Оптичко влакно: Разлика помеѓу преработките
| [проверена преработка] | [непроверена преработка] |
Избришана содржина Додадена содржина
с Бот Додава: ne:अप्टिकल फाइबर |
Нема опис на уредувањето |
||
Ред 1:
<p>[[Податотека:Fibreoptic.jpg|thumb|right|Оптички влакна]]
'''Оптичките влакна''' се употребуваат за пренос на големи количества податоци (до 1 [[терабит во секунда]]).
<p>Оптичкото влакно типично се состои од проѕирно јадро обвиткано од обложен слој со понизок индекс на рефлексија. Светлината се чува во јадрото со целосна внатрешна рефлексија. Ова предизвикува влакното да ја пренесува светлината во брановидна форма. Влакното кое поддржува повеќе разновидни патеки или дијагонален режим се нарекува влакно со повеќе режими (MMF), додека оние кои поддржуваат единечен режим се нарекуваат влакна со еден режим (SMF). Влакната со повеќе режими имаат поголем дијаметар на јадрото и се користат за комуникациски линкови на помала далечина и апликации каде висока моќност мора да биде пренесена. Влакната со еден режим се користат за повеќето комуникациски линкови, подолги од 1,050 метри (3,440 ft). </p>
<p>Спојувњето на оптичките влакна е покомплексно од спојуавањето на електрични жици и кабли. Краевите на влакното мора да бидат внимателно раздвоени, а потоа споени било механички или спојување со загревање. Специјални конектори за оптички влакна се користат за да се направи пренослива конекција.</p>
<p>
== Комуникации со оптички влакна ==
</p>
<p>Оптичкото влакно се користи како медиум во телекомуникациите и мрежите, затоа што е флексибилен и може да се формира сноп како и со каблите. Има многу предности за комуникациите на долги растојанија, затоа што светлината се движи низ влакното со мало ослабување во споредба со електричните кабли. Тоа овозможува големи далечини да бидат поминати со неколку повторувачи. Секое влакно може да носи повеќе независни канали, притоа секој користејќи различна брановидна должина од светлина. Моментално, лабораториското оптичко влакно развиено од Бел Лабс, Франција, поддржува 155 канали, секој носејќи 100 Gbit/s на далечина повеќе од 7000 км. </p>
<p>За апликации на помали далечини, како создавање мрежа без зграда со канцеларии, оптичкото влакно може да се искориси за да се заштеди простор за цевки од кабли. Ова е така затоа што едно оптичко влакно може да пренесе многу повеќе податоци отколку со повеќе електрични кабли, на пример 4 пара Ethernet Cat-5 каблирање. Влакното е исто така отпорно на електрични влијанија, нема мешање на сигналите од различните кабли во снопот и не е под влијание од надворешната врева т.е шум. Може да се користат и во средини каде има експлозивни гасови без опасност од палење. </p>
<p>
== Начин на работа ==
</p>
<p>
[[Податотека:Optical fiber cable.jpg|thumb|right|Оптички кабел]]
[[Податотека:Optical-fibre.svg|thumb|right|Внатрешна рефлексија]]
[[Податотека:Optical fiber types.svg|thumb|right|Типови на кабли според рефлексијата]]
Оптичкото влакно е цилиндрично диелектрично влакно кое пренесува светлина низ неговата оска со целосна внатрешна рефлексија. Се состои од јадро обвиткано со обложен слој, и двата направени од диелектрични материјали. За да го задржат сигналот во јадрото, индексот на прекршување на јадрото мора да биде поголем од оној на обложниот слој. </p>
<p>
=== Индекс на рефлексија ===
</p>
<p>Индексот на рефлексија е показател со чија помош може да се измери брзината на светлината во материјалот. Светлината патува побрзо во вакум отколку во друг простор. Брзината на светлината во вакум е околку 300.000 километри во секунда. Индексот на рефлексија се пресметува делејќи ја брзината на светлината во вакум со брзината во некој друг медиум. По дефиниција индексот на рефлексија во вакум е 1. Вредноста за обложниот слој на оптичкото влакно е 1,46 , а вредноста на јадрото е 1,48. Колку е поголем индексот на рефлексија, толку побавно патува светлината во медиумот. Од оваа информација произлегува правилото дека сигналот кој користи оптичко влакно за комуникација ќе патува отприлика со 200 милиони метри во секунда. Така телефонски повик кој се одвива преку оптичко влакно помеѓу Сиднеј и Њујорк на 12000 километри оддалеченост, ќе се пренесе со минимално задоцнување од 60 милисекунди. Но сепак треба да се напомене дека ќе се јави дополнително доцнење од комуникациската опрема како преклопници и кодери и декодери кои ќе го претвараат гласот погоден за пренос низ оптичкото влакно и обратно. </p>
<p>
=== Целосна внатрешна рефлексија ===
</p>
<p>Целосна внатрешна рефлексија - кога светлината се пренесува низ медиум удира во границите под остар агол и комплетно се рефлектира. Овој принцип се користи и во оптичките влакна за да се задржи светлината во јадрото. Затоа што светлината мора да удри во границите со агол поголем од критичниот, само светлината која влегува во влакното под определен агол може да патува низ него без протекување. Овие агли се нарекуваат прифатлив конус на влакното. Големината на овој прифатлив конус е функција од индексот на рефлексија. Значи постои максимален агол за оската на влакното под кој треба да влезе светлината во него за да може да се движи односно да патува во јадрото на оптичкото влакно. </p>
<p>
== Механизми за слабеење ==
</p>
<p>Слабеењето на сигналот во оптичкото влакно уште познато и како загуба во пренос, е намалување на интензитетот на светлинскиот зрак или сигналот во однос на далечината помината низ медиумот за пренос. Коефициентот на слабеење во опричкото влакно обично ја користи мерката dB/km кое се должи на релативно високиот квалитет на транспарентност на модерните оптички медиуми. Слабеењето е важен фактор затоа што го ограничува преносот на дигиталните сигнали на големи релации. Истражувањата покажале дека слабеењето се должи на расејувањето и апсорпцијата.</p>
<p>
== Материјали ==
</p>
<p> Стаклените оптички влакна се речиси секогаш направени од силика кое е хемиско соединение на силиконот, но и други материјали како калгогенидно стакло или сафирот кој се користи за апликации со инфрацрвени зраци. Материјалот силика има индекс на прекршување околу 1.5 , но некои други материјали имаат и многу поголеми индекси од околу 3 како калгогенидното сткло. Типично разликата помеѓу индексите на јадрото и обложниот слој е помало од 1 процент. Има и пластични оптички влакна кои се користат најчесто за влакната со повеќе режими и имаат дијаметар на јадрото од 0,5 милиметри. Тие имаат поголем коефициент на слабеење отколку стаклените влакна, околу 1 dB/m или поголем и оваа слабеење го ограничува опсегот на системите базирани на пластични оптички влакна.</p>
<p>
== Оптички кабли ==
</p>
<p>
[[Податотека:Singlemode fibre structure.svg|thumb|right|Структура на оптички кабел
<br/>1. Јадро: 8 µm дијаметри
<br/>2. Обвивка: 125 µm дијаметри
<br/>3. Бафер: 250 µm дијаметри
<br/>4. Заштитен слој: 400 µm дијаметри]]
Во пракса, обвивката на влакното е премачкана со слој од смола, кој може да биде понатаму опкружен со заштитен слој од стакло. Овие слоеви му даваат цврстина на влакното, но не допринесуваат за подобрување на неговите карактеристики. Понекогаш помеѓу влакната кои се врзани во сноп се поставува стакло кое ја апсорбира светлината таканаречено темно стакло. За да се спречи светлината која може да излезе од едно влакно и да влезе во друго. Ова го спречува вкрстувањето на сигналите помеѓу влакната или го намалува одблесокот во снопот од влакна наменет за апликациите со слики.</p>
<p> Модерните оптички кабли доаѓаат со голема разновидност на обвивки наменети за различни потреби како изолација од висок напон, двојно користење за линии кои пренесуваат моќност, антени за телефон, инсталации за подморници или асвалтирани улици.</p>
<p> Оптичките кабли можат да бидат многу флексибилни, но нормалната загуба во голема мера порасна кај влакната со радиус помал од 30 мм. Ова создава проблем кога кабелот е свиткан околу аглите или замотан правејќи FTTX инсталации. Каблите кои можат да се вијат и лесно да се употребуваат за инсталации во домовите се стандардизирани како ITU-T G.657. Овој вид на оптички кабел може да биде свиткан во радиус од 7,5 мм без негативни последици. Исто така овие кабли се отпорни на хакери зошто сигналот во влакното е неприметно мониториран од истекување.</p>
<p> Друга важна функција на кабелот е издржливоста од хоризонтално применетата сила. Технички се нарекува затегнувачка цврстина дефинирајќи колку сила може да се примени врз кабелот додека трае процесот на инсталација. </p>
<p>
== Поврзување на оптичките кабли ==
</p>
<p>
[[Податотека:Fiber optic illuminated.jpg|thumb|right|Аудио кабел на кој има поставено конектори]]
[[Податотека:ST-optical-fiber-connector-hdr-0a.jpg|thumb|right|ST конектори на оптички кабел]]
Оптичките влакна се поврзани со терминали и опрема со помош на специјални конектори за таа намена. Тие конектори се со стандардна форма и се познати како FC, SC, ST, LC и MTRJ. </p>
<p>Оптичките влакна можат да се поврзат меѓусебно со конектори или со метод на спојување односно слепување на две влакна заедно за да се формира непрекината брановидна форма на оптичко влакно. Генерално прифатениот метод на спојување е спојување со фузија на лак кое ги топи краевите на влакното заедно, со електричен лак. За побрзо прицврстување се кориси и механичко спојување.
</p>
<p>Спојувањето со топење се прави со помош на специјални инструменти кои го прават следново: двата краеви на каблите се прицврстуваат внатрешно со заградување при што на краевите на влакното им се отстранува заштитната обвивка. Краевите се сечат и расцепуваат со голема точност и се ставаат во посебни држачи на конекторот. Спојувачот користи мали мотори за да ги усогласи краевите заедно и да емитира мала искра меѓу електродите на јазолот за да ги изгори правот и влагата. Потоа спојувачот генерира поголема искра која ја покачува температурата над точката на топење на стаклото, спојувајќи ги краевите трајно. Локацијата и енергијата на спојувачот е внимателно контролирана за да стопеното јадро и обвивката не се спојат, а воедно тоа ја минимизира оптичката загуба. Комплексноста на овој процес го прави спојуањето на оптичките влакна многу потешко отколку спојувањето на бакарните жици.</p>
<p> Механичките спојувања се побрзи, но сепак постои потребата за соголување, внимателнио отстранување и сечење. Краевите на влакната се усогласени и споени со прецизно направена спојка користејќи често и специјален гел за подобрување на преност низ местото каде се споени краевите. Вака направените споеви често имаат поголеми оптички загуби и се помалку стабилни отколку спојките со топење, посебно ако се користел гел. Сите техники на спојување вклучуваат користење на заградување во кое е позиционирана спојката за подоцнежна заштита. </p>
<p>Конекторите кое се котистат за оптичките влакна имаат форма на цилиндрично буре. Механизмот за спојување може да биде “стави и кликни”, “завртка” или “заврти и заклучи”. Конекротите се ставаат со претходна подготовка на влакното и вметнување во телото на конекторот. Леплив сет најчесто се користи за да влакното се прицврсти. Откога лепливиот сет ќе се стави краевите се полираат до огледало. Овие конектори имаат многу поголема загуба отколку конекторите за преносни компјутери, но во голема мера го намалуваат и одразот, затоа што светлината која се одбива од аглите истекува од површината на јадрото. Загубата во сигналот се нарекува загуба на јазот. </p>
{{Никулец од областа на информатиката}}
| |||