Оптичните кабели са изключително интересна категория проводящи елементи, които имат специфично предназначение, предимно в сферата на телекомуникациите. Конструкцията им също е уникална и ги отличава от всички други подобни елементи. Какви са основните видове, какви са техните характеристики и какво ги прави толкова предпочитани, можете да разберете от следващите редове. 

Какво са оптичните кабели?

Представляват проводящи компоненти, изградени от оптични влакна, при които преносът на данни става въз основа на светлинна вълна. Трансферът на информация е изключително бърз и ефективен, без почти никакви загуби и с висок капацитет за размер на данните. Основата на влакната обикновено се прави от стъкло или пластмаса, които са материали с отлични оптични свойства. 

Оптичните кабели са изключително крехки и се деформират лесно, така че монтажът им трябва да се извършва много внимателно, обикновено с помощта на специални конектори и букси. Работата на този вид кабели се осъществява благодарение на два предавателя на входа и изхода на системата. Единият улавя електрически или аналогов сигнал и го превръща в светлинен такъв, който се пренася по оптичния елемент и достига до крайния, който връща информацията в първоначалното ѝ състояние.

За какви приложения са предназначени оптичните кабели?

Както споменахме, те са незаменими в сферата на телекомуникацията. Идеални са за пренос на аудио, звукови, телевизионни, телефонни и Интернет сигнали в домашни и индустриални условия. Предпочитани са за изграждане на различни видове компютърни мрежи. Можете да ги срещнете дори като решение в сферата на осветлението и декорацията.

Оптичните кабели намират и по-специфично приложение в областта на медицината, автомобилостроенето и промишлената автоматизация. Причина за това е тяхната устойчивост на външни фактори като височини, температури, електромагнитни смущения, метеорологични условия. Влияят се относително слабо и от разстоянието между началната и крайната точка на предаване на сигнала, като запазват неговото изначално качество.

Каква е базисната конструкция на оптичните кабели?

Оптичните кабели са изключително разнообразни и могат да се срещнат в различни видове според конкретната цел, която изпълняват, което прави дефинирането на конкретна стандартизирана структура нелека задача. Въпреки това може да се каже, че в общи линии те задължително притежават поне следните елементи:

  1. Ядро;
  2. Вътрешна обвивка;
  3. Първичен буфер;
  4. Укрепващи елементи (влакна);
  5. Външна кабелна обвивка.


Ядро

Ядрото е основният компонент, който е отговорен за реалния пренос на оптичните сигнали. Представлява изключително фина единична непрекъсната нишка от стъкло или пластмаса с висока честота на материала, чиито диаметър не е по-голям от няколко микрометра (µm). Колкото по-голямо е ядрото, толкова повече светлина е в състояние да пренесе, което съответства на по-висока скорост на пренос на данни. 

Вътрешна обвивка

Тънък слой, разположен над сърцевината, който представлява своеобразна граница, която не позволява на светлината да излезе извън нея, като същевременно с това позволява движението на данните по дължината на кабела.

Първичен буфер

Пластмасово покритие върху вътрешната обвивка, което има предимно защитни функции и няма голямо отношение към реалния пренос на данни. То спомага за абсорбиране на механични влияния като удари и прекомерни огъвания на кабела.

Укрепващи елементи

Тези компоненти също служат за протекция срещу смачкване или свръхнатоварване по време на монтаж. Най-често са телени нишки или различни гелови субстанции. Понякога между тях се добавя и тъмно стъкло, абсорбиращо светлината, за да предотврати изтичането ѝ от едно влакно към друго.

Външна обвивка

Повърхностният слой или още най-външната обвивка на кабела. Функциите му са главно изолационна и защитна. Може да е жълт, черен или друг цвят, най-често оранжев.

Какви видове оптични кабели съществуват? 

Видовете оптични кабели са изключително необятна тема, кореспондираща пряко с разнообразните им конструкции и приложения. Въпреки това в настоящето изложение ще се спрем на някои от най-често срещаните в практиката вариации.

Видове според модната структура

Едномодов

Този вид е с по-малък размер сърцевина, като сигналът се движи само по един конкретен прав канал, без да се отклонява. Ядрото е от порядъка на 8-10 µm, а вътрешната обвивка: 125 µm. 

Подходящ е за по-дълги трасета, където се изисква бърз пренос на данни поради липса на модалната дисперсия, характерна за многомодовия вариант. Това му качество го дефинира и като вида с по-оптимизиран обем на потока информация, който проводящото устройство притежава, измерващ се в битове в секунда (Mb/s).

Въпреки че е по-разпространен и предпочитан за масова употреба, недостатък на този вид е по-взискателната методика на производство, която повишава цената му.

Многомодов

Притежава по-голям диаметър (около 50-100 µm), което го прави значително по-лесен за направа. Следователно, тази специфика позволява на повече от един светлинен лъч (или модул), като всеки от тях пада под малко по-различен ъгъл в ядрото. Този вид намира оптимално приложение, когато крайният консуматор е с по-нисък разход на енергия като LED диодите, както и за по-къси разстояния.

Недостатъците в сравнение с предходния вид са по-слабата ефективност, изразяваща се в по-големи загуби при преноса на данни, както и във вече споменатата по-висока степен на модална дисперсия. Тя от своя страна отразява на обема от информация, доставян за единица време, като забавя цялостния процес.

Видове според вида на материала на ядрото

Най-разпространените типове са следните:

  • Стъклени
  • Пластмасови
  • Полупроводникови

Първите са най-ефективни, позволяващи трансфериране на сигнала със завидна бързина дори и в дълги участъци. Другите видове се използват основно за по-облекчен локален пренос на информация между различни устройства.

Видове според коефициента на пречупване

Стъпални

При тези вариации индексът на пречупване на светлината между ядрото и вътрешната обвивка се изменя стъпаловидно (рязко). Това е и по-широко разпространеният вид. 

Градиентни

Промяната в индекса на пречупване се извършва по-плавно спрямо диаметъра на влакното. Посоката на пречупване в този случай е към центъра на влакното.

Защо оптичните кабели са толкова предпочитани?

Предимствата на този тип компоненти са изключително многобройни и съвсем не е случаен фактът, че са толкова търсени и предпочитани в нашето съвремие. Като основни техни положителни свойства можем да посочим няколко елемента. 

  • Бързина;
  • Ефективност и ниски загуби;
  • Безопасност и по-висока устойчивост на напрежение, запалими и взривоопасни елементи и други, която се дължи на непровеждането на електричество;
  • Неподатливост на метеорологични влияния;
  • Постоянно качество на сигнала, което се характеризира с почти пълна липса на смущения;
  • Пренасят няколко типа информация (Интернет, телевизия) по един-единствен кабел, което спестява място;
  • Универсалност на начините за инсталация - вградена, в кабелни канали, в земята и други.

За да бъдем абсолютно честни, редно е да споменем и някои негативни черти като:

  • По-трудно съединяване;
  • По-скъпо оборудване под формата на лазерни предаватели и приемници;
  • Крехкост и повишен риск от механична повреда.

Предвид гореизброените специфики, едва ли е голяма изненада, че оптичните кабели водят с доста сериозна преднина в сравнение със стандартните медни жици, които са тяхна своеобразна алтернатива. Оптичните варианти са предпочитаният избор както от домакинствата, така и от тесните професионалисти като IT специалистите, за които скоростта и големината на данните, качеството и надеждността на сигнала са фактори, които определено имат значение.

Оптичните кабели са едно от най-съвременните решения в тази област, което тепърва ще се развива в близкото бъдеще, затова не се колебайте дълго, а заложете на сигурното. Уникалният начин за трансфер на информация ги прави практически незаменими и без равностоен аналог, така че ако ви предстои изграждане на подобен тип инсталация, те са вашето дългосрочно решение.