

سیگنال الکتریکی به یک فرستنده - یک فرستنده گیرنده ارسال می شود که سیگنال الکتریکی را به یک پالس نور تبدیل می کند. دومی از طریق یک کانکتور نوری به کابل نوری وارد می شود. در نقطه دریافت، کابل نوری به گیرنده گیرنده متصل می شود که با استفاده از یک رابط نوری، پرتو نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

بسته به هدف FOCL، طول آن، کیفیت اجزای مورد استفاده، بلوک دیاگرام ممکن است تغییر کند. با فواصل قابل توجه بین نقاط انتقال و دریافت، یک تکرار کننده معرفی می شود - تقویت کننده سیگنال. با طول کوتاه کابل نوری (اگر طول ساختمان کابل نوری کافی باشد)، نیازی به جوشکاری کابل نیست. طول ساخت و ساز به عنوان طول یک تکه کابل ارائه شده توسط سازنده درک می شود.

خطوط ارتباطی فیبر نوری دارای مزایای زیر است:

• 1. مصونیت نویز بالا در برابر تداخل الکترومغناطیسی خارجی و تداخل متقابل بین کانالی.
• 2. طیف گسترده ای از فرکانس های عملیاتی اجازه می دهد تا اطلاعات از طریق چنین خط ارتباطی با نرخ 10 | 2 بیت / ثانیه = Tbit / s منتقل شود.
• 3. محافظت در برابر دسترسی غیرمجاز: FOCL تقریباً تشعشعاتی را به فضای اطراف ساطع نمی کند و ساخت شیرهای انرژی نوری بدون از بین بردن کابل تقریباً غیرممکن است. و هر گونه تاثیر بر فیبر را می توان با نظارت (کنترل مستمر) یکپارچگی خط ثبت کرد.
• 4. امکان انتقال مخفیانه اطلاعات.
• 5. بالقوه کم هزینه به دلیل جایگزینی فلزات غیرآهنی گران قیمت (مس) با مواد با مواد خام نامحدود (دی اکسید سیلیکون).
• 6. جداسازی گالوانیکی قطعات خط به طور خودکار ارائه می شود.

با این حال، فناوری فیبر نوری معایبی نیز دارد:

• 1. هزینه بالای تجهیزات.
• 2. تجهیزات تکنولوژیکی گران قیمت، هم در حین نصب و هم در حین عملیات مورد نیاز است. هنگامی که یک کابل نوری پاره می شود، هزینه بازسازی آن بسیار بیشتر از بازسازی کابل مسی است.
• 3. کابل های نوری در برابر تشعشع مقاوم نیستند.

FOCL بر اساس کابل های نوری ساخته شده از

راهنمای نور فردی - فیبرهای نوری.

فیبر نورییک نخ دو لایه نازک است که از یک هسته و یک غلاف با ضریب شکست متفاوت تشکیل شده است. برای محافظت از فیبر در برابر تأثیرات جوی و مکانیکی، یک پوشش محافظ روی غلاف بازتابنده اعمال می شود. طراحی یک فیبر نوری با پوشش محافظ در شکل 7.12 نشان داده شده است.

برنج. 7.12.

3 نوع فیبر نوری استفاده می شود: فیبرهای نوری پلیمری (POF = فیبر نوری پلاستیکی)، فیبرهای نوری کوارتز-پلیمر (PCF = فیبر پوششی پلیمر)، فیبرهای نوری کوارتز (GOF = فیبر نوری شیشه ای).

فیبرهای نوری پلیمری از مواد پلیمری با خواص نوری بالا ساخته می شوند. کابل های فیبر نوری ساخته شده از فیبرهای نوری پلیمری دارای انعطاف پذیری خوبی هستند (با قطر فیبر 1.5 میلی متر، شعاع خمش مجاز فیبر 8 میلی متر است) و توان عملیاتی تا 2.5 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می دهند که به طور قابل توجهی بالاتر از جفت پیچ خورده است. (حداکثر 1 گیگابیت در ثانیه). برد انتقال داده - تا 80 متر.

POF در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود. برای سیستم های روشنایی تزئینی، معماری و منظره، برای روشنایی استخرها، برای روشنایی ایمن مناطق خطرناک استفاده می شود. یکی دیگر از زمینه های کاربردی را می توان استفاده از POF برای ساخت سیستم های نشانگر بصری برای پنل های اطلاعاتی در الکترونیک مصرف کننده، خودرو، صنعتی و پزشکی در نظر گرفت. SOV برای ایجاد خطوط انتقال داده با سرعت بالا، ارزان و بدون تداخل الکترومغناطیسی در فواصل کوتاه (سیستم های اتوماسیون برای فرآیندهای تکنولوژیکی، انتقال سیگنال از دوربین های ویدئویی، حسگرهای نوری، شبکه های محلی) استفاده می شود. به عنوان مثال، کابل های POV در استاندارد صنعتی PROFIBUS استفاده می شود. شکل 7.13 ظاهر چنین کابلی را با کانکتور نصب شده نشان می دهد.

فیبرهای نوری کوارتز پلیمری با هسته کوارتز و غلاف بازتابنده پلیمری ساخته شده و برای سیستم های ارتباطی درون و بین شی طراحی شده اند. محدوده انتقال داده تا 400 متر، شعاع خم شدن کابل های متعدد - نه کمتر از

75 میلی متر. کابل‌های PCF به صورت پیش‌بریده با کانکتورهای نصب شده ارسال می‌شوند. ظاهر یکی از این کابل ها در شکل نشان داده شده است. 7.13.

برنج. 7.13.

فیبرهای نوری کوارتز از شیشه کوارتز با خلوص بالا (هسته و غلاف بازتابنده) ساخته شده‌اند و در مواردی استفاده می‌شوند که مقادیر زیادی داده باید با سرعت‌های بالا و در فواصل طولانی - تا چندین کیلومتر (در فواصل طولانی، درون و بین) منتقل شوند. سیستم های ارتباطی شی: شبکه های کامپیوتری محلی LAN (شبکه های محلی)، شبکه های MAN (شبکه های منطقه شهری)، شبکه های WAN (شبکه های منطقه وسیع)).

انتقال انرژی نوری از طریق یک فیبر نوری توسط اثر بازتاب کلی داخلی فراهم می شود. فیبر نوری کوارتز یک راهنمای نور استوانه ای دو لایه است (شکل 7.14).

برنج. 7.

در فیبر

ماده هسته داخلی دارای ضریب شکست است n وو جنس لایه بیرونی است n 2،که در آن n > n 2،به عنوان مثال، مواد هسته داخلی از نظر نوری متراکم تر از مواد غلاف است. برای تابش ورودی به سیلندر در زوایای کوچک نسبت به محور سیلندر، شرط بازتاب داخلی کامل برآورده می شود: هنگامی که تابش بر روی مرز با روکش قرار می گیرد، تمام انرژی تابش به هسته فیبر منعکس می شود. همین امر در مورد تمام بازتاب های بعدی اتفاق می افتد. در نتیجه، تابش در امتداد محور فیبر بدون خروج از روکش منتشر می شود. حداکثر زاویه خارج از محور که در آن هنوز بازتاب داخلی کامل وجود دارد، با داده می شود

ارزش A 0دیافراگم عددی فیبر نوری نامیده می شود و هنگام تطبیق فیبر نوری با امیتر مورد توجه قرار می گیرد. تابش تابشی در قسمت انتهایی در زاویه y>yo(پرتوهای خارج از دیافراگم)، هنگام تعامل با پوسته، نه تنها منعکس می شود، بلکه شکسته می شود. بخشی از انرژی نوری فیبر را ترک می کند. در نهایت، پس از برخوردهای متعدد با مرز هسته-غلاف، چنین تشعشعی به طور کامل از فیبر پراکنده می شود.

فیبر نوری با دو پارامتر مهم مشخص می شود: پراکندگی و تضعیف.

پراکندگی، یعنی وابستگی سرعت انتشار سیگنال به طول موج تابش، مهمترین پارامتر یک فیبر نوری است. از آنجایی که یک LED یا لیزر در هنگام انتقال اطلاعات، طیف مشخصی از طول موج ها را ساطع می کند، پراکندگی منجر به گسترش پالس ها در هنگام انتشار در امتداد فیبر می شود و در نتیجه اعوجاج سیگنال ایجاد می کند. هنگام ارزیابی پراکندگی، از اصطلاح "پهنای باند" استفاده می شود - متقابل گسترش پالس هنگامی که از فاصله 1 کیلومتری در امتداد فیبر نوری عبور می کند. پهنای باند بر حسب مگاهرتز در هر کیلومتر (مگاهرتز کیلومتر) اندازه گیری می شود. پراکندگی محدودیت هایی را در محدوده انتقال و مقدار بالای فرکانس سیگنال های ارسالی اعمال می کند.

تضعیفیبا تلفات ناشی از جذب و پراکندگی تابش در فیبر نوری تعیین می شود. افت جذب به خلوص ماده بستگی دارد و تلفات پراکندگی به ناهمگنی ضریب شکست آن بستگی دارد. تضعیف همچنین به طول موج تابش وارد شده به فیبر نوری بستگی دارد.

میرایی با فرمول اندازه گیری می شود

که در آن P قدرت سیگنال نوری ورودی است. ر سابق- قدرت سیگنال نوری خروجی؛ / - طول فیبر.

واحد تضعیف دسی بل در هر کیلومتر (dB/km) است.

مقادیر تضعیف و پراکندگی برای انواع مختلف فیبرهای نوری کوارتز متفاوت است.

بسته به قطر و نیمرخ ضریب شکست در جهت از مرکز به سمت حاشیه در مقطع راهنمای نور، آنها به الیاف چند حالته با مشخصات ضریب شکست پلکانی، الیاف تک حالته، الیاف چند حالته با یک تقسیم می شوند. تغییر گرادیان در ضریب شکست روی انجیر 7.15 مسیرهای انتشار نور در انواع فیبر نوری را نشان می دهد.

برنج. 7.15.

فیبر موجود در (شکل 7.15، الف) فیبر پله‌ای و چند حالته نامیده می‌شود، زیرا مسیرها یا حالت‌های ممکن زیادی برای انتشار یک پرتو نور وجود دارد. این تعدد حالت ها منجر به پراکندگی پالس (گسترش) می شود زیرا هر مد مسیر متفاوتی را در فیبر طی می کند و بنابراین حالت های مختلف در حین حرکت از یک سر فیبر به سر دیگر تاخیرهای انتقال متفاوتی دارند. نتیجه این پدیده محدودیت در حداکثر فرکانس قابل انتقال برای طول فیبر معین است. افزایش فرکانس یا طول فیبر فراتر از مقادیر حدی اساساً منجر به ادغام پالس های متوالی می شود و تشخیص آنها را غیرممکن می کند. برای یک فیبر چند حالته معمولی، این محدودیت تقریباً 15 مگاهرتز کیلومتر است. این بدان معناست که یک سیگنال ویدیویی با پهنای باند مثلاً 5 مگاهرتز می تواند در فاصله حداکثر 3 کیلومتری (5 مگاهرتز؟ 3 کیلومتر = 15 مگاهرتز کیلومتر) منتقل شود. تلاش برای ارسال سیگنال در فاصله ای بیشتر منجر به از دست دادن تدریجی فرکانس های بالا می شود. در فیبر چند حالته، قطر رشته نور 50 است. 62.5; 85; 140 میکرومتر

فیبرهای تک حالته (شکل 7.15، ب)به طور موثری پراکندگی را کاهش می دهد و پهنای باند حاصل - بسیاری از گیگاهرتز کیلومتر - آنها را برای پیوندهای طولانی ایده آل می کند. در حالت ایده آل، تنها یک موج از طریق فیبرهای تک حالته منتشر می شود. آنها دارای ضریب تضعیف بسیار کمتری هستند (بسته به طول موج 2 ... 4 و حتی 7 ... 10 برابر) در مقایسه با موارد چند حالته و بالاترین پهنای باند، زیرا سیگنال تقریباً در آنها تحریف نمی شود. اما برای این کار، قطر هسته فیبر باید متناسب با طول موج باشد. عملاً قطر 8 ... 10 میکرون است. متأسفانه، فیبر با چنین قطر کوچکی نیاز به استفاده از یک فرستنده دیود لیزری قدرتمند، دقیق تراز شده و در نتیجه نسبتاً گران قیمت دارد که جذابیت آنها را برای بسیاری از کاربردها کاهش می دهد.

در حالت ایده‌آل، فیبری با همان مرتبه پهنای باند فیبر تک حالته، اما با قطری برابر با فیبر چند حالته، مورد نیاز است تا امکان استفاده از فرستنده‌های LED ارزان قیمت را فراهم کند. تا حدی، این الزامات توسط یک فیبر چند حالته با تغییر گرادیان در ضریب شکست برآورده می شود (شکل 7.15، ج). این شبیه فیبر چند حالته شاخص گام است که در بالا مورد بحث قرار گرفت، اما ضریب شکست هسته آن غیریکنواخت است - به آرامی از یک مقدار حداکثر در مرکز به مقادیر پایین تر در حاشیه تغییر می کند. این منجر به دو پیامد می شود. اول، نور در یک مسیر کمی منحنی حرکت می کند، و دوم، و مهمتر از آن، تفاوت در تاخیر انتشار بین حالت های مختلف حداقل است. این به این دلیل است که حالت‌های بالا که با زاویه زیاد وارد فیبر می‌شوند و مسیر طولانی‌تری را طی می‌کنند، در واقع با دور شدن از مرکز به ناحیه‌ای که ضریب شکست کاهش می‌یابد، با سرعت بیشتری شروع به انتشار می‌کنند و عموماً سریع‌تر از پایین‌تر حرکت می‌کنند. حالت‌های ترتیب نزدیک به محور فیبر، در ناحیه با ضریب شکست بالا باقی می‌مانند. افزایش سرعت فقط مسافت پیموده شده بیشتر را جبران می کند.

فیبرهای نوری چند حالته گرادیان ترجیح داده می شوند، زیرا اولاً حالت های کمتری در آنها منتشر می شود و ثانیاً زوایای تابش و انعکاس آنها کمتر متفاوت است و در نتیجه شرایط انتقال مساعدتر است.

اگرچه فیبرهای شاخص درجه بندی شده چند حالته ایده آل نیستند، اما همچنان پهنای باند بسیار خوبی را نشان می دهند. بنابراین در اکثر سیستم های با طول کوتاه و متوسط ​​انتخاب این نوع الیاف ارجحیت دارد.

سیگنال نوری در تمام فیبرها با سرعتی که به طول موج فرستنده منبع نور بستگی دارد ضعیف می شود. سه طول موج وجود دارد که در آنها تضعیف فیبر نوری معمولاً حداقل است - 850، 1310 و 1550 نانومتر. این پنجره ها به عنوان پنجره های شفاف شناخته می شوند. برای سیستم های چند حالته، پنجره 850 نانومتری اولین و رایج ترین مورد استفاده است (لینک فیبر کم هزینه). در این طول موج، فیبر چند حالته درجه بندی شده با کیفیت خوب، میرایی حدود dB/km 3 را نشان می دهد که امکان برقراری ارتباط در فواصل بیش از 3 کیلومتر را فراهم می کند.

در طول موج 1310 نانومتر، همان فیبر تضعیف حتی کمتری را نشان می دهد - 0.7 دسی بل در کیلومتر، در نتیجه امکان افزایش متناسب در محدوده ارتباطی تا حدود 12 کیلومتر را فراهم می کند. 1310 نانومتر همچنین اولین پنجره عملیاتی برای سیستم های فیبر نوری تک حالته با تضعیف حدود 0.4 dB/km است که در ترکیب با فرستنده های دیود لیزری، به شما امکان ایجاد لینک هایی به طول بیش از 50 کیلومتر را می دهد. پنجره شفاف دوم - 1550 نانومتر - برای ایجاد خطوط ارتباطی طولانی تر (تضعیف فیبر - کمتر از 0.24 دسی بل در کیلومتر) استفاده می شود.

مقادیر میرایی در پنجره های شفافیت مختلف در فیبرهای چند حالته و تک حالته در جدول 1 آورده شده است. 7.3.

جدول 7.3

مقادیر میرایی در فیبرهای چند حالته و تک حالته

برای اتصال گیرنده و فرستنده از کابل فیبر نوری (FOC) استفاده می شود که در آن فیبرهای نوری با عناصری تکمیل می شود که باعث افزایش کشسانی و استحکام کابل می شود و کابل را در برابر عوامل خارجی محافظت می کند. کابل هایی برای تخمگذار داخلی، کابل برای استفاده در فضای باز (کابل هایی که می توانند در زمین دفن شوند؛ کابل هایی که در فاضلاب های مخصوص گذاشته می شوند؛ کابل هایی که در فضای باز معلق هستند)، کابل هایی برای خطوط ارتباطی طولانی زیر آب وجود دارد.

تقریباً تمامی سازندگان اروپایی علامت هایی را بر روی کابل های فیبر نوری اعمال می کنند که با سیستم DIN VDE 0888 مطابقت دارد.طبق این استاندارد، به هر نوع کابل، دنباله ای از حروف و اعداد اختصاص داده می شود که تمام مشخصات کابل های فیبر نوری را در بر می گیرد. تولید کنندگان داخلی از طبقه بندی و نماد خود استفاده می کنند.

خرابی موقت کابل نوری یا ناتوانی در گذاشتن کابل، نیاز به حفاظت بالا در برابر تداخل و رهگیری الکترومغناطیسی منجر به ایجاد خطوط ارتباطی نوری بدون کابل با بردهای ارتباطی متفاوت شد.

خطوط ارتباطی نوری بدون استفاده از کابل فیبر نوری به خطوط نوری دوربرد و خطوط نوری بی سیم محلی تقسیم می شوند.

ایدئولوژی اپتیک بدون کابل بر این واقعیت استوار است که کانال نوری جایگزین کابل می شود.

فیبر نوری استخطوط ارتباطی (FOCL) - یک سیستم مبتنی بر یک کابل فیبر نوری، طراحی شده برای انتقال اطلاعات در محدوده نوری (نور). مطابق با GOST 26599-85، اصطلاح FOCL با FOCL (خط انتقال فیبر نوری) جایگزین شده است، اما در عمل روزمره هنوز از اصطلاح FOCL استفاده می شود، بنابراین در این مقاله به آن می پردازیم.

خطوط ارتباطی FOCL (اگر به درستی اجرا شوند) در مقایسه با همه سیستم های کابلی با قابلیت اطمینان بسیار بالا، کیفیت ارتباط عالی، پهنای باند گسترده، طول بسیار طولانی تر بدون تقویت و تقریباً 100٪ مصونیت از تداخل الکترومغناطیسی متمایز می شوند. سیستم بر اساس فناوری فیبر نوری- نور به عنوان حامل اطلاعات استفاده می شود، نوع اطلاعات ارسالی (آنالوگ یا دیجیتال) مهم نیست. این کار عمدتا از نور مادون قرمز استفاده می کند، رسانه انتقال فایبرگلاس است.

محدوده FOCL

کابل فیبر نوری بیش از 40 سال است که برای برقراری ارتباط و انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد، اما به دلیل هزینه بالای آن، نسبتاً اخیراً مورد استفاده گسترده قرار گرفته است. توسعه فناوری ها باعث شده است که تولید به صرفه تر و هزینه کابل مقرون به صرفه تر شود و ویژگی های فنی و مزایای آن نسبت به سایر مواد به سرعت تمام هزینه های انجام شده را جبران کند.

در حال حاضر، هنگامی که مجموعه ای از سیستم های فشار ضعیف (شبکه کامپیوتری، سیستم کنترل دسترسی، نظارت تصویری، هشدارهای امنیتی و آتش نشانی، امنیت محیطی، تلویزیون و غیره) به طور همزمان استفاده می شود، بدون آن امکان پذیر نیست. استفاده از خطوط ارتباطی فیبر نوری تنها استفاده از کابل فیبر نوری امکان استفاده همزمان از همه این سیستم ها را فراهم می کند و از عملکرد صحیح پایدار و عملکرد آنها اطمینان حاصل می کند.

FOCL به طور فزاینده ای به عنوان یک سیستم اساسی در توسعه و نصب استفاده می شود، به ویژه برای ساختمان های چند طبقه، ساختمان های طولانی و هنگام ترکیب گروهی از اشیاء. فقط کابل های فیبر نوری می توانند مقدار و سرعت مناسب انتقال اطلاعات را ارائه دهند. هر سه زیرسیستم را می توان بر اساس فیبر نوری پیاده سازی کرد، در زیرسیستم تنه داخلی کابل های نوری به طور مساوی با کابل های جفت پیچ خورده استفاده می شوند و در زیر سیستم ترانک خارجی نقش غالب را ایفا می کنند. بین کابل‌های فیبر نوری برای تخمگذار خارجی (کابل‌های بیرونی) و داخلی (کابل‌های داخلی) و همچنین سیم‌های اتصال برای ارتباطات سیم‌کشی افقی، تجهیز مکان‌های کاری فردی و ترکیب ساختمان‌ها تمایز قائل می‌شود.

علیرغم هزینه نسبتاً بالا، استفاده از فیبر نوری بیشتر و بیشتر توجیه می شود و بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای خطوط ارتباطی فیبر نوری (FOCL) قبل از رسانه های انتقال سنتی "فلزی":

• پهنای باند وسیع؛
• کاهش اندک سیگنال، به عنوان مثال برای سیگنال 10 مگاهرتز، 1.5 دسی بل در کیلومتر در مقایسه با 30 دسی بل در کیلومتر برای کابل کواکسیال RG6 خواهد بود.
• امکان "حلقه های زمین" منتفی است، زیرا فیبر نوری یک دی الکتریک است و بین انتهای فرستنده و گیرنده خط، ایزوله الکتریکی (گالوانیکی) ایجاد می کند.
• قابلیت اطمینان بالای محیط نوری: فیبرهای نوری اکسید نمی شوند، خیس نمی شوند، تحت تأثیر الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند.
• در کابل های مجاور یا سایر کابل های فیبر نوری تداخل ایجاد نمی کند، زیرا حامل سیگنال سبک است و کاملاً در داخل کابل فیبر نوری باقی می ماند.
• فایبرگلاس به سیگنال های خارجی و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کاملاً غیر حساس است، مهم نیست که کابل از کدام منبع تغذیه (110 ولت، 240 ولت، 10000 ولت AC) یا بسیار نزدیک به فرستنده مگاوات باشد. برخورد صاعقه در فاصله 1 سانتی متری از کابل هیچ تداخلی ایجاد نمی کند و بر عملکرد سیستم تأثیر نمی گذارد.
• امنیت اطلاعات - اطلاعات از طریق فیبر نوری "از نقطه ای به نقطه دیگر" منتقل می شود و تنها با مداخله فیزیکی در خط انتقال می توان آنها را استراق سمع کرد یا تغییر داد.
• کابل فیبر نوری سبک تر و کوچکتر است - نصب آن راحت تر و راحت تر از کابل الکتریکی با همان قطر است.
• جدا کردن کابل بدون آسیب رساندن به کیفیت سیگنال امکان پذیر نیست. هر گونه تداخل در سیستم بلافاصله در انتهای خط شناسایی می شود، این امر به ویژه برای سیستم های امنیتی و نظارت تصویری مهم است.
• ایمنی در برابر آتش و انفجار هنگام تغییر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی

• هزینه کابل هر روز در حال کاهش است، کیفیت و قابلیت های آن بر هزینه ساخت جریان کم بر اساس FOCL غلبه می کند.

هیچ راه حل ایده آل و کاملی وجود ندارد، مانند هر سیستم دیگری، FOCL دارای معایبی است:

• شکنندگی فایبرگلاس - با خم شدن قوی کابل، الیاف ممکن است به دلیل وقوع ریزترک ها بشکنند یا کدر شوند. برای از بین بردن و به حداقل رساندن این خطرات، از سازه ها و قیطان های تقویت کننده کابل استفاده می شود. هنگام نصب کابل، لازم است توصیه های سازنده را دنبال کنید (به ویژه در جایی که حداقل شعاع خمش مجاز استاندارد شده است).
• پیچیدگی اتصال در صورت شکست - ابزار ویژه و صلاحیت مجری مورد نیاز است.
• تکنولوژی ساخت پیچیده، هم خود فیبر و هم اجزای FOCL.
• پیچیدگی تبدیل سیگنال (در تجهیزات رابط)؛
• هزینه نسبی بالای تجهیزات پایانه نوری. با این حال، تجهیزات به صورت مطلق گران هستند. نسبت هزینه به ظرفیت برای FOCL بهتر از سایر سیستم ها است.
• کدر شدن فیبر به دلیل قرار گرفتن در معرض تشعشع (با این حال، الیاف دوپینگ با مقاومت در برابر تشعشع بالا وجود دارد).

نصب سیستم های FOCL مستلزم داشتن سطح مناسبی از صلاحیت پیمانکار است، زیرا خاتمه کابل بر خلاف سایر رسانه های انتقال با ابزارهای خاص و با دقت و مهارت خاصی انجام می شود. تنظیمات مسیریابی و سوئیچینگ سیگنال نیاز به صلاحیت ها و مهارت های خاصی دارد، بنابراین در این زمینه نباید صرفه جویی کنید و از پرداخت بیش از حد به متخصصان بترسید، از بین بردن نقص سیستم و عواقب نصب نادرست کابل هزینه بیشتری خواهد داشت.

اصل کارکرد کابل فیبر نوری.

ایده انتقال اطلاعات با استفاده از نور، بدون ذکر اصل فیزیکی عملکرد، برای اکثر مردم عادی کاملاً واضح نیست. ما به عمق این موضوع نمی پردازیم، اما سعی می کنیم مکانیسم اصلی فیبر نوری را توضیح دهیم و چنین عملکرد بالایی را توجیه کنیم.

مفهوم فیبر نوری بر اساس قوانین اساسی بازتاب و شکست نور است. فایبرگلاس با توجه به طراحی خود می تواند پرتوهای نور را در داخل فیبر نگه دارد و هنگام ارسال سیگنال برای کیلومترها از "گذر از دیوارها" جلوگیری کند. علاوه بر این، بر کسی پوشیده نیست که سرعت نور بالاتر است.

فیبر نوری بر اساس تأثیر انکسار در حداکثر زاویه تابش زمانی که انعکاس کامل اتفاق می افتد است. این پدیده زمانی رخ می دهد که یک پرتو نور از یک محیط متراکم خارج شده و با زاویه خاصی وارد محیطی با چگالی کمتر می شود. به عنوان مثال، یک فضای کاملاً بی حرکت از آب را تصور کنید. ناظر از زیر آب نگاه می کند و زاویه دید را تغییر می دهد. در یک لحظه، زاویه دید به گونه ای می شود که ناظر قادر به دیدن اجسامی که بالای سطح آب هستند نخواهد بود. این زاویه را زاویه بازتاب کل می نامند. در این زاویه، ناظر فقط اجسامی را می بیند که زیر آب هستند، به نظر می رسد که شما به آینه نگاه می کنید.

هسته داخلی کابل FOCL ضریب شکست بالاتری نسبت به غلاف دارد و اثر بازتاب کلی رخ می دهد. به همین دلیل، یک پرتو نور که از هسته داخلی می گذرد، نمی تواند از حد خود فراتر رود.

انواع مختلفی از کابل های فیبر نوری وجود دارد:

• با نمایه پلکانی - یک گزینه معمولی و ارزان، توزیع نور به صورت "مرحله ای" انجام می شود در حالی که پالس ورودی به دلیل طول های مختلف مسیر پرتوهای نور تغییر شکل می دهد.
• با مشخصات صاف "چند مد" - پرتوهای نور تقریباً با همان سرعت در "امواج" منتشر می شوند، طول مسیرهای آنها متعادل است، این ویژگی های پالس را بهبود می بخشد.
• فیبر شیشه ای تک حالته گران ترین گزینه است، به شما امکان می دهد پرتوها را در یک خط مستقیم بکشید، ویژگی های انتقال حرکت تقریباً کامل می شود.

کابل فیبر نوری همچنان گرانتر از مواد دیگر است، نصب و خاتمه آن دشوارتر است، نیاز به مجریان واجد شرایط دارد، اما آینده انتقال اطلاعات بدون شک در توسعه این فناوری ها است و این روند غیرقابل برگشت است.

FOCL از اجزای فعال و غیرفعال تشکیل شده است. در انتهای فرستنده کابل فیبر نوری یک LED یا یک دیود لیزری وجود دارد که تابش آنها توسط سیگنال فرستنده مدوله می شود. با توجه به نظارت تصویری، این یک سیگنال ویدئویی خواهد بود؛ برای انتقال سیگنال های دیجیتال، منطق حفظ می شود. هنگام انتقال، دیود مادون قرمز در روشنایی و پالس ها با توجه به تغییرات سیگنال تعدیل می شود. برای دریافت و تبدیل سیگنال نوری به الکتریکی، معمولاً یک آشکارساز نوری در انتهای گیرنده قرار می گیرد.

اجزای فعال شامل مالتی پلکسرها، احیاگرها، تقویت کننده ها، لیزرها، فتودیودها و مدولاتورها هستند.

مولتی پلکسر- چندین سیگنال را در یک سیگنال ترکیب می کند، به طوری که می توان از یک کابل فیبر نوری برای انتقال همزمان چندین سیگنال بلادرنگ استفاده کرد. این دستگاه ها در سیستم هایی با تعداد کابل ناکافی یا محدود ضروری هستند.

انواع مختلفی از مالتی پلکسرها وجود دارد که از نظر مشخصات فنی، عملکرد و دامنه متفاوت هستند:

• جداسازی طیفی (WDM) - ساده ترین و ارزان ترین دستگاه، سیگنال های نوری را از طریق یک کابل از یک یا چند منبع که در طول موج های مختلف کار می کنند، منتقل می کند.
• مدولاسیون فرکانس و مالتی پلکس فرکانس (FM-FDM) - دستگاه هایی کاملاً مصون از نویز و اعوجاج، با مشخصات خوب و مدارهای پیچیدگی متوسط، دارای 4.8 و 16 کانال، برای نظارت تصویری بهینه هستند.
• مدولاسیون دامنه با باند جانبی تا حدی سرکوب شده (AVSB-FDM) - با اپتوالکترونیک با کیفیت بالا، آنها می توانند تا 80 کانال را انتقال دهند، آنها برای تلویزیون مشترک بهینه هستند، اما برای نظارت تصویری گران هستند.
• مدولاسیون کد پالس (PCM - FDM) - یک دستگاه گران قیمت، کاملا دیجیتال، که برای توزیع دوربین دیجیتال و نظارت تصویری استفاده می شود.

در عمل اغلب از ترکیبی از این روش ها استفاده می شود. Regenerator - دستگاهی که شکل یک پالس نوری را بازیابی می کند، که با انتشار از طریق فیبر، دچار اعوجاج می شود. احیاگرها می توانند هم نوری و هم الکتریکی باشند که سیگنال نوری را به الکتریکی تبدیل می کنند، آن را بازیابی می کنند و سپس دوباره به نوری تبدیل می کنند.

تقویت کننده- توان سیگنال را تا سطح ولتاژ مورد نیاز تقویت می کند، می تواند نوری و الکتریکی باشد، تبدیل سیگنال نوری الکترونیکی و الکترواپتیکی را انجام می دهد.

ال ای دی و لیزر- منبع تابش نوری منسجم تک رنگ (نور برای کابل). برای سیستم هایی با مدولاسیون مستقیم، همزمان وظایف یک مدولاتور را انجام می دهد که سیگنال الکتریکی را به سیگنال نوری تبدیل می کند.

ردیاب نور(Photodiode) - دستگاهی که سیگنالی را در انتهای دیگر کابل فیبر نوری دریافت می کند و تبدیل سیگنال نوری الکترونیکی را انجام می دهد.

تعدیل کننده- وسیله ای که موج نوری را تعدیل می کند که اطلاعات را بر اساس قانون سیگنال الکتریکی حمل می کند. در اکثر سیستم ها این عملکرد توسط لیزر انجام می شود اما در سیستم هایی با مدولاسیون غیر مستقیم از دستگاه های جداگانه ای برای این کار استفاده می شود.

اجزای غیرفعال FOCL عبارتند از:

کابل فیبر نوری – به عنوان یک رسانه برای انتقال سیگنال عمل می کند. روکش بیرونی کابل می تواند از مواد مختلفی ساخته شود: PVC، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، تفلون و مواد دیگر. یک کابل نوری می تواند انواع مختلفی از زره ها و لایه های محافظ خاص داشته باشد (به عنوان مثال، سوزن های شیشه ای کوچک برای محافظت در برابر جوندگان). طرح ممکن است:

کوپلر نوری- وسیله ای که برای اتصال دو یا چند کابل نوری استفاده می شود.

متقاطع نوری- دستگاهی که برای پایان دادن به کابل نوری و اتصال تجهیزات فعال به آن طراحی شده است.

تیر- برای اتصال الیاف دائمی یا نیمه دائمی طراحی شده است.

اتصال دهنده ها- برای اتصال مجدد یا قطع کابل؛

ضربه بزنید- دستگاه هایی که توان نوری چندین فیبر را در یک فیبر توزیع می کنند.

سوئیچ ها- دستگاه هایی که سیگنال های نوری را تحت کنترل دستی یا الکترونیکی توزیع می کنند

نصب و راه اندازی خطوط ارتباطی فیبر نوری، ویژگی ها و مراحل آن.

فایبرگلاس یک ماده بسیار قوی اما شکننده است، اگرچه به لطف غلاف محافظ آن می توان تقریباً مانند برق با آن کار کرد. با این حال، هنگام نصب کابل، الزامات سازنده برای:

• "حداکثر کشش" و "حداکثر نیروی شکست" که بر حسب نیوتن بیان می شود (حدود 1000 نیوتن یا 1 کیلو نیوتن). در کابل نوری، تنش اصلی بر ساختار باربر (پلاستیک تقویت‌شده، فولاد، کولار یا ترکیبی از هر دو) وارد می‌شود. هر نوع ساخت و ساز عملکرد و درجه حفاظت خاص خود را دارد، اگر کشش از سطح تعیین شده بیشتر شود، ممکن است فیبر آسیب ببیند.
• "حداقل شعاع خم" - خم ها را صاف تر کنید، از خم شدن تیز خودداری کنید.
• "استحکام مکانیکی"، آن را در N / m (نیوتن / متر) بیان می کند - محافظت از کابل در برابر استرس فیزیکی (می تواند توسط وسایل نقلیه روی آن پا گذاشته یا حتی زیر گرفته شود. شما باید بسیار مراقب باشید و به خصوص تقاطع ها و اتصالات را ایمن کنید. ، بار به دلیل منطقه کوچک تماس بسیار افزایش می یابد.

کابل نوری معمولاً بر روی درام های چوبی با یک لایه محافظ پلاستیکی قوی یا تخته های چوبی در اطراف ارائه می شود. لایه های بیرونی کابل آسیب پذیرترین هستند، بنابراین، در هنگام نصب، لازم است وزن درام را به خاطر بسپارید، از آن در برابر ضربه، سقوط محافظت کنید و هنگام ذخیره سازی اقدامات ایمنی را انجام دهید. بهتر است درام ها به صورت افقی ذخیره شوند، اما اگر به صورت عمودی قرار بگیرند، لبه های آنها (رینگ) باید در تماس باشند.

مراحل و ویژگی های نصب کابل فیبر نوری:

1. قبل از نصب، لازم است درام های کابل را از نظر آسیب، فرورفتگی، خراش بررسی کنید. در صورت مشکوک بودن، بهتر است فورا کابل را برای مطالعه دقیق بیشتر یا رد کردن آن کنار بگذارید. قطعات کوتاه (کمتر از 2 کیلومتر) را می توان برای تداوم فیبر با هر چراغ قوه بررسی کرد. کابل فیبر برای انتقال مادون قرمز نور معمولی را به خوبی منتقل می کند.
2. سپس مسیر را برای مشکلات احتمالی (گوشه های تیز، گرفتگی کانال های کابل و غیره) مطالعه کنید، در صورت وجود تغییراتی در مسیر ایجاد کنید تا خطرات را به حداقل برسانید.
3. کابل را در طول مسیر به گونه ای توزیع کنید که نقاط اتصال و اتصال آمپلی فایرها در مکان های قابل دسترس، اما از عوامل نامطلوب در امان باشند. مهم است که منبع کافی کابل در نقاط اتصالات بعدی باقی بماند. انتهای کابل باید توسط کلاهک های ضد آب محافظت شود. لوله ها برای به حداقل رساندن تنش خمشی و آسیب ناشی از ترافیک عبوری استفاده می شوند. در هر دو انتهای خط کابل، بخشی از کابل باقی مانده است، طول آن به پیکربندی برنامه ریزی شده بستگی دارد).
4. هنگام گذاشتن کابل در زیر زمین، علاوه بر این، از آسیب در نقاط بار محلی، مانند تماس با مواد پرکننده ناهمگن، بی نظمی های ترانشه محافظت می شود. برای انجام این کار، کابل در ترانشه روی یک لایه ماسه 50-150 سانتی متر گذاشته می شود و با همان لایه ماسه 50-150 سانتی متر از بالا پوشانده می شود. لازم به ذکر است که آسیب به کابل می تواند هم بلافاصله و هم در حین کار (در حال حاضر پس از پر کردن کابل) رخ دهد، به عنوان مثال، از فشار ثابت، یک سنگ جدا نشده می تواند به تدریج از طریق کابل عبور کند. کار بر روی تشخیص و پیدا کردن و از بین بردن تخلفات کابل از قبل دفن شده بسیار بیشتر از دقت و رعایت اقدامات احتیاطی نصب است. عمق ترانشه به نوع خاک و بار مورد انتظار روی سطح بستگی دارد. در سنگ سخت عمق 30 سانتی متر، در سنگ نرم یا زیر جاده 1 متر عمق پیشنهادی 40-60 سانتی متر با ضخامت بستر شنی 10 تا 30 سانتی متر خواهد بود.
5. اغلب از کابل گذاری در یک ترانشه یا در یک سینی به طور مستقیم از درام استفاده می شود. هنگام نصب خطوط بسیار طولانی، درام روی وسیله نقلیه قرار می گیرد، با پیشروی دستگاه، کابل در جای خود قرار می گیرد، در حالی که نباید عجله کنید، سرعت و ترتیب باز کردن درام به صورت دستی تنظیم می شود.
6. هنگام گذاشتن کابل در سینی، مهمترین چیز این است که از شعاع خمش بحرانی و بار مکانیکی تجاوز نکنید. کابل باید در یک صفحه گذاشته شود، از ایجاد نقاط بار متمرکز، اجتناب از گوشه های تیز در مسیر، فشار و تقاطع با کابل ها و مسیرهای دیگر، کابل را خم نکنید.
7. کشیدن کابل فیبر نوری از طریق کانال کابل شبیه به کشیدن کابل معمولی است، اما نباید از تلاش فیزیکی بیش از حد استفاده کرد و مشخصات سازنده را زیر پا گذاشت. هنگام استفاده از گیره های گیره ای، به یاد داشته باشید که بار نباید روی غلاف بیرونی کابل، بلکه روی سازه باربر بیفتد. برای کاهش اصطکاک می توان از تالک یا گرانول پلی استایرن استفاده کرد، روان کننده های دیگر باید با سازنده مشورت شود.
8. در مواردی که کابل از قبل قطع شده است، هنگام نصب کابل باید دقت خاصی داشت تا به کانکتورها آسیبی وارد نشود، آنها کثیف نشوند و در ناحیه اتصال تحت فشار بیش از حد قرار نگیرند.
9. پس از گذاشتن کابل در سینی، با بند نایلونی ثابت می شود، نباید لیز بخورد و افتادگی نداشته باشد. در صورتی که شرایط سطح اجازه استفاده از بست کابل های مخصوص را نمی دهد، استفاده از گیره ها قابل قبول است، اما با دقت فراوان تا به کابل آسیبی وارد نشود. استفاده از گیره با لایه محافظ پلاستیکی توصیه می شود، برای هر کابل باید از گیره جداگانه استفاده کرد و به هیچ وجه نباید چند کابل به هم کشیده شود. بهتر است بین نقاط انتهایی اتصال کابل کمی شلی بگذارید و کابل را تحت کشش قرار ندهید، در غیر این صورت به نوسانات دما و ارتعاشات پاسخ خوبی نخواهد داد.
10. اگر فیبر هنوز در حین نصب آسیب دیده است، ناحیه مورد نظر را علامت بزنید و کابل کافی برای اتصال بعدی بگذارید.

اصولاً گذاشتن کابل فیبر نوری با نصب کابل معمولی تفاوت چندانی ندارد. اگر تمام توصیه هایی را که ما نشان داده ایم دنبال کنید، در حین نصب و بهره برداری مشکلی وجود نخواهد داشت و سیستم شما برای مدت طولانی، کارآمد و قابل اعتماد کار خواهد کرد.

نمونه ای از یک راه حل معمولی برای تخمگذار خط FOCL

وظیفه سازماندهی یک سیستم FOCL بین دو ساختمان مجزا از ساختمان تولید و ساختمان اداری است. فاصله بین ساختمان ها 500 متر است.

تخمین نصب سیستم FOCL

شماره p / p	نام تجهیزات، مواد، آثار	واحد از من	تعداد	قیمت هر عدد	مبلغ، به روبل
من.	تجهیزات سیستم FOCL شامل:				25 783
1.1.	دیوار نوری متقاطع (SHKON) 8 پورت	PCS.	2	2600	5200
1.2.	مبدل رسانه 10/100-Base-T / 100Base-FX، Tx/Rx: 1310/1550nm	PCS.	2	2655	5310
1.3.	کوپلینگ نوری	PCS.	3	3420	10260
1.4.	جعبه سوئیچ 600x400	PCS.	2	2507	5013
II.	مسیرهای کابل و مواد سیستم FOCL، از جمله:				25 000
2.1.	کابل نوری با کابل بیرونی 6 کیلو نیوتن، ماژول مرکزی، 4 فیبر، تک حالته G.652.	متر	200	41	8200
2.2.	کابل نوری با کابل ساپورت داخلی یونیت مرکزی 4 فیبر تک حالته G.652.	متر	300	36	10800
2.3.	سایر مواد مصرفی (اتصال، پیچ های خودکار، رولپلاک، نوار عایق، بست ها و غیره)	تنظیم	1	6000	6000
III.	کل هزینه تجهیزات و مواد (مورد I+مورد II)				50 783
IV.	هزینه های حمل و نقل و تدارکات، 10% *ص III				5078
v	عملیات نصب و تعویض تجهیزات شامل:				111 160
5.1.	نصب بنر	واحدها	4	8000	32000
5.2.	کابل کشی	متر	500	75	37500
5.3.	مونتاژ و جوش کانکتورها	واحدها	32	880	28160
5.4.	نصب تجهیزات سوئیچینگ	واحدها	9	1500	13500
VI.	کل بر اساس برآورد (مورد III + مورد IV + مورد V)				167 021

توضیحات و نظرات:

1. طول کل مسیر 500 متر شامل:
   • از حصار تا ساختمان تولید و ساختمان اداری هر کدام 100 متر (در مجموع 200 متر) است.
   • در امتداد حصار بین ساختمان ها 300 متر.
2. نصب کابل به روش باز انجام می شود، از جمله:
   • از ساختمان ها تا حصار (200 متر) با هوا (انقباض) با استفاده از مواد تخصصی برای تخمگذار خطوط فیبر نوری.
   • بین ساختمان ها (300 متر) در امتداد حصاری از صفحات بتونی مسلح، کابل در وسط بوم حصار با گیره های فلزی ثابت می شود.
3. برای سازماندهی FOCL، از یک کابل زره پوش تخصصی خود پشتیبانی (کابل داخلی) استفاده می شود.

تصور مخابرات مدرن بدون خطوط ارتباطی فیبر نوری دشوار است.

سالانه هزاران کیلومتر فیبر نوری در سراسر جهان گذاشته می شود. با این حال، اخیراً به رقیبی جدی برای سایر انواع ارتباطات سیمی تبدیل شده است. گسترش سریع خطوط فیبر نوری در سال های اخیر مشخص شده است، علیرغم این واقعیت که معرفی آنها بیش از 30 سال پیش آغاز شده است.

در یک دوره نسبتاً کوتاه توسعه، FOCL ها جایگاه پیشرو در سیستم های انتقال اطلاعات را به خود اختصاص داده اند و به حلقه مهمی در زیرساخت اطلاعاتی جامعه مدرن تبدیل شده اند.

FOCL یک خط ارتباطی فیبر نوری است که شامل عناصر غیرفعال و فعال است که برای انتقال سیگنال نوری (نور) روی کابل فیبر نوری طراحی شده است. شبکه های فیبر نوری نسبت به خطوط معمولی (کابل کواکسیال) که مستعد میدان های الکترومغناطیسی هستند، مزایای زیادی دارند که بر کیفیت انتقال سیگنال تأثیر می گذارد.

شبکه های فیبر نوری چنین اشکالی ندارند، علاوه بر این، آنها دارای تعدادی مزیت هستند - پهنای باند گسترده (فرکانس 1014 هرتز، به شما امکان می دهد تا چندین ترابیت در ثانیه انتقال دهید)، بر اساس این فناوری، می توانید خطوط ایجاد کنید. تا صد کیلومتر، که محافظت بالایی در برابر تداخل دارند، زیرا مواد فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند. چنین کابلی بسیار سبک تر از مس است و حجم آن کمتر است. علاوه بر این، عمر خدمات چنین خطوط فیبر نوری بیست و پنج سال است.

و اگرچه امروزه فناوری اتصال بسیار گران است، خود فیبر از کوارتز مبتنی بر دی اکسید سیلیکون ساخته شده است که به طور گسترده در طبیعت توزیع شده است و هزینه تولید آن تقریباً نصف کابل مسی است. و این واقعیت که اکنون امکان انتقال سیگنال تلویزیون، تلفن، اینترنت پرسرعت در یک خط وجود دارد، از چشم انداز این خطوط صحبت می کند.

مزایای اصلی FOCL عبارتند از:

پهنای باند گسترده - به دلیل فرکانس حامل بسیار بالای 1014 هرتز. این امکان انتقال یک جریان داده چند ترابیت در ثانیه را روی یک فیبر نوری فراهم می کند. پهنای باند بالا یکی از مهمترین مزایای فیبر نوری نسبت به مس یا هر وسیله انتقال دیگری است.

تضعیف کم سیگنال نور در فیبر. فیبر نوری صنعتی که در حال حاضر توسط سازندگان داخلی و خارجی تولید می شود دارای میرایی 0.2-0.3 دسی بل در طول موج 1.55 میکرون در هر کیلومتر است. تضعیف کم و پراکندگی کم امکان ساخت بخش هایی از خطوط را بدون ارسال مجدد به طول 100 کیلومتر یا بیشتر می دهد.

سطح کم نویز در کابل فیبر نوری به شما این امکان را می دهد تا با انتقال مدولاسیون های سیگنال مختلف با افزونگی کد کم، پهنای باند را افزایش دهید.

ایمنی بالای سر و صدا. از آنجایی که فیبر از یک ماده دی الکتریک ساخته شده است، در برابر تداخل الکترومغناطیسی سیستم های کابل کشی مسی اطراف و تجهیزات الکتریکی که قادر به القای تشعشعات الکترومغناطیسی هستند (خطوط برق، موتورهای الکتریکی و غیره) مصون است. کابل های چند فیبر همچنین از مشکل تداخل الکترومغناطیسی که کابل های مسی چند جفتی دارند جلوگیری می کنند.

وزن و حجم کم. کابل‌های فیبر نوری (FOC) نسبت به کابل‌های مسی برای همان پهنای باند سبک‌تر و سبک‌تر هستند. به عنوان مثال، یک کابل تلفن 900 جفت با قطر 7.5 سانتی متر را می توان با یک فیبر منفرد با قطر 0.1 سانتی متر جایگزین کرد.

امنیت بالا در برابر دسترسی غیرمجاز. از آنجایی که FOC عملاً در محدوده رادیویی تابش نمی کند، شنود اطلاعات ارسال شده از طریق آن بدون ایجاد اختلال در دریافت و ارسال دشوار است. سیستم های مانیتورینگ (کنترل مستمر) یکپارچگی خط ارتباط نوری، با استفاده از خواص حساسیت بالای فیبر، می توانند فوراً کانال ارتباطی "هک شده" را خاموش کرده و زنگ هشدار دهند. سیستم‌های حسگر که از اثرات تداخل سیگنال‌های نور منتشر شده (هم در امتداد فیبرهای مختلف و هم در قطبش‌های مختلف) استفاده می‌کنند، حساسیت بسیار بالایی نسبت به نوسانات، به افت فشار کوچک دارند. چنین سیستم هایی به ویژه هنگام ایجاد خطوط ارتباطی در دولت، بانکداری و برخی دیگر از خدمات ویژه ضروری هستند که تقاضاهای زیادی برای حفاظت از داده ها دارند. در نظر گرفتن سیستم های حسگر فیبر نوری از حوصله این کتاب خارج است.

جداسازی گالوانیکی عناصر شبکه این مزیت فیبر نوری در خاصیت عایق بودن آن نهفته است. فیبر به جلوگیری از حلقه‌های زمین الکتریکی کمک می‌کند که وقتی دو دستگاه شبکه کامپیوتری غیر ایزوله که با کابل مسی به هم متصل شده‌اند، در نقاط مختلف ساختمان، مانند طبقات مختلف، زمین دارند. در این حالت، اختلاف پتانسیل زیادی می تواند رخ دهد که می تواند به تجهیزات شبکه آسیب برساند. برای فیبر، این مشکل به سادگی وجود ندارد.

ایمنی انفجار و آتش سوزی. به دلیل عدم وجود جرقه، فیبر نوری امنیت شبکه را در پالایشگاه های شیمیایی، نفت و هنگام سرویس فرآیندهای فناوری پرخطر افزایش می دهد.

WOK اقتصادی این الیاف از سیلیس ساخته شده است که بر پایه دی اکسید سیلیکون ساخته شده است، ماده ای رایج و در نتیجه ارزان بر خلاف مس. در حال حاضر، هزینه فیبر در رابطه با یک جفت مس به صورت 2:5 در ارتباط است. در عین حال، FOC انتقال سیگنال‌ها را در فواصل بسیار طولانی‌تر بدون ارسال مجدد ممکن می‌سازد. هنگام استفاده از FOC تعداد تکرار کننده ها در خطوط توسعه یافته کاهش می یابد. هنگام استفاده از سیستم های انتقال سولیتون، مسافت 4000 کیلومتر بدون بازسازی (یعنی فقط با استفاده از تقویت کننده های نوری در گره های میانی) با سرعت انتقال بالای 10 گیگابیت در ثانیه به دست آمده است.

عمر طولانی. با گذشت زمان، فیبر تجزیه می شود. این بدان معنی است که میرایی در کابل نصب شده به تدریج افزایش می یابد. با این حال، به دلیل بهبود فناوری های مدرن برای تولید فیبرهای نوری، این روند به طور قابل توجهی کند شده است و عمر مفید FOC تقریباً 25 سال است. در طول این مدت، چندین نسل / استانداردهای سیستم های فرستنده گیرنده ممکن است تغییر کنند.

منبع تغذیه از راه دور. در برخی موارد، منبع تغذیه از راه دور گره شبکه اطلاعات مورد نیاز است. فیبر نوری قادر به انجام وظایف کابل برق نیست. با این حال، در این موارد، زمانی که کابل به همراه فیبرهای نوری، به یک عنصر رسانای مس مجهز شده باشد، می توان از کابل مخلوط استفاده کرد. چنین کابلی هم در روسیه و هم در خارج از کشور به طور گسترده استفاده می شود.

هزینه تجهیزات رابط. سیگنال های الکتریکی باید به نوری و بالعکس تبدیل شوند. قیمت فرستنده ها و گیرنده های نوری هنوز بسیار بالا است. هنگام ایجاد یک خط ارتباطی نوری، تجهیزات سوئیچینگ غیرفعال تخصصی بسیار قابل اعتماد، کانکتورهای نوری با تلفات کم و منبع قطع اتصال طولانی، تقسیم کننده های نوری و تضعیف کننده ها نیز مورد نیاز است.

نصب و راه اندازی و نگهداری خطوط نوری. هزینه نصب، آزمایش و پشتیبانی خطوط ارتباطی فیبر نوری نیز بالاست. اگر کابل فیبر نوری آسیب دیده باشد، باید فیبرها را در محل شکستگی جوش داد و این بخش از کابل را از اثرات محیط خارجی محافظت کرد. در همین حال، تولیدکنندگان ابزارهای پیشرفته تری را برای نصب کار با کابل های فیبر نوری به بازار عرضه می کنند و قیمت آنها را کاهش می دهند.

نیاز به حفاظت فیبر ویژه برای افزایش قابلیت اطمینان، فیبر نوری در حین ساخت با یک لاک مخصوص بر اساس اپوکسی آکریلات پوشانده می شود و خود کابل نوری به عنوان مثال با رزوه های مبتنی بر کولار (کولار) تقویت می شود. در صورت نیاز به شرایط سخت‌تر شکستن، کابل را می‌توان با یک کابل فولادی مخصوص یا میله‌های فایبرگلاس تقویت کرد. اما همه اینها مستلزم افزایش هزینه کابل نوری است.

مزایای استفاده از خطوط ارتباطی فیبر نوری به قدری قابل توجه است که با وجود معایب ذکر شده فیبر نوری، چشم اندازهای بیشتر برای توسعه فناوری ارتباطی فیبر نوری در شبکه های اطلاعاتی بیش از پیش آشکار است.

خطوط ارتباطی فیبر نوری نوعی ارتباط هستند که در آن اطلاعات از طریق موجبرهای دی الکتریک نوری که به "فیبر نوری" معروف هستند، منتقل می شود. فیبر نوری در حال حاضر پیشرفته ترین رسانه فیزیکی برای انتقال اطلاعات در نظر گرفته می شود.

و همچنین امیدوار کننده ترین رسانه برای انتقال جریان های بزرگ اطلاعات در فواصل طولانی. دلایل اعتقاد به این امر از تعدادی ویژگی ذاتی در موجبرهای نوری ناشی می شود.

سازه کابلی:

1. عنصر محوری:
   - طناب فولادی (رشته، سیم) در یک پوشش پلیمری؛
   - میله فایبرگلاس با پوشش پلیمری یا بدون
2. فیبرهای نوری
3. ماژول های نوری
4. پرکننده آبگریز داخل مدولار
5. عایق رطوبتی هسته
   
6. غلاف میانی
   - پلی اتیلن (در IKBL موجود نیست ...)
7. ضد آب لایه زره
   - مصالح آبگریز یا عناصر مسدود کننده آب
8. زره ساخته شده از سیم های فولادی گالوانیزه گرد
9. پوسته محافظ
   - پلی اتیلن یا پلیمر مقاوم در برابر شعله (ICBN ...)

1.1 ویژگی های فیزیکی
1. سیگنال های نوری پهن باند به دلیل فرکانس حامل بسیار بالا (Fo=10**14 هرتز). این بدان معنی است که اطلاعات را می توان از طریق یک خط ارتباطی نوری با سرعتی در حدود 10**12 بیت در ثانیه یا ترابیت بر ثانیه منتقل کرد. به عبارت دیگر، 10 میلیون مکالمه تلفنی و یک میلیون سیگنال ویدئویی می توانند به طور همزمان از طریق یک فیبر منفرد منتقل شوند. سرعت انتقال داده را می توان با انتقال اطلاعات در دو جهت به طور همزمان افزایش داد، زیرا امواج نور می توانند در یک فیبر مستقل از یکدیگر منتشر شوند. علاوه بر این، سیگنال‌های نوری با دو قطبش مختلف می‌توانند در فیبر نوری منتشر شوند، که این امکان را می‌دهد تا توان عملیاتی کانال ارتباطی نوری را دو برابر کند. تا به امروز، محدودیت در چگالی اطلاعات ارسال شده از طریق فیبر نوری محقق نشده است.

2. تضعیف بسیار کوچک (در مقایسه با سایر رسانه ها) سیگنال نور در فیبر. بهترین نمونه های فیبر روسی دارای تضعیف 0.22 دسی بل در کیلومتر در طول موج 1.55 میکرومتر هستند که امکان ایجاد خطوط ارتباطی تا طول 100 کیلومتر را بدون بازسازی سیگنال فراهم می کند. برای مقایسه، بهترین فیبر سومیتومو در 1.55 میکرومتر دارای میرایی 0.154 دسی بل در کیلومتر است. آزمایشگاه های نوری در ایالات متحده در حال توسعه فیبرهای به اصطلاح فلوروزیرکونات "شفاف" با محدودیت نظری حدود 0.02 دسی بل در کیلومتر در طول موج 2.5 میکرومتر هستند. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که از چنین فیبرهایی می توان برای ایجاد خطوط ارتباطی با سایت های بازسازی بیش از 4600 کیلومتر با سرعت انتقال حدود 1 گیگابیت بر ثانیه استفاده کرد.
1.2 ویژگی های فنی
1. الیاف از کوارتز ساخته شده است که بر خلاف مس بر پایه دی اکسید سیلیکون است، ماده ای گسترده و در نتیجه ارزان قیمت.

2. فیبرهای نوری قطری در حدود 100 میکرون دارند، یعنی بسیار فشرده و سبک هستند و همین امر آنها را برای استفاده در هوانوردی، ابزارسازی و فناوری کابل امیدوار می کند.

3. الیاف شیشه فلزی نیستند؛ در طول ساخت سیستم های ارتباطی، جداسازی گالوانیکی قطعات به طور خودکار به دست می آید. با استفاده از پلاستیک های بسیار بادوام، کارخانجات کابل کشی کابل های سقفی خود نگهدارنده را تولید می کنند که فاقد فلز هستند و بنابراین از نظر الکتریکی ایمن هستند. چنین کابل هایی را می توان بر روی دکل های خطوط برق موجود، به صورت جداگانه یا در یک هادی فاز تعبیه کرد که باعث صرفه جویی در بودجه قابل توجهی برای کابل کشی در رودخانه ها و سایر موانع می شود.

4. سیستم های ارتباطی مبتنی بر فیبرهای نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مقاوم هستند و اطلاعات ارسال شده از طریق فیبرهای نوری از دسترسی غیرمجاز محافظت می شود. خطوط ارتباطی فیبر نوری را نمی توان به صورت غیر مخرب شنود کرد. هر گونه تأثیر بر فیبر را می توان با نظارت (نظارت مستمر) یکپارچگی خط ثبت کرد. از نظر تئوری، راه‌هایی برای دور زدن حفاظت با نظارت وجود دارد، اما هزینه‌های اجرای این روش‌ها به قدری زیاد خواهد بود که از هزینه اطلاعات رهگیری شده فراتر خواهد رفت.

روشی برای انتقال مخفیانه اطلاعات از طریق خطوط ارتباطی نوری وجود دارد. با انتقال مخفی، سیگنال از منبع تابش نه در دامنه، مانند سیستم های معمولی، بلکه در فاز مدوله می شود. سپس سیگنال با خودش مخلوط می شود و مدتی بیشتر از زمان انسجام منبع تشعشع به تاخیر می افتد.

با این روش انتقال، اطلاعات را نمی توان توسط گیرنده تابش دامنه رهگیری کرد، زیرا فقط سیگنالی با شدت ثابت ثبت می کند.

برای تشخیص سیگنال رهگیری شده، به یک تداخل سنج Michelson قابل تنظیم با طراحی خاص نیاز دارید. علاوه بر این، دید الگوی تداخل را می توان به صورت 1:2N تضعیف کرد، که در آن N تعداد سیگنال هایی است که به طور همزمان روی سیستم ارتباط نوری ارسال می شود. این امکان وجود دارد که اطلاعات ارسالی را روی تعداد زیادی سیگنال توزیع کرد یا چندین سیگنال نویز را ارسال کرد و در نتیجه شرایط رهگیری اطلاعات را بدتر کرد. برای دستکاری سیگنال نوری نیاز به برداشت توان قابل توجهی از فیبر است و این دستکاری به راحتی توسط سیستم های مانیتورینگ تشخیص داده می شود.

5. خاصیت مهم فیبر نوری دوام است. طول عمر فیبر، یعنی حفظ خواص آن در محدوده های معین، بیش از 25 سال است که باعث می شود یک بار کابل فیبر نوری گذاشته شود و در صورت لزوم با جایگزینی گیرنده ها و فرستنده ها با گیرنده های سریعتر، ظرفیت کانال افزایش یابد. .

فناوری فیبر نیز دارای معایبی است:

1. هنگام ایجاد یک خط ارتباطی، عناصر فعال بسیار قابل اعتماد مورد نیاز است که سیگنال های الکتریکی را به نور و نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. کانکتورهای نوری (کانکتورها) نیز با تلفات نوری کم و منبع بزرگ اتصال-قطع مورد نیاز هستند. دقت ساخت چنین عناصر خط ارتباطی باید با طول موج تابش مطابقت داشته باشد، یعنی خطاها باید در حد کسری از میکرون باشند. بنابراین، تولید چنین قطعات پیوند نوری بسیار گران است.

2. عیب دیگر این است که نصب فیبرهای نوری به تجهیزات فنی دقیق و در نتیجه گران قیمت نیاز دارد.

3. در نتیجه در صورت بروز حادثه (شکستگی) کابل نوری، هزینه ترمیم بیشتر از کار با کابل های مسی است.

مزایای استفاده از خطوط ارتباطی فیبر نوری (FOCL) به قدری قابل توجه است که با وجود معایب ذکر شده فیبر نوری، این خطوط ارتباطی به طور فزاینده ای برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند.

مزایای FOCL

انتقال اطلاعات از طریق FOCL دارای چندین مزیت نسبت به انتقال از طریق کابل مسی است. ورود سریع فیبر به شبکه های اطلاعاتی نتیجه مزایای ناشی از ویژگی های انتشار سیگنال در فیبر نوری است.

پهنای باند گسترده- به دلیل فرکانس حامل بسیار بالای 1014 هرتز. این امکان انتقال یک جریان داده چند ترابیت در ثانیه را روی یک فیبر نوری فراهم می کند. پهنای باند بالا یکی از مهمترین مزایای فیبر نوری نسبت به مس یا هر وسیله انتقال دیگری است.

تضعیف کم سیگنال نور در فیبر.فیبر نوری صنعتی که در حال حاضر توسط سازندگان داخلی و خارجی تولید می شود دارای میرایی 0.2-0.3 دسی بل در طول موج 1.55 میکرون در هر کیلومتر است. تضعیف کم و پراکندگی کم امکان ساخت بخش هایی از خطوط را بدون ارسال مجدد به طول 100 کیلومتر یا بیشتر می دهد.

سطح نویز کم در کابل فیبر نوریبه شما این امکان را می دهد تا با انتقال مدولاسیون های سیگنال مختلف با افزونگی کد کم، پهنای باند را افزایش دهید.

ایمنی بالای سر و صدا. از آنجایی که فیبر از یک ماده دی الکتریک ساخته شده است، در برابر تداخل الکترومغناطیسی سیستم های کابل کشی مسی اطراف و تجهیزات الکتریکی که قادر به القای تشعشعات الکترومغناطیسی هستند (خطوط برق، موتورهای الکتریکی و غیره) مصون است. کابل های چند فیبر همچنین از مشکل تداخل الکترومغناطیسی که کابل های مسی چند جفتی دارند جلوگیری می کنند.

وزن و حجم کم.کابل‌های فیبر نوری (FOC) نسبت به کابل‌های مسی برای همان پهنای باند سبک‌تر و سبک‌تر هستند. به عنوان مثال، کابل تلفن 900 جفتی با قطر 7.5 سانتی متر را می توان با یک فیبر با قطر 0.1 سانتی متر جایگزین کرد. یک فیبر 1.5 سانتی متر خواهد بود که چندین برابر کوچکتر از کابل تلفن در نظر گرفته شده است.

امنیت بالا در برابر دسترسی غیرمجاز.از آنجایی که FOC عملاً در محدوده رادیویی تابش نمی کند، شنود اطلاعات ارسال شده از طریق آن بدون ایجاد اختلال در دریافت و ارسال دشوار است. سیستم های مانیتورینگ (کنترل مستمر) یکپارچگی خط ارتباط نوری، با استفاده از خواص حساسیت بالای فیبر، می توانند فوراً کانال ارتباطی "هک شده" را خاموش کرده و زنگ هشدار دهند. سیستم‌های حسگر که از اثرات تداخل سیگنال‌های نور منتشر شده (هم در امتداد فیبرهای مختلف و هم در قطبش‌های مختلف) استفاده می‌کنند، حساسیت بسیار بالایی نسبت به نوسانات، به افت فشار کوچک دارند. چنین سیستم هایی به ویژه هنگام ایجاد خطوط ارتباطی در دولت، بانکداری و برخی دیگر از خدمات ویژه ضروری هستند که تقاضاهای زیادی برای حفاظت از داده ها دارند.

جداسازی گالوانیکی عناصر شبکهاین مزیت فیبر نوری در خاصیت عایق بودن آن نهفته است. فیبر به جلوگیری از حلقه‌های زمین الکتریکی کمک می‌کند که وقتی دو دستگاه شبکه کامپیوتری غیر ایزوله که با کابل مسی به هم متصل شده‌اند، در نقاط مختلف ساختمان، مانند طبقات مختلف، زمین دارند. در این حالت، اختلاف پتانسیل زیادی می تواند رخ دهد که می تواند به تجهیزات شبکه آسیب برساند. برای فیبر، این مشکل به سادگی وجود ندارد.

ایمنی انفجار و آتش سوزی.به دلیل عدم وجود جرقه، فیبر نوری امنیت شبکه را در پالایشگاه های شیمیایی، نفت و هنگام سرویس فرآیندهای فناوری پرخطر افزایش می دهد.

WOK اقتصادیاین الیاف از سیلیس ساخته شده است که بر پایه دی اکسید سیلیکون ساخته شده است، ماده ای رایج و در نتیجه ارزان بر خلاف مس. در حال حاضر، هزینه فیبر در رابطه با یک جفت مس به صورت 2:5 در ارتباط است. در عین حال، FOC انتقال سیگنال‌ها را در فواصل بسیار طولانی‌تر بدون ارسال مجدد ممکن می‌سازد. هنگام استفاده از FOC تعداد تکرار کننده ها در خطوط توسعه یافته کاهش می یابد. هنگام استفاده از سیستم های انتقال سولیتون، مسافت 4000 کیلومتر بدون بازسازی (یعنی فقط با استفاده از تقویت کننده های نوری در گره های میانی) با سرعت انتقال بالای 10 گیگابیت در ثانیه به دست آمده است.

عمر طولانی.با گذشت زمان، فیبر تجزیه می شود. این بدان معنی است که میرایی در کابل نصب شده به تدریج افزایش می یابد. با این حال، به دلیل بهبود فناوری های مدرن برای تولید فیبرهای نوری، این روند به طور قابل توجهی کند شده است و عمر مفید FOC تقریباً 25 سال است. در طول این مدت، چندین نسل / استانداردهای سیستم های فرستنده گیرنده ممکن است تغییر کنند.

منبع تغذیه از راه دور.در برخی موارد، منبع تغذیه از راه دور گره شبکه اطلاعات مورد نیاز است. فیبر نوری قادر به انجام وظایف کابل برق نیست. با این حال، در این موارد، زمانی که کابل به همراه فیبرهای نوری، به یک عنصر رسانای مس مجهز شده باشد، می توان از کابل مخلوط استفاده کرد. چنین کابلی هم در روسیه و هم در خارج از کشور به طور گسترده استفاده می شود.

خط ارتباطی فیبر نوری (FOCL) - خطی که دو مدار الکتریکی را با انتقال اطلاعات با استفاده از یک سیگنال نوری در داخل یک فیبر نوری (نخ شیشه ای یا پلاستیکی نازک) به هم متصل می کند. اصل عملکرد یک فیبر نوری بر اساس اثر بازتاب کلی داخلی است. سیگنال ورودی منبع تابش نور را تعدیل می کند و آشکارسازهای نوری برای تبدیل نور به سیگنال الکتریکی استفاده می شوند. بنابراین، FOCL شامل اجزای اصلی زیر است:

1) فرستنده؛

2) کابل مبتنی بر فیبر نوری؛

3) گیرنده؛

4) اتصال دهنده ها (کانکتورها).

برای خطوط و شبکه های ارتباطی پیچیده تر، از عناصر اضافی مانند اسپلیتر، مالتی پلکسر و تابلو برق استفاده می شود.

فرستنده

از ال ای دی و لیزرهای نیمه هادی به عنوان فرستنده استفاده می شود.

برای انتقال اطلاعات، تشعشعات با طول موج های 1550 نانومتر، 1300 نانومتر، 850 نانومتر عمدتاً برای اطمینان از حداقل تضعیف در فیبرهای نوری استفاده می شود.

LED ها می توانند نوری با طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر ساطع کنند. قطره چکان های 850 نانومتری به طور قابل توجهی ارزان تر از ساطع کننده های 1300 نانومتری هستند. در عین حال، پهنای باند کابل برای امواج 850 نانومتری باریک تر است (200 مگاهرتز بر کیلومتر به جای 500 مگاهرتز بر کیلومتر). اصل عملکرد، مشخصات و طراحی ال ای دی ها به سخنرانی شماره 7 مراجعه کنید.

ساطع کننده های لیزر در طول موج های 1300 نانومتر و 1500 نانومتر کار می کنند. سرعت لیزرهای مدرن امکان تعدیل شار نور با فرکانس های 10 گیگاهرتز و بالاتر را ممکن می سازد. ساطع کننده های لیزر یک پرتو منسجم از نور ایجاد می کنند که به همین دلیل تلفات فیبرهای نوری نسبت به هنگام استفاده از جریان نامنسجم از یک LED کمتر می شود. اصل عملکرد، مشخصات و طراحی لیزرها، به سخنرانی شماره 10 مراجعه کنید.

کابل های فیبر نوری

طرح.

یک فیبر نوری از یک هادی نور مرکزی (هسته) و یک روکش نوری اطراف تشکیل شده است که ضریب شکست کمتری دارد. پرتوهای نور که در هسته پخش می شوند از حد خود فراتر نمی روند و در سطح مشترک بین هسته و پوسته بازتاب را تجربه می کنند. نوری که بر روی مرز با زاویه کمتر از حد بحرانی فرو می‌رود، به پوشش نوری نفوذ کرده و با انتشار در آن کاهش می‌یابد، زیرا روکش نوری برای انتقال نور طراحی نشده است. فیبرها همچنین دارای یک پوشش محافظ اضافی هستند که از هسته و روکش نوری در برابر ضربه محافظت می کند. خود الیاف فوق العاده هستند قطر کوچک.

شکل 1 نموداری از انتشار نور در طول فیبر را نشان می دهد. نور با زاویه ای بیشتر از زاویه بحرانی به رابط پوششی هسته/نوری وارد فیبر می شود و در این رابط بازتاب داخلی کامل را تجربه می کند. از آنجایی که زوایای تابش و بازتاب منطبق هستند، نور همچنان از مرز بازتاب می شود. بنابراین، پرتو نور به صورت زیگزاگی در امتداد فیبر حرکت می کند.

ویژگی های کابل فیبر نوری

- پراکندگیوابستگی سرعت فاز یک موج منتشر شده در کابل نوری به فرکانس است.

- تعداد حالت ها در یک فیبر. از فصول خاص فیزیک مشخص است که پارامترهای یک فیبر نوری تعداد امواج الکترومغناطیسی (حالت‌های) قابل انتشار در آن را تعیین می‌کنند. برای هر فیبر یک  CR وجود دارد به طوری که همه امواج دارای  هستند< КР не будут распространяться. Изменяя КР можно добиться распространения в волокне необходимого числа волн (мод). Для распространения излучения одной длины волны (моды) необходимо выполнение условия, при котором все, кроме одной, излучаемые источником длины волн имеют> CR.

- پهنای باند- اغلب به جای پراکندگی در فیبرهای چند حالته داده می شود که بر حسب مگاهرتز در هر کیلومتر (MHz/km) بیان می شود. پهنای باند 400 مگاهرتز بر کیلومتر به معنای توانایی انتقال سیگنال در باند 400 مگاهرتز در فاصله 1 کیلومتری است. حاصل ضرب حداکثر فرکانس سیگنال و طول ارسال می‌تواند کمتر یا مساوی 400 باشد. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.

AT

عکس. 1

بیان پهنای باند از طریق پراکندگی تک حالته پیچیده است، تخمین تقریبی را می توان بر اساس معادله زیر بدست آورد:

, (2)

جایی که: Disp- پراکندگی در طول موج عملیاتی بر حسب ثانیه در هر نانومتر و در هر کیلومتر.

اس دبلیوعرض طیف منبع بر حسب نانومتر است. L- طول فیبر بر حسب کیلومتر

-

شکل 2

تضعیفیاز دست دادن انرژی نوری هنگام حرکت نور در طول فیبر است که بر حسب دسی بل در هر کیلومتر اندازه گیری می شود. تضعیف بستگی به طول موج نور دارد. پنجره های شفافی وجود دارد که نور در امتداد فیبر با میرایی کم منتشر می شود. بنابراین، هنگامی که منبع نور در این محدوده ها کار می کند، تلفات انتقال در فیبر حداقل خواهد بود. شکل 2a یک منحنی میرایی معمولی را برای فیبر چند حالته کم تلفات نشان می دهد. شکل 2b همان منحنی را برای فیبر تک حالته نشان می دهد. مهمترین ویژگی تضعیف در یک فیبر نوری مستقل بودن آن از فرکانس مدولاسیون در باند عبور است. تضعیف در یک فیبر توسط سه اثر تعیین می شود: پراکندگی، جذب، و وجود m.

شکل 3

خاویار شکل 3 نشان می دهد که تغییرات مرزی می تواند منجر به انعکاس حالت های مرتبه بالا در زوایایی شود که از بازتاب بیشتر جلوگیری می کند.

- دیافراگم عددی (NA) - تعیین می کندتوانایی فیبر در جمع آوری پرتوها. NAبه خواص مواد فیبر بستگی دارد و با ضریب شکست هسته و روکش نوری تعیین می شود:
.NAفیبر به نحوه ورود و انتشار نور به فیبر اشاره دارد. فیبر با ارزش بالا NA(یعنی تعداد بیشتری از مسیرهای نور ممکن را نشان می دهد) نور را به خوبی دریافت می کند، در حالی که در یک فیبر با مقدار کمی NA(الیاف با پهنای باند وسیع)، تنها یک پرتو باریک از نور را می توان معرفی کرد.

شما همچنین می توانید زوایایی را که در آن نور در طول فیبر منتشر می شود تعیین کنید. این زوایا مخروطی به نام مخروط ورودی, که شطرنجی زاویه ای آن حداکثر زاویه ورود نور به فیبر را تعیین می کند.

(3)

شکل 4

جایی که  - نیمی از زاویه ورودی (شکل 4).

منبع و گیرنده نیز دیافراگم های خاص خود را دارند:

NA istمنبع دیافراگم زاویه ای نور ورودی را تعیین می کند.

NA فرزندانآشکارساز محدوده عملکرد زوایای گیرنده را تعیین می کند.

رعایت این شرط بسیار مهم است: NA ist =NA فرزندان . عدم تطابق NAمنجر به تلفات اضافی در انتقال نور از دستگاهی با مقدار کمتر می شود NAبه دستگاهی با ارزش بالاتر

- استحکام فیبر- توانایی فیبر را برای مقاومت در برابر تنش، پارگی و خمش بدون آسیب مشخص می کند. دلیل اصلی شکنندگی الیاف وجود ریزترک در سطح و عیوب داخل الیاف است. عیوب سطح می تواند تحت تأثیر بار کششی که در هنگام نصب کابل رخ می دهد افزایش یابد. تغییرات دما، تأثیرات مکانیکی و شیمیایی، پیری طبیعی نیز منجر به ظهور نقص می شود. الیاف شیشه را می توان به شکل دایره هایی با قطر کوچک خم کرد. در عین حال، باید به خاطر داشت که حداقل شعاع انحنا برابر با پنج قطر کابل در غیاب تنش های کششی و 10 قطر کابل در حضور آنها است.

- قدرت تشعشع- توانایی تجهیزات را برای مقاومت در برابر اثرات هسته ای تعیین می کند. فیبرها بر خلاف رساناها وقتی در معرض تابش قرار می گیرند بارهای ساکن را جمع نمی کنند. الیاف نیز بلافاصله پس از ذوب شدن پوشش کابل خود تحت تأثیر حرارتی منبع تشعشع آسیب نمی بینند.

الیاف در برابر رشد تضعیف تحت شرایط قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو با شدت بالا مقاومت می کنند. افزایش تضعیف بستگی به بزرگی دوز انباشته شده و شدت تابش دارد.