Hvad er komponenterne i Optisk Fiber
Hvad er komponenterne i optisk fiber? En typisk optisk fiber består af tre hovedkomponenter: kernen, som bærer lyset; beklædningen, som omgiver kernen med et lavere brydningsindeks og indeholder lyset; og belægningen, som beskytter den skrøbelige fiber indenfor.
Core
Kernen , som bærer lyset, er den mindste del af den optiske fiber. Den optiske fiberkerne er normalt lavet af glas, selv om nogle er lavet af plast. Glaset, der bruges i kernen, er yderst rent siliciumdioxid (SiO2), et materiale, der er så klart, at du kunne se gennem 5 miles af det som om du kiggede gennem et husstandsvindue.
I fremstillingsprocessen anvendes doteringsmidler såsom germania, phosphorpentoxid eller aluminiumoxid til at hæve brydningsindekset under kontrollerede betingelser.
Optiske fiberkerner fremstilles i forskellige diametre til forskellige anvendelser. Typiske glaskerner spænder fra så lille som 3,7um op til 200um. Kernestørrelser, der almindeligvis anvendes i telekommunikation, er 9um, 50um og 62.5um. Plastiske fiberkerner kan være meget større end glas. En populær plastkernestørrelse er 980um.
Beklædning
Beklædningen omgiver kernen og tilvejebringer det nedre brydningsindeks for at få den optiske fiber til at fungere. Når glasbeklædning anvendes, fremstilles beklædningen og kernen sammen fra det samme siliciumdioxidbaserede materiale i en permanent kondenseret tilstand. Fremstillingsprocessen tilføjer forskellige mængder doteringsmidler til kernen og beklædningen for at opretholde en forskel i brydningsindekser mellem dem på ca. 1%.
En typisk kerne kan have et brydningsindeks på 1,49 ved 1300 nm, mens beklædningen kan have et brydningsindeks på 1,47. Disse tal er dog afhængige af bølgelængden. Kernen i den samme fiber vil have et andet brydningsindeks ved en anden bølgelængde.
Ligesom kerne fremstilles beklædningen i standarddiametre. De to mest anvendte diametre er 125um og 140um. 125um-beklædningen understøtter typisk kernestørrelser på 9um, 50um, 62.5um og 85um. 140um beklædningen har typisk en 100um kerne.
Coating
Belægningen er det beskyttende beskyttelseslag af den optiske fiber. Belægningen absorberer stød, nicks, scrapes og endda fugt, der kan beskadige beklædningen. Uden belægningen er den optiske fiber meget skrøbelig. Et enkelt mikroskopisk nick i beklædningen kan medføre, at den optiske fiber bryder, når den er bøjet. Coating er afgørende for all-glass fibre, og de sælges ikke uden det.
Belægningen er udelukkende beskyttende. Det bidrager ikke på nogen måde til den optiske fibers lysbærende evne. Belægningens udvendige diameter er typisk enten 250um eller 500um. Overfladen er generelt farveløs. I nogle applikationer er belægningen imidlertid farvet, således at individuelle optiske fibre i en gruppe af optiske fibre kan identificeres.
Belægningen fundet på en optisk fiber vælges til en bestemt type ydelse eller miljø. En af de mest almindelige typer af belægning er acrylat. Denne belægning anvendes typisk i to lag. Den primære belægning påføres direkte på beklædningen. Denne belægning er blød og giver en pude til den optiske fiber, når den er bøjet. Den sekundære belægning er sværere end den primære belægning og giver en hård ydre overflade. Acrylat er imidlertid begrænset i temperatur ydeevne. En typisk acrylater kan udføre ved temperaturer op til 125 ° C.
Silikone, kulstof og polyimid er belægninger, der kan findes på optiske fibre, der anvendes i barske miljøer som dem, der er forbundet med luftfartsudstyr, rumfart og rum. De kan også bruges på optiske fibre designet til minedrift, eller olie- og gasboring.
standarder
Selv om mange kombinationer af kerne- og beklædningsstørrelser er mulige, er standarder nødvendige for at sikre, at stik og udstyr kan matches korrekt. Dette er især vigtigt, når man beskæftiger sig med komponenter, der er så små som dem, der anvendes i fiberoptik, hvor selv små fejljusteringer kan gøre hele systemet ubrugeligt.
To organisationer offentliggør standarder, som definerer ydeevnen for optiske fibre, der anvendes i telesektoren; de er telekommunikationsindustrien (TIA) og den internationale telekommunikationsunion (ITU). Mens TIA og ITU offentliggør mange standarder for optisk fiber, er nøglestandarderne, at du skal være bekendt med ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 og ITU-T G.657.
ANSI / TIA-568-C.3-standarden gælder for optiske fiberkabler. ITU standarderne gælder for Single Mode Fiber Optic Cable. Følgende er deres beskrivelser:
> ITU-TG.652: Karakteristik af en enkelt-mode optisk fiber og kabel
> ITU-T G.655: Karakteristik af en dispergeret skiftet single mode optisk fiber og kabel
> ITU-T G.657: Karakteristik af en ikke-nul dispersionskiftet single mode optisk fiber og kabel
Disse standarder indeholder vigtige oplysninger, der definerer ydeevnen af den optiske fiber, Fiber Optic Network Cable og komponenter som optiske stik og splejsninger.
Materialer
Optiske fibre fremstilles almindeligvis med glaskerne og glasbeklædning, men andre materialer kan anvendes, hvis fiberens ydeevne skal afbalanceres med omkostningerne ved at installere fiberen, montere den med stik og sikre, at den er korrekt beskyttet mod skade. I mange tilfælde skal fibre kun køre en kort afstand, og fordelene ved høj kvalitet af alle glasfibre bliver mindre vigtige end blot at spare penge. Der er også omstændigheder, hvor fibrene udsættes for hårde forhold, såsom vibrationer, ekstrem temperatur, gentagen håndtering eller konstant bevægelse. Forskellige fiberklassifikationer har udviklet sig til at passe til forskellige forhold, omkostningsfaktorer og præstationsbehov.
De vigtigste fibre klassifikationer af materiale er :
Glasfibre : Disse har en glaskerne og glasbeklædning. De bruges, når der kræves høje datahastigheder, langtransmissionsafstande eller en kombination af begge. Glasfibre er de mest skrøbelige af de forskellige typer til rådighed, og de skal derfor installeres i miljøer, hvor de ikke vil blive udsat for meget misbrug, eller de skal beskyttes af specielle kabler eller kabinetter for at sikre, at de er ikke beskadiget.
Glasfibre findes almindeligt i langdistancedata og interbuilding og interoffice netværksapplikationer.
Plastklædt silica (PCS) : Disse fibre har en glaskerne og plastbeklædning. Kernen er større end alt glasfiber; typisk 200 μm med en beklædningstykkelse på 50 μm. Som en glasfiberoptisk glasfiber anvendes plastikbelægningen af en PCS optisk fiber typisk med en termoplastisk puffer, der omgiver plastbeklædningen. En typisk PCS fiber specifikation ville være 200 / 300μm. Plastbeklædningen tjener også som et beskyttende lag til glaskerne, så belægningen, der normalt findes på glasfiber, er ikke medtaget på PCS-fibre. PCS-fibre anvendes typisk til industrielle følelsesapplikationer og medicinske / dentale applikationer.
Hårdt klædt silica (HCS) : Disse fibre svarer til PCS-fiber, men de har en glaskerne med beklædning lavet af en hård polymer eller andet materiale, typisk stærkere end andre beklædningsmaterialer. Hårdt klæbende siliciumfibre anvendes almindeligvis på steder, hvor robusthed er en vigtig overvejelse, såsom fremstilling, fabriksautomatisering og andre områder, hvor stød og vibrationer vil gøre standardglasfibre upålidelige. HCS optiske fibre er typisk meget større end glas optiske fibre. En meget populær størrelse er 200 / 230μm.
Plastfiber : Disse fibre har en plastkerne og plastbeklædning. De er udvalgt til deres lave omkostninger, robusthed og brugervenlighed, og installeres hvor høj båndbredde og lange transmissionsafstande ikke er nødvendige. Mens plastfibre ikke passer til langdistancetransmissioner med høj ydeevne, kan de stadig bære signaler med nyttige datahastigheder over afstande mindre end 100m. En meget populær størrelse er 980 / 1000μm. Plastfiber er typisk designet til synlige bølgelængder i 650 nm. Nogle typiske steder for plastfiber omfatter hjemmeunderholdningssystemer, bilindustrien og produktionsstyringssystemer. De kan også bruges i forbindelse mellem computere og eksterne enheder og i medicinsk udstyr.
Fordelene ved stor kerneplastik optisk fiber
Det er nemt at blive begejstret for højbåndsbredden og den lange afstandsoverføringsevne af glasoptisk fiber. Det klarer sig klart bedre end noget andet medium. Men mange applikationer kræver ikke en høj båndbredde over store afstande. Der er mange applikationer til optisk fiber i dit hjem. Du har måske allerede et hjemmeunderholdningssystem, der bruger plastikoptisk fiber, eller du kan eje en bil, der bruger plastikoptisk fiber til at forbinde lydenheder eller en dvd-skifter. Ingen af disse applikationer kræver høj båndbredde over store afstande. Disse applikationer er ideelle til stor kerneplastisk optisk fiber. Optisk optisk fiber er typisk designet til at fungere med en synlig bølgelængde omkring 650 nm. At kunne se lyset, når det kommer ud af den optiske fiber har en betydelig fordel; Intet dyrt testudstyr er påkrævet. En strømmåler er nødvendig for at måle lyset, der udløser en glasoptisk fiber, der opererer i det infrarøde område. Effektmålere kan koste mere end dit hjemmeunderholdningssystem.
Den store kerne af plastikoptisk fiber har en anden fordel end små glasfibre: det er nemt at justere med en anden fiber eller en lyskilde eller detektor. Forestil dig at tilpasse to menneskelige hår, så enderne berører og er perfekt centreret. Forestil dig nu at gøre det samme med to ubehandlede spaghetti nudler.
