▷ Vláknová optika: k čemu slouží, k čemu se používá a jak funguje

Budeme se věnovat tomuto článku, abychom se dozvěděli více o vláknové optice, vysvětlíme, co to je a jak to funguje. Všichni víme, že tento přenosový prvek se používá v datových sítích pro připojení k internetu, ale ne každý ví, jak fyzicky identifikovat, co vlákno je, takže budeme mít potíže.

Index obsahu

Vytvoření internetu bylo bezpochyby jednou z nejdůležitějších informačních a komunikačních technologií našeho století. Internet je nedávným stvořením, mluvíme o roce 1991, kdy byl vytvořen World Wide Web, kdy v této době začal prudce stoupat vývoj rychlosti a dostupnosti. Přesně díky technologiím, jako je optická vlákna, dosáhlo zvýšení kapacity přenosu dat extrémně vysoké rychlosti a vzdálenosti.

Co je to optická vlákna

Jak jsme již zmínili, vláknová optika je prostředkem přenosu dat fotoelektrickými impulsy drátem vyrobeným z průhledného skla nebo jiných plastových materiálů se stejnou funkčností. Tato vlákna mohou být téměř stejně jemná jako vlasy a jsou přesně prostředkem přenosu signálu.

V podstatě těmito velmi jemnými kabely se světelný signál přenáší z jednoho konce kabelu na druhý. Toto světlo může být generováno pomocí laseru nebo LED a jeho nejrozšířenějším využitím je přenos dat na velké vzdálenosti, protože toto médium má mnohem větší šířku pásma než kovové kabely, nižší ztráty a vyšší přenosové rychlosti.

Dalším velmi důležitým aspektem, který musíme vzít v úvahu, je to, že optické vlákno je odolné vůči elektromagnetickému rušení, což je něco, co například kroucené dvojlinky ve všech případech trpí a přispívají k potřebě opakovačů v každé určité vzdálenosti. Musíme vědět, že optická vlákna nepřenáší elektrickou energii, pouze světelné signály.

Optická vlákna se však nepoužívá pouze pro přenos dat v sítích, ale také pro vysoce kvalitní zvuková připojení. Kromě toho je také světelným zdrojem, který zajišťuje viditelnost v těsných prostorech a dokonce i pro dekorační výrobky, například na vánoční stromky apod. Tato vlákna jsou samozřejmě vyrobena z plastu a jsou levná a mají málo společného s kabely použitými pro data.

Části a součásti optického kabelu

Než uvidíme, jak to funguje, myslíme si, že je důležité vědět, jaké jsou součásti, které tvoří kabel z optických vláken.

• Jádro: Není to vždy centrální prvek optického kabelu. Jeho funkcí je jednoduše poskytnout výztuž, aby nedošlo k přetržení a deformaci kabelu. Odvod vlhkosti: Tento prvek také není přítomen ve všech kabelech. Jeho funkcí je vést možnou vlhkost, kterou má kabel, aby prošel skrz něj. Je navinuta v jádru. Vlákna: je to vodivý prvek, světlo a data jím prochází. Jsou vyrobeny z vysoce kvalitního křemíkového skla nebo plastu, které vytvářejí médium, ve kterém světlo může správně odrážet a refrakční, dokud nedosáhne svého cíle. Pufr a opláštění (povlak): v podstatě jde o povlak vláken optických vláken. Skládá se z tmavé gelové výplně, která zabraňuje úniku světelných paprsků z vlákna. Pufr je zase vnější povlak, který obsahuje gel a vlákno. Mylarová páska a izolační vrstvy: v podstatě jde o izolační vrstvu, která pokrývá všechny vláknité pufry. V závislosti na typu konstrukce bude mít několik prvků, všechny z dielektrického (nevodivého) materiálu. Protipožární nátěr: Je-li kabel ohnivzdorný, budete také potřebovat nátěr schopný odolávat plamenům. Pancéřování: Další vrstvou je pancéřování kabelů, které je vždy vyrobeno z kevlarového drátu v nejvyšší kvalitě. Tento materiál je lehký a vysoce odolný a nehořlavý, vidíme ho v neprůstřelných vestách a pilotních přilbách. Vnější plášť: Jako každý kabel je vyžadován vnější plášť, obvykle plast nebo PVC.

Jak funguje optická vlákna

Protože jde o kabely, kterými prochází světelný signál, není způsob přenosu založen na přenosu elektronů vodivým materiálem. V tomto případě se věnujeme fyzickým jevům odrazu a lomu světla.

Reflexe: Reflexe světelného paprsku nastane, když narazí na povrch oddělující dvě média a změní se směr vlny, což způsobí, že se vydá ve směru rovnajícím se úhlu dopadu. Pokud například světelný paprsek dopadne na povrch pod úhlem 90 stupňů, odrazí se v opačném směru, to se stane, když stojíme před zrcadlem. Pokud v jiném případě světelný paprsek dopadne na povrch o 30 stupních, paprsek se odrazí o stejných 30 stupňů.

Refrakce: v tomto případě nastává změna směru a rychlosti ve vlně při přechodu z jednoho média na druhé. Například to, co vidíme, když světlo přechází ze vzduchu do vody, uvidíme stejný obrázek, ale pod jiným úhlem.

Prostřednictvím těchto dvou jevů bude světlo přenášeno podél optického kabelu, dokud nedosáhne svého cíle.

Typy a konektory z optických vláken

Už víme, jak to funguje, ale stále nevíme, jak se světlo přenáší uvnitř těchto kabelů. V tomto případě musíme rozlišovat mezi singlemódovým vláknem a multimodovým vláknem.

U vlákna v jednom módu je prostřednictvím média přenášen pouze jeden světelný paprsek. Tento paprsek bude schopen dosáhnout v nejlepším případě vzdálenost 400 km bez použití opakovače a pro generování tohoto paprsku se použije laser s vysokou intenzitou. Tento paprsek je schopen transportovat až 10 Gbit / s pro každé vlákno.

Naproti tomu v multimodovém vláknu může být na stejném kabelu přenášeno několik světelných signálů, které jsou generovány LED s nízkou intenzitou. Používá se pro přenosy s kratším dosahem a je také levnější a snadnější instalace.

Pokud jde o typy konektorů z optických vláken, můžeme najít následující:

• SC: Tento konektor je ten, který uvidíme nejčastěji, protože se používá pro přenos dat v single-mode optických připojeních. K dispozici je také verze SC-Duplex, která je v podstatě dvěma spojenými SC. FC: Toto je další z nejvíce používaných a vypadá podobně jako konektor koaxiální antény. ST: Je také podobný předchozímu s centrálním prvkem asi 2, 5 mm, který je více exponován. LC: v tomto případě je konektor čtvercový, i když centrální prvek zůstává stejné konfigurace jako předchozí dva. FDDI: Jedná se o duplexní optický konektor, to znamená, že spojuje dva kabely místo jednoho. MT-RJ: Je to také duplexní konektor a obvykle se nepoužívá pro vlákna v jednom režimu.

Závěry a výhody a nevýhody používání vláknové optiky

Na základě těchto informací můžeme vytvořit poměrně obecnou a úplnou představu o tom, co je optická vlákna a jak je založena na jejím fungování. Domácí optická připojení jsou stále běžnější, i když někdy místo toho, aby k nám přicházela přímo k vláknu, přichází ve formě koaxiálního kabelu, pokud je síť hybridní. Využijeme další článek, abychom si pověděli více o tomto typu kabelu.

Budoucnost, která nás čeká, nepochybně leží jednoznačně v optických sítích, stále více relativně malých populačních centrech, která mají tento typ vysokorychlostního připojení , protože to je jedna z hlavních výhod. Navíc, protože je založen na světlu místo na elektrické energii, je zcela imunní vůči rušení a neprodukuje ho ani. Stejně tak velmi dobře podporuje klimatické změny a teploty a je velmi lehký, protože jde o nekovové prvky.

V optice z optických vláken však není vše dobré, protože jedním z omezení je, že kabely musí být velmi pevné a velmi dobře chráněné, aby nedošlo k poškození vláken. Nemůžeme také přenášet elektřinu, to je logické, takže každý prvek, který potřebuje elektrickou energii, musí mít blízký zdroj energie.

Pokud jde o instalaci a spojování optických kabelů, je to poměrně složitý proces a je nutná velká přesnost, aby byl signál přenášen z jednoho kabelu na druhý bez degradace signálu. Vysílací a přijímací zařízení jsou také mnohem dražší a složitější a ve většině případů jsou k dosažení našich domovů potřebná zařízení pro přeměnu energie na světlo.

Jedná se hlavně o kabely a připojení z optických vláken. Věříme, že jsme dokázali vyřešit pochybnosti o této technologii a jejím použití. Pokud vás zajímají další návody týkající se sítí, zde jsou některé z nich.

Pokud máte nějaké dotazy nebo chcete něco zdůraznit nebo přidat, napište nám do komentářů. Vždy se snažíme obsah co nejvíce vylepšovat.