Apa itu Kabel Fiber Optik?

Kabel serat optik banyak digunakan saat ini untuk mengirimkan data. Di beberapa bidang TI, mereka telah sepenuhnya menggantikan jalur komunikasi tradisional berdasarkan konduktor logam. Jalur serat optik sangat efektif di mana sejumlah besar data harus ditransmisikan melalui jarak jauh.

Dasar fisik kabel serat optik

Prinsip fisik serat optik didasarkan pada prinsip pemantulan total. Jika kita mengambil dua media dengan indeks bias yang berbeda n₁ dan N₂, dengan n₂< n₁ (misalnya, udara dan kaca atau kaca dan plastik transparan) dan mengirimkan seberkas cahaya dengan sudut ke antarmuka, dua peristiwa akan terjadi.

Sinar (ditandai dengan warna merah pada gambar), yang diluncurkan dari atas dari kiri (sepanjang panah) akan dibiaskan sebagian dan akan mengikuti medium dengan indeks bias n₂ pada sudut₁<α -="" this="" part="" of="" the="" beam="" is="" indicated="" by="" the="" dashed="" line.="" the="" other="" part="" of="" the="" beam="" will="" be="" reflected="" from="" the="" interface="" at="" the="" same="" angle.="" if="" we="" let="" the="" beam="" under="" a="" more="" gentle="" angle="" β="" (the="" green="" beam="" in="" the="" figure),="" the="" same="" thing="" will="" happen="" -="" partial="" reflection="" and="" partial="" refraction="" under="" the="" angle="">₁.

Jika sudut datang dikurangi lebih lanjut (berkas biru pada gambar), maka dapat dicapai bahwa bagian yang dibiaskan dari sinar "meluncur" secara praktis sejajar dengan antarmuka (garis putus-putus biru). Pengurangan lebih lanjut dari sudut datang (sinar hijau jatuh pada sudut ) akan menyebabkan lompatan kualitatif - bagian yang dibiaskan tidak akan ada.Sinar akan sepenuhnya dipantulkan dari antarmuka antara dua media. Sudut ini disebut sudut pantul total, dan fenomena itu sendiri disebut pantul total. Hal yang sama akan diamati ketika sudut datang semakin berkurang.

Konstruksi serat optik

Ini adalah prinsip di mana serat optik dibangun. Ini terdiri dari dua lapisan koaksial dengan kepadatan optik yang berbeda.

Jika seberkas cahaya memasuki ujung terbuka serat pada sudut yang lebih besar dari sudut pantul cahaya, maka akan dipantulkan dari batas kontak antara dua media dengan indeks bias yang berbeda sepenuhnya, dengan sedikit redaman pada setiap "loncatan".

Bagian luar serat optik terbuat dari plastik. Bagian dalam juga dapat dibuat dari plastik transparan, kemudian dapat ditekuk pada sudut yang cukup besar (bahkan dipelintir menjadi cincin, dan cahaya yang masuk masih akan melewati dari satu ujung ke ujung lainnya dengan redaman, tergantung pada sifat optik dari plastik dan panjang serat). Untuk kabel jarak jauh, di mana fleksibilitas tidak begitu penting, inti dalam biasanya terbuat dari kaca. Ini mengurangi redaman, mengurangi biaya serat ringan, tetapi menjadi sensitif terhadap tikungan.

Untuk meningkatkan kapasitas saluran optik, serat diproduksi dalam versi mode ganda atau multi mode. Untuk tujuan ini, penampang inti ditingkatkan menjadi 50 m atau 62,5 m (dibandingkan 10 m untuk mode tunggal). Dua atau lebih sinyal dapat ditransmisikan secara bersamaan melalui panduan cahaya tersebut.

Konstruksi saluran transmisi optik ini memiliki kelemahan tertentu. Salah satunya adalah dispersi cahaya yang disebabkan oleh perbedaan rute setiap sinyal. Mereka telah belajar untuk melawannya dengan membuat inti dengan indeks bias gradien (berubah dari tengah ke tepi). Karena ini rute balok yang berbeda dikoreksi.

Kabel dengan serat multi-mode sebagian besar digunakan untuk jaringan lokal (dalam satu gedung, satu perusahaan, dll.), Dan dengan mode tunggal - untuk saluran utama.

Desain jalur serat optik

Garis serat optik mentransmisikan sinyal cahaya yang dihasilkan oleh LED atau laser. Sinyal listrik dihasilkan di perangkat transmisi. Perangkat terakhir juga membutuhkan sinyal dalam bentuk pulsa listrik. Oleh karena itu, perlu untuk mengonversi data mentah dua kali. Diagram garis serat optik yang disederhanakan ditunjukkan pada gambar.

Sinyal dari perangkat transmisi diubah menjadi pulsa cahaya dan ditransmisikan melalui jalur optik. Kekuatan emitor di sisi transmisi terbatas, sehingga perangkat yang mengkompensasi redaman - amplifier optik, regenerator atau repeater - ditempatkan pada interval tertentu pada garis yang sangat panjang. Di sisi penerima ada konverter lain yang mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik.

Konstruksi Kabel Optik

Untuk mengatur jalur serat optik, serat individu digunakan sebagai bagian dari kabel optik. Konstruksinya tergantung pada tujuan saluran transmisi dan metode peletakan, tetapi secara umum mengandung beberapa serat optik dengan lapisan pelindung individu (terhadap goresan dan kerusakan mekanis). Perlindungan semacam itu biasanya dilakukan dalam dua lapisan - pertama cangkang senyawa, dan lapisan tambahan plastik atau pernis di atasnya. Serat terbungkus dalam selubung umum (mirip dengan kabel listrik konvensional), yang menentukan penerapan kabel dan dipilih berdasarkan pengaruh eksternal di mana saluran akan terpapar selama operasi.

Saat meletakkan di baki kabel ada masalah perlindungan saluran dari hewan pengerat. Dalam hal ini perlu untuk memilih kabel, selubung luar yang diperkuat dengan pita baja atau pelindung kawat. Juga sebagai perlindungan terhadap kerusakan serat kaca digunakan.

Jika kabel diletakkan di dalam pipa, cangkang yang diperkuat tidak diperlukan. Tabung logam andal melindungi terhadap gigi tikus dan tikus. Selubung luar bisa dibuat lebih ringan. Ini membuatnya lebih mudah untuk mengencangkan kabel di dalam pipa.

Jika garis akan diletakkan di tanah, perlindungan dilakukan dalam bentuk pelindung kawat, terlindung dari korosi, atau batang fiberglass. Di sini, resistensi tinggi diberikan tidak hanya untuk kompresi tetapi juga untuk peregangan.

Jika kabel harus diletakkan di laut, melalui sungai dan rintangan air lainnya, tanah berawa, dll., perlindungan tambahan digunakan dari pita aluminopolimer. Dengan cara ini keamanan terhadap penetrasi air dilakukan.

Juga, banyak kabel di dalam selubung keseluruhan mengandung:

• batang penguat yang berfungsi untuk memberikan struktur kekuatan yang lebih besar di bawah pengaruh mekanis eksternal dan pemanjangan termal saluran;
• pengisi - benang plastik yang mengisi area kosong antara serat dan elemen lainnya
• batang listrik (tujuannya adalah untuk meningkatkan beban tarik).

Dalam bentang panjang, saluran digantung pada kabel, tetapi ada kabel mandiri. Kabel logam pendukung dibangun langsung ke dalam selubung.

Sebagai jenis terpisah dari garis serat optik harus disebutkan kabel patch optik. Kabel ini berisi satu atau dua serat (mode tunggal atau mode ganda) yang terbungkus dalam selubung umum. Kedua sisi kabel dilengkapi dengan konektor untuk koneksi. Kabel ini panjangnya pendek dan dirancang untuk menghubungkan peralatan jarak pendek atau meletakkan komunikasi di dalam kabinet.

Keuntungan dan kerugian dari kabel optik

Keuntungan yang tidak diragukan dari kabel optik, yang menentukan meluasnya penggunaan jalur komunikasi tersebut, meliputi:

• kekebalan kebisingan tinggi - sinyal cahaya tidak terpengaruh oleh radiasi elektromagnetik domestik dan industri, dan saluran itu sendiri tidak memancar (ini membuat akses tidak sah ke informasi yang dikirimkan menjadi sulit dan tidak menimbulkan masalah kompatibilitas elektromagnetik);
• isolasi galvanik lengkap antara sisi penerima dan sisi transmisi;
• tingkat redaman yang rendah - jauh lebih sedikit daripada garis kawat;
• seumur hidup panjang;
• bandwidth tinggi.

Dalam kenyataan saat ini, penting juga agar kabel tidak menarik pencuri logam.

Optik bukan tanpa kekurangannya. Pertama-tama itu adalah kompleksitas instalasi dan koneksi, yang memerlukan peralatan, peralatan dan bahan khusus, serta membebankan persyaratan yang lebih tinggi untuk keterampilan personel, yang terlibat dalam pemasangan dan pemeliharaan saluran. Sebagian besar kegagalan dalam FOCL terkait dengan kesalahan dalam instalasi, yang mungkin tidak segera muncul. Awalnya, biaya jalur itu sendiri juga tinggi, tetapi perkembangan teknologi memungkinkan untuk mengurangi kerugian ini ke tingkat yang kompetitif.

Jalur komunikasi optik telah menempati sektor yang serius di pasar bahan komunikasi. Tidak ada alternatif serius untuk mereka di masa mendatang, kecuali ada terobosan teknologi.

Artikel terkait: