Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель — кабель на основе оптоволоконных нитей, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи.

Структура волоконно-оптического кабеля (см. рисунок 12) похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции — стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая световому лучу выходить за пределы стекловолокна. Принцип действия основан на эффекте полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Иногда ее применяют для механической защиты от внешних воздействий (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Рисунок 12 – Волоконно-оптический кабель.

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

– многомодовый;

– одномодовый.

Основные различия между этими типами связаны с разными режимами прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны. Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки - 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем[9].

Волоконно-оптические кабели широко используются в телекоммуникациях, так как позволяют передавать данные на большие расстояния и с очень высокой скоростью (до нескольких Гбит/c и более). Оптоволоконные кабели не подвержены действию электромагнитных помех, сигнал, передаваемый по ним, невозможно перехватить.