Sistem serat optik bekerja dengan mentransmisikan pulsa cahaya yang dihasilkan oleh pemancar cahaya yang terletak di salah satu ujung serat. Sistem ini adalah struktur yang terdiri dari inti kaca kuarsa transparan yang terletak di tengah, dikelilingi oleh cangkang dan lapisan pelindung khusus.
Di bawah ini Anda akan mengetahui apa saja fungsi kabel serat optik, pertimbangkan secara detail kelebihan serat optik, dan cari tahu jenis kabelnya.
Serat optik - konstruksi
Penggunaan bahan yang sesuai sebagai inti dan pelapis kabel serat optik yang memiliki indeks bias berbeda akan mengakibatkan berkas cahaya hanya merambat di dalam inti. Bahan inti mempunyai indeks bias yang lebih tinggi sehingga terdapat pantulan cahaya internal total dari lapisan ke inti. Lapisan pelindung terbuat dari bahan termoplastik untuk melindungi cangkang. Perbedaan dibuat antara serat mode tunggal dan multi-mode: hanya serat mode tunggal yang digunakan pada saluran listrik karena pengurangan atenuasi yang signifikan, yang penting untuk saluran panjang.
Tugas
Tujuan utama penggunaan kabel serat optik dalam industri tenaga listrik adalah untuk menyediakan komunikasi antar gardu listrik. Hal ini disebabkan penggunaan otomatisasi modern untuk melindungi saluran listrik dari efek korsleting. Otomatisasi keselamatan terletak di setiap pembangkit listrik, dan untuk memastikan pengoperasian normal, diperlukan koneksi yang cepat antar stasiun. Saluran listrik overhead tegangan tinggi (110 kV) dan tegangan ultra tinggi (220 dan 400 kV) memiliki panjang yang cukup besar. Penggunaan lebih banyak serat di saluran listrik memungkinkan untuk menyewakan saluran serat optik ke operator lain. Hal ini memungkinkan terciptanya jaringan serat optik global yang ditujukan untuk penggunaan komersial (Internet, telekomunikasi, multimedia, dll.).
Di video: Bagaimana cara kerja serat optik?
Keunggulan, Jenis dan Tipe Fiber Optik
Pertumbuhan intensif penggunaan kabel serat optik di dunia telah berlangsung selama lebih dari 40 tahun. Hal ini disebabkan banyaknya kelebihan serat optik. Yang paling penting adalah: throughput serat tunggal yang sangat tinggi, redaman sinyal yang rendah bahkan pada jarak yang sangat jauh, ukuran kecil dan ringan, kekebalan penuh terhadap interferensi radio dan medan elektromagnetik. Karena masalah lingkungan saat ini, fitur penting dari serat adalah tidak adanya dampak terhadap lingkungan, yang sangat penting ketika merancang jalur serat optik. Sambungan ini sebagian besar dapat diandalkan, mudah digunakan, memberikan keselamatan di tempat kerja dan efisiensi yang signifikan, itulah sebabnya sambungan ini menjadi semakin populer.
Jenis kabel dengan serat optik pada saluran listrik
Kabel serat optik diproduksi dalam bundel yang berisi puluhan hingga beberapa ratus serat dalam satu bundel. Kabel serat optik dapat digunakan pada saluran listrik sebagai: penghantar fasa (hidup) atau penghantar petir (penghantar potensial pentanahan) dan dielektrik mandiri (kabel tambahan dalam saluran yang hanya berisi kabel serat optik). Ada beberapa jenis konduktor yang berhubungan dengan serat optik.
OPGW (Optical Ground Wire) merupakan penangkal petir yang biasa digunakan pada saluran listrik overhead 110 kV.
Dari sudut pandang desain, ada dua jenis kabel:
- kabel yang terdiri dari satu tabung pusat (terbuat dari aluminium atau baja tahan karat) yang mengandung serat optik dan lapisan luar paduan aluminium,
- selang dengan soket baja tahan karat; terdiri dari beberapa kawat baja yang membentuk inti dan lapisan luar paduan aluminium. Serat optik ditempatkan dalam tabung baja tahan karat khusus dan membentuk inti kabel.
Keuntungan terpenting dari kabel ini adalah sebagai berikut:
- kemungkinan penerapan pada jalur yang sudah ada (sebagai pengganti kabel baja dan aluminium konvensional seperti AFL), dalam banyak kasus tanpa perlu memperkuat struktur kolom,
- pemasangan mudah, menggunakan kabel yang ada,
- keandalan dan daya tahan.
— kabel serat optik tanpa elemen logam. Mereka terbuat dari inti FRP berbentuk batang yang terletak di tengah dan dikelilingi oleh beberapa tabung yang berisi serat optik.
Di antara selubung dalam dan luar kabel terdapat serat aramid yang sangat kuat, yang memberikan kekuatan mekanik yang memadai pada kabel ADSS.
Kabel ADSS mengalami sedikit peningkatan sag. Saat memilih titik pemasangan kabel ADSS, perlu juga mempertimbangkan distribusi kuat medan listrik antar kabel fasa, karena jika terjadi hujan atau kelembapan udara tinggi, selubung luar akan terkena pelepasan mikro. Menempatkan kabel di area dengan medan listrik yang terlalu besar menyebabkan kerusakan cepat pada selubungnya. Solusi untuk masalah ini adalah dengan penggunaan kabel semikonduktor, yang karena kekuatan medan elektromagnetiknya yang tinggi, biasanya digunakan pada saluran dengan tegangan tidak lebih dari 110 kV. Pada tegangan yang lebih tinggi, digunakan kabel khusus yang terbuat dari bahan yang tahan terhadap medan listrik. Saat merancang suspensi kabel ADSS pada saluran listrik yang ada, tekanan tambahan yang diberikan pada struktur pendukung harus diperhitungkan dan penguatan yang sesuai harus disediakan.
MASS (Pendukung Mandiri Udara Metalik) - kabel mandiri yang terbuat dari kawat baja aluminium yang dikombinasikan dengan serat optik. Kabel ini sangat mirip dengan kabel OPGW, tetapi tidak menyediakan konduktor petir atau fungsi listrik pada salurannya. Karena alasan ini, kabel MASSA biasanya digantung sedikit lebih rendah dari kabel fasa.
Aplikasi Khusus Serat Optik
Kontrol suhu di jalur kabel
Salah satu penerapan serat optik yang menarik adalah sistem DTS (Distributed Temperature Sensing) yang digunakan untuk memantau suhu saluran kabel tegangan tinggi. Metode ini didasarkan pada perubahan redaman serat khusus tergantung pada suhunya. Konduktor balik kabel listrik mengandung serat optik yang dihubungkan ke perangkat khusus yang menyediakan pemantauan operasional suhu inti kabel dan gangguan struktural di lingkungannya, misalnya saat melakukan pekerjaan di dekat jalur kabel (di sini fenomena serat redaman digunakan tergantung pada deformasi serat). Sistem ini dapat digunakan oleh operator jaringan dalam situasi darurat ketika ada kebutuhan sementara untuk memuat saluran listrik dengan arus tinggi. Informasi ini memungkinkan operator jaringan untuk merencanakan penutupan jalur dan melakukan perbaikan yang diperlukan terlebih dahulu. .
Serat optik - kontrol suhu konduktor fase di saluran udara
Solusi serupa dapat digunakan pada saluran listrik overhead. Serat optik khusus yang ditempatkan dalam konduktor OPPC memungkinkan suhu sebenarnya dari konduktor fase ditentukan dalam kondisi cuaca tertentu. Pemantauan memungkinkan operator memuat saluran secara dinamis dan, dalam perspektif yang lebih luas, disebut manajemen jaringan cerdas atau “jaringan pintar”.
Saat ini jalur komunikasi serat optik sudah kokoh pada posisinya dan berkembang pesat. Kabel dengan inti tembaga digantikan dengan cepat dengan kabel serat optik di semua bagian jaringan. Kabel komunikasi tradisional dengan konduktor tembaga digantikan oleh pandu gelombang serat optik, di mana gelombang elektromagnetik dalam jangkauan inframerah adalah pembawa informasi. Transmisi informasi melalui kabel serat optik dilakukan berdasarkan prinsip refleksi internal total. Refleksi dicapai karena lapisan pelindung diterapkan pada serat optik (inti), pada batas ini sinar dipantulkan sepenuhnya dan merambat sepanjang pandu gelombang. Karena meningkatnya kebutuhan akan jaringan telekomunikasi, penggunaan teknologi serat optik menjadi sangat diperlukan.
Untuk merancang rute jalur komunikasi serat optik dan memilih jenis kabel yang diinginkan, Anda perlu mengetahui kondisi pengoperasian, desain kabel, dan parameter teknisnya. Permintaan komponen jalur komunikasi serat optik terus meningkat. Dinamika pertumbuhan tidak hanya terlihat pada segmen jaringan backbone yang dibangun oleh operator telekomunikasi. Peningkatan yang stabil dalam jumlah instalasi optik juga terlihat di bidang sistem perkabelan terstruktur, yang pertama-tama dijelaskan oleh perkembangan teknologi informasi. Saat ini, fondasi sedang diletakkan untuk pembangunan jalur transmisi optik berkecepatan tinggi dengan kemampuan beroperasi pada kecepatan 10 Gbit/s. Aplikasi yang mengintegrasikan suara, data dan video semakin banyak diminati, dimana serat optik juga menjadi solusi terbaik.
Saat ini, terdapat banyak sekali desain kabel serat optik, yang difokuskan pada berbagai kondisi aplikasi (pemasangan di dalam gedung, di saluran telepon atau di dalam tanah, kabel optik dapat dipasang di sepanjang penyangga kereta api, di saluran listrik, di saluran pembuangan dan pipa air, di sepanjang dasar sungai dan dasar danau, di sepanjang jalan raya, serta kabel listrik.
Untuk banyak aplikasi, serat optik lebih disukai karena sejumlah keunggulannya.
Keunggulan kabel serat optik dibandingkan kabel tembaga tradisional:
- Kekebalan terhadap interferensi dan interferensi, ketidakpekaan total kabel terhadap kebisingan dan interferensi listrik eksternal memastikan pengoperasian sistem yang stabil bahkan dalam kasus di mana penginstal tidak memberikan perhatian yang cukup terhadap lokasi jaringan listrik terdekat, dll.
- Tidak adanya konduktivitas listrik pada kabel serat optik berarti bahwa masalah yang terkait dengan perubahan potensial tanah, seperti yang terjadi pada pembangkit listrik atau kereta api, dapat dihilangkan. Properti yang sama ini menghilangkan risiko kerusakan peralatan yang disebabkan oleh lonjakan arus dari petir, dll.
- Kemudahan pekerjaan pemasangan, penyambungan dan perakitan.
- Tidak ada crosstalk atau interferensi, yang meningkatkan kualitas transmisi data.
- Dimensi kecil dan berat minimal (diameter luar hingga 2,2 mm dan berat 4 g/m untuk serat optik polimer, versi SIMPLEX simplex). Ukuran serat optik dan kabel serat optik yang sangat kecil memungkinkan Anda memberikan kehidupan baru ke saluran kabel yang padat. Misalnya, satu kabel koaksial memakan ruang yang sama dengan 24 kabel optik, yang masing-masing dapat membawa 64 saluran video dan 128 sinyal audio atau video secara bersamaan.
- Kemungkinan bertelur dalam jarak jauh.
- Bandwidth tertinggi dari semua media transmisi yang tersedia, bandwidth transmisi serat optik yang lebar memungkinkan video, audio, dan data digital berkualitas tinggi ditransmisikan secara bersamaan melalui satu kabel serat optik.
- Kabel serat optik dengan kerugian rendah memungkinkan sinyal gambar ditransmisikan dalam jarak jauh tanpa menggunakan amplifier perutean atau repeater. Hal ini sangat berguna untuk skema transmisi jarak jauh, seperti sistem pengawasan jalan raya atau kereta api, di mana ruas 20 km yang bebas repeater sering terjadi.
- Jalur komunikasi yang tak lekang oleh waktu, hanya dengan mengganti peralatan terminal daripada kabelnya sendiri, jaringan serat optik dapat ditingkatkan untuk membawa lebih banyak informasi. Di sisi lain, sebagian atau bahkan seluruh jaringan dapat digunakan untuk tugas yang sama sekali berbeda, misalnya menggabungkan jaringan area lokal dan sistem TV sirkuit tertutup dalam satu kabel.
- Umur panjang.
Elemen utama kabel optik adalah serat optik. Perbedaan dibuat antara serat optik polimer (POF), serat kaca kuarsa berlapis polimer (PCF), dan serat kaca kuarsa murni bermutu tinggi (GOF).
Untuk penggunaan di lingkungan industri, LAPP Kabel menawarkan kabel serat optik yang terbuat dari serat optik polimer dan serat kaca, serta kabel gabungan dengan inti tembaga.
Kebanyakan kabel dirancang khusus untuk pemasangan fleksibel dalam rantai tarik.
Konsep umum transmisi informasi melalui kabel serat optik ditentukan oleh penggunaan kabel serat polimer (POF), serat berlapis polimer (PCF), dan serat kaca (GOF).
Konektor optik yang cocok, peralatan, dan kabel patch serat optik yang telah dirakit sebelumnya juga tersedia.
Aplikasi umum kabel serat optik dengan (POF), (PCF):
- sistem BUS untuk otomatisasi produksi;
- di bidang teknik mesin dan produksi peralatan industri.
Karena sifat khususnya, kabel serat optik (POF) dapat digunakan:
- dimana transmisi informasi yang andal diperlukan;
- dimana peletakan kabel terbatas secara spasial;
- jarak transmisi data pendek (hingga 60 m).
Aplikasi Khas Kabel Fiber Optik (GOF)
Dirancang untuk digunakan ketika data dalam jumlah besar perlu dikirim dengan kecepatan tinggi dan jarak jauh (dari 60 m hingga beberapa kilometer), misalnya:
- di jaringan komputer lokal LAN (Local Area Networks);
- dalam jaringan yang dibangun menggunakan teknologi MAN (Metropolitan Area Networks);
- dalam jaringan yang dibangun menggunakan teknologi WAN (Wide Area Networks).
Elemen struktural dasar kabel serat optik
Beberapa kelompok utama elemen struktural dapat dibedakan: serat optik dengan lapisan pelindung, modul optik, inti, elemen daya, bahan hidrofobik, cangkang dan penguat. Tergantung pada tujuan dan kondisi penggunaan, kabel serat optik memiliki desain tertentu.
Serat optik (OF) sangat sensitif terhadap pengaruh eksternal: tekanan dan pembengkokan mekanis, suhu, kelembaban. Untuk melindunginya, lapisan harus diterapkan pada OM. Diameter nominal standar serat optik adalah 250 mikron. Untuk mengidentifikasi OM, lapisan cat setebal 36 mikron diaplikasikan pada lapisan tersebut. Keandalan senyawa pewarna dengan lapisan dijamin oleh iradiasi ultraviolet yang intens.
Elemen utama kabel serat optik adalah serat optik (OF), terbuat dari baja kuarsa berkualitas tinggi, yang menjamin perambatan sinyal cahaya.
Serat optik terdiri dari bagian pusat (inti) dengan indeks bias tinggi yang dikelilingi oleh lapisan bahan indeks bias rendah, seperti ditunjukkan pada Gambar. 1, serat dicirikan oleh diameter daerah ini; misalnya, 50/125 berarti serat dengan diameter inti 50 μm dan diameter kelongsong luar 125 μm.
Cahaya merambat sepanjang inti serat melalui refleksi internal total yang berurutan pada antarmuka antara inti dan kelongsong; perilakunya dalam banyak hal mirip dengan apa yang akan terjadi jika jatuh ke dalam pipa yang dindingnya ditutupi lapisan cermin. Namun, tidak seperti cermin konvensional, yang pantulannya agak tidak efisien, pantulan internal total pada dasarnya mendekati ideal - inilah perbedaan mendasarnya, yang memungkinkan cahaya merambat jarak jauh sepanjang serat dengan kehilangan minimal.
Pada gilirannya, pemandu cahaya berbeda-beda bergantung pada profil indeks bias dalam arah dari pusat ke pinggiran pada penampang pemandu cahaya. Serat pada (Gbr. 2a) disebut serat indeks langkah dan serat multimode karena terdapat banyak kemungkinan jalur, atau mode, untuk perambatan berkas cahaya. Banyaknya mode ini menghasilkan dispersi pulsa (pelebaran) karena setiap mode menempuh jalur yang berbeda melalui serat, dan oleh karena itu mode yang berbeda memiliki penundaan transmisi yang berbeda dari satu ujung serat ke ujung lainnya. Akibat dari fenomena ini adalah terbatasnya frekuensi maksimum yang dapat ditransmisikan secara efektif untuk panjang serat tertentu; meningkatkan frekuensi atau panjang serat melebihi batas tersebut pada dasarnya menyebabkan pulsa-pulsa yang berurutan bergabung menjadi satu, sehingga tidak mungkin dibedakan. Untuk serat multimode tipikal, batas ini kira-kira 15 MHz*km, artinya sinyal video dengan bandwidth, misalnya 5 MHz, dapat ditransmisikan melalui jarak maksimum 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz* km). Mencoba mengirimkan sinyal melalui jarak yang lebih jauh akan mengakibatkan hilangnya frekuensi tinggi secara progresif.
Serat mode tunggal, demikian sebutannya (Gbr. 2b), sangat efektif dalam mengurangi dispersi, dan bandwidth yang dihasilkan beberapa GHz * km menjadikannya ideal untuk jaringan telepon umum dan telegraf (PTT) dan jaringan televisi kabel. Sayangnya, serat berdiameter kecil memerlukan pemancar dioda laser berdaya tinggi, presisi, dan karenanya relatif mahal, sehingga kurang menarik untuk banyak aplikasi pengawasan TV sirkuit tertutup jarak pendek.
Idealnya, serat dengan bandwidth yang sama dengan serat mode tunggal tetapi dengan diameter yang sama dengan serat multimode diperlukan untuk mengaktifkan pemancar LED berbiaya rendah. Sampai batas tertentu, persyaratan ini dipenuhi oleh serat multimode dengan perubahan gradien pada indeks bias (Gbr. 2, c). Ini menyerupai serat indeks langkah multimode yang dibahas di atas, tetapi indeks bias intinya tidak seragam, bervariasi dengan mulus dari nilai maksimum di pusat ke nilai yang lebih rendah di pinggiran. Hal ini menimbulkan dua konsekuensi. Pertama, cahaya merambat sepanjang jalur yang sedikit melengkung, dan kedua, dan yang lebih penting, perbedaan penundaan propagasi antara mode yang berbeda sangat kecil. Hal ini karena modus-modus tinggi yang memasuki serat pada sudut yang lebih tinggi dan menempuh jarak yang lebih jauh sebenarnya mulai merambat dengan kecepatan yang lebih tinggi ketika modus-modus tersebut menjauh dari pusat ke wilayah di mana indeks biasnya menurun, dan umumnya merambat lebih cepat, dibandingkan modus-modus yang lebih rendah. mode urutan yang tersisa di dekat sumbu serat, di wilayah indeks bias tinggi. Peningkatan kecepatan hanya mengimbangi jarak tempuh yang lebih jauh.
Serat multimode gradien lebih disukai karena, pertama, lebih sedikit mode yang merambat di dalamnya dan, kedua, sudut datang dan pantulnya lebih sedikit berbeda, dan oleh karena itu, kondisi transmisi lebih menguntungkan.
Namun, serat multimode indeks bertingkat tidak ideal, namun masih menunjukkan nilai bandwidth yang sangat baik. Oleh karena itu, pada sebagian besar sistem pengawasan TV sirkuit tertutup dengan panjang pendek dan menengah, pilihan jenis serat ini lebih disukai. Dalam praktiknya, ini berarti bahwa bandwidth jarang menjadi parameter yang perlu diperhitungkan.
Namun, hal ini tidak berlaku untuk pelemahan. Sinyal optik dilemahkan di semua serat dengan laju yang bergantung pada panjang gelombang pemancar sumber cahaya. Ada tiga panjang gelombang di mana redaman serat optik biasanya minimal, 850, 1310 dan 1550 nm. Ini dikenal sebagai jendela transparansi. Untuk sistem multimode, jendela 850 nm adalah yang pertama dan paling umum digunakan (biaya terendah). Pada panjang gelombang ini, serat multimode bergradasi kualitas baik menunjukkan redaman sekitar 3 dB/km, sehingga memungkinkan penerapan komunikasi TV sirkuit tertutup pada jarak melebihi 3 km.
Pada panjang gelombang 1310 nm, serat yang sama menunjukkan redaman yang lebih rendah yaitu 0,7 dB/km, sehingga memungkinkan jangkauan komunikasi ditingkatkan secara proporsional hingga sekitar 12 km. 1310 nm juga merupakan jendela operasi pertama untuk sistem serat optik mode tunggal, dengan redaman sekitar 0,4 dB/km, yang, jika dikombinasikan dengan pemancar dioda laser, memungkinkan jalur komunikasi lebih dari 50 km. Jendela transparansi kedua 1550 nm digunakan untuk membuat tautan komunikasi yang lebih panjang (atenuasi serat kurang dari 0,24 dB/km) (Gbr. 3).
Perbedaan nilai atenuasi pada jendela transparansi yang berbeda cukup signifikan, terutama pada serat multimode. Tabel 1 dengan jelas menggambarkan keunggulan serat mode tunggal dibandingkan serat multimode.
Untuk memastikan pengoperasian serat yang stabil dan mengurangi risiko pecahnya serat akibat pengaruh tekanan memanjang dan melintang, serat dilindungi dengan lapisan primer dan sekunder. Lapisan primer, diaplikasikan dalam lapisan kontinu langsung ke cangkang serat setelah ditarik keluar, melindungi permukaan serat dari kerusakan dan memberikan kekuatan mekanik tambahan. Berikut ini digunakan sebagai lapisan sekunder OM: tabung dengan OB yang ditempatkan secara bebas dengan lapisan pelindung primer; lapisan polimer terus menerus; elemen strip tempat OM dengan lapisan pelindung utama ditempatkan. Dalam elemen tubular (tabung), yang bertindak sebagai lapisan pelindung sekunder, serat yang ditempatkan secara bebas dengan lapisan pelindung primer biasanya diletakkan tanpa memutar atau dengan memutar di sekitar elemen kekuatan pusat. Pemandu cahaya multimode lebih mudah dibuat, lebih mudah memasukkan sinar cahaya ke dalamnya, dan lebih mudah untuk disambung.
Serat multimode dicirikan oleh bandwidth frekuensi yang dinyatakan dalam megahertz. Dalam spesifikasi, biasanya tidak menunjukkan bandwidth, tetapi apa yang disebut koefisien broadband yang melekat pada jenis serat tertentu, dalam megahertz dikalikan kilometer (MHz x km). Untuk koefisien broadband tertentu (sebut saja S), pita sandi AF akan bergantung pada panjang saluran atau modifikasi bagian regenerasinya AF=S. Untuk serat multimode 50/125, nilai S yang dinormalisasi adalah 4001500 MHz*km. Untuk jalur 10 km, bandwidthnya 40150 MHz. Semakin panjang salurannya, semakin kecil bandwidth frekuensinya dan, oleh karena itu, semakin kecil jumlah informasi yang dikirimkan.
Idealnya, hanya satu gelombang yang merambat sepanjang serat mode tunggal. Mereka memiliki koefisien atenuasi yang jauh lebih rendah (tergantung pada panjang gelombang sebanyak 24 dan bahkan 710 kali) dibandingkan dengan multimode dan throughput tertinggi, karena sinyal di dalamnya hampir tidak terdistorsi (Gbr. 4). Tetapi untuk ini, diameter inti serat harus sepadan dengan panjang gelombangnya (dalam hal apapun, d< А < 10). Практически dc=8 10 мкм.
Tergantung pada kondisi pengoperasian, persyaratan berbeda dikenakan pada desain kabel. Kabel yang digunakan di luar ruangan pertama-tama harus dilindungi dari pengaruh atmosfer seperti sinar matahari, kelembapan, dan perubahan suhu. Kabel yang dimaksudkan untuk dipasang di sumur kabel perlu dilindungi dari hewan pengerat. Jika kabel digantung di antara penyangga saluran listrik, kekuatan mekanisnya penting. Saat memilih kabel, fokus utamanya biasanya pada dua aspek. Yang pertama adalah keselamatan kebakaran, kebutuhan yang timbul jika kabel dipasang di dalam ruangan. Aspek kedua adalah integritas dan keamanan pemandu cahaya selama penyimpanan, pemasangan dan pengoperasian kabel serat optik. Pada setiap tahapan ini, kabel terkena pengaruh mekanis, atmosfer, dan lainnya yang dapat berbahaya bagi serat. Perhatikan bahwa di sini kita tidak berbicara tentang penghancuran fisik serat optik.
Bahan yang paling umum digunakan untuk membuat selubung luar kabel serat optik adalah polietilen. Ia memiliki parameter fisik yang sangat baik (kekuatan tinggi, ketahanan aus yang baik, ketahanan terhadap radiasi ultraviolet, oksidasi dan pengaruh kimia lainnya) dan sifat dielektrik yang baik. Polyethylene memiliki ketahanan yang baik terhadap penetrasi kelembaban, suhu rendah dan tinggi, dan juga memiliki kemampuan untuk tidak mengubah sifat fisiknya di bawah pengaruh perubahan suhu lingkungan.
Perhatian khusus harus diberikan pada kabel serat optik, yang selubungnya memenuhi persyaratan keselamatan kebakaran. Dasar pembuatan cangkang yang sesuai adalah polietilen, dan sifat-sifat yang diperlukan dicapai dengan menambahkan bahan tambahan kimia khusus. Dalam uraian kabel serat optik, keberadaan sifat-sifat tersebut paling sering ditunjukkan dengan singkatan LSZH (Low Smoke Zero Halogen). Kehadiran selubung yang tidak mudah terbakar pada kabel serat optik, yang tidak mengeluarkan halogen, secara signifikan meningkatkan biayanya, namun ketika memasang kabel di dalam ruangan, di fasilitas industri, di terowongan kereta bawah tanah, standar keselamatan kebakaran internasional dan nasional memerlukan penggunaan dari jenis kabel ini.
Elemen penguat
Untuk meningkatkan regangan kabel serat optik yang diizinkan, elemen kekuatan harus dimasukkan ke dalam desainnya. Nilai perpanjangan yang diijinkan sebesar 1000-2000 N (newton) dapat dicapai dengan menggunakan Kevlar atau serat kaca.
Biasanya, indikator ini cukup memadai untuk kabel keperluan umum. Benangnya bisa membentuk lapisan padat, atau bisa terjalin. Benang kevlar dipercaya memberikan kekuatan tarik yang lebih besar. Namun, serat kaca juga melindungi dari hewan pengerat dan bertindak sebagai penghalang penyebaran api. Kadang-kadang satu batang tengah atau sepasang batang samping digunakan secara paralel dengan benang Kevlar. Elemen daya tambahan dapat berupa dielektrik atau logam. Desain dengan elemen kekuatan pusat merupakan ciri khas kabel dengan jumlah serat yang banyak, yang ditempatkan berkelompok di sekitar elemen kekuatan. Kekuatan tarik tinggi yang diizinkan pada jenis kabel khusus, yang nilainya harus puluhan kilonewton, dicapai dengan menggunakan batang baja. Pada kabel seperti itu, serat optik sering kali ditempatkan bukan pada termoplastik, melainkan pada tabung baja berisi gel. Kinerja tarik mencirikan gaya maksimum yang dapat diterapkan pada arah memanjang kabel tanpa mengubah karakteristik serat optik. Ketika kabel diregangkan, selubungnya sendiri yang terkena dampaknya terlebih dahulu, baru kemudian serat optiknya.
Akibat perubahan suhu lingkungan, panjang kabel bertambah atau berkurang secara alami. Oleh karena itu, kelompok karakteristik ini juga mencakup kisaran suhu di mana kabel dapat disimpan, dioperasikan, dan dipasang.
Parameter Penting untuk Kabel Fiber Optik
Gaya tekan mencirikan gaya yang diizinkan dimana kabel dapat dikompresi dalam arah melintang, asalkan jumlah redaman pada serat tetap dalam kisaran normal. Beban tumbukan mencirikan ketahanan kabel terhadap guncangan.
Tekuk kabel maksimum adalah parameter penting lainnya yang mencirikan radius kelengkungan maksimum yang diizinkan dalam peletakan kabel. Hal ini harus diperhatikan saat memasang kabel serat optik, misalnya pada saluran pipa atau saluran kabel. Radius tekukan minimum yang diijinkan seringkali berada dalam kisaran 15-20 diameter selubung luar kabel. Jika Anda mengabaikan parameter ini, integritas pemandu cahaya pada kabel mungkin rusak.
Torsi menentukan kemampuan selubung kabel untuk memberikan perlindungan pada serat ketika selubung dipelintir pada porosnya. Untuk kabel dengan pelindung logam, sudut puntir yang diizinkan lebih kecil dibandingkan kabel tanpa pelindung.
Penetrasi air merupakan parameter penting pada kabel serat optik, terutama jika ditujukan untuk penggunaan di luar ruangan.
Kabel dalam ruangan
Jenis selubung kabel sangat ditentukan oleh kondisi pengoperasian. Untuk kabel fiber optik yang akan digunakan di dalam ruangan, ciri-ciri utamanya adalah:
- Keamanan kebakaran;
- fleksibilitas yang baik dan kemudahan pemasangan;
- memasang konektor langsung ke serat optik;
- tidak adanya gel di dalam selubung kabel;
- tidak adanya unsur logam.
Tentu saja, ciri terpenting kabel untuk pemasangan di dalam gedung adalah ketahanannya terhadap api. Kabel harus mempunyai selubung yang tidak menyebarkan pembakaran, tidak berasap, tidak mengeluarkan halogen dan senyawa beracun lainnya bila terkena api. Dapat dipahami bahwa sifat-sifat ini tidak hanya dimiliki oleh kulit terluar, tetapi juga oleh elemen internal struktur. Persyaratan ini dipenuhi oleh kabel dengan penyangga yang ketat (Tight-Buffer), di mana setiap serat juga dibungkus dalam selubung 900 mikron. Cangkang ini memberikan perlindungan yang cukup terhadap penetrasi kelembapan untuk kondisi pengoperasian yang relevan. Kabel serat optik dengan buffer padat itu sendiri ringan dan sangat fleksibel.
Untuk pemasangan di dalam gedung, kabel yang disebut "kering", yang tidak mengandung gel, paling sering digunakan. Salah satu alasan mengapa kabel jenis ini direkomendasikan untuk penggunaan di dalam ruangan adalah karena gel dapat menjadi media perambatan api di dalam selubung kabel, meskipun selubung luarnya sendiri tidak tahan api. Alasan lainnya adalah fenomena yang terkadang disebut Migrasi Aksial, yang dapat diterjemahkan sebagai “aliran gel”.
Jika kabel yang mengandung gel digunakan untuk komunikasi antar lantai pada segmen jaringan, ada kemungkinan besar bahwa di musim panas akan ada gel di panel sambungan silang serat optik di lantai bawah, dan konsekuensinya dapat menjadi sangat bencana. Alih-alih komposisi anti air bocor, uap air dapat mengembun di dalam tabung serat, sehingga menurunkan parameter serat optik. Masalah ini muncul jika kabel ditempatkan, misalnya, pada poros yang tidak dipanaskan.
Selain itu, hal ini dapat menyebabkan perubahan karakteristik mekanis kabel itu sendiri. Faktanya adalah jumlah serat optik dalam tabung yang mengandung gel melebihi panjangnya, penempatan bebas serat dalam tabung dalam keadaan normal menyerupai spiral. Serat itu sendiri disangga dengan diameter 250 mikrometer (µm) dan dipasang pada sambungan dengan konektor atau selongsong kuncir, yaitu hanya pada dua titik. Pada susunan kabel vertikal, bersama dengan gel, serat juga bergerak dari atas ke bawah, sehingga pada bagian atas kabel serat menjadi lurus dan dapat dalam keadaan tegang.
Sekarang seluruh gaya tarik yang diterapkan pada selubung luar ditransfer secara merata ke serat yang tidak mempunyai panjang tambahan. Peregangan kulit terluar dapat terjadi, misalnya pada musim panas sebagai akibat dari bertambahnya panjang secara alami seiring dengan meningkatnya suhu. Pada akhirnya, hal ini akan menyebabkan perubahan karakteristik serat, retakan mikro, atau bahkan robeknya pemandu cahaya dari konektor optik. Sebaliknya, pada bagian bawah kabel yang terletak vertikal akan terdapat kelebihan serat, yang juga dapat mempengaruhi kekuatan mekanik kabel dan akibatnya keandalan jalur komunikasi serat optik secara keseluruhan.
Untuk kabel yang digunakan di dalam ruangan, sebaiknya memasang konektor langsung pada fiber. Dalam hal ini, pengikatan tambahan disediakan untuk penyangga padat dengan diameter 900 mikron, yang sampai batas tertentu memungkinkan untuk menghilangkan kemungkinan tekanan dari serat optik.
Selain itu, penerapan teknologi Fiber to the Desk didasarkan pada penghubungan workstation ke SCS menggunakan kabel serat optik yang harus diakhiri pada soket khusus. Soket semacam itu tidak cocok untuk memasang kaset sambungan pada selongsong sambungan yang dilas, tetapi memerlukan pemasangan konektor langsung ke serat. Kabel Tight Buffer dengan buffer 900 µm paling cocok untuk tugas ini.
Kabel luar ruangan
Jenis kabel fiber optik untuk instalasi outdoor saat ini sangat beragam, hal ini dijelaskan oleh kondisi pengoperasian dan cara pemasangannya. Kabel semacam itu dapat dibagi menjadi dua kelompok: kabel yang dapat langsung digali ke dalam tanah, dan kabel yang dipasang di saluran pembuangan khusus. Secara terpisah, Anda juga dapat menyorot kabel yang digantung di ruang terbuka di antara tiang-tiang pada kabel pendukung atau pada braket di sepanjang bangunan.
Kabel yang digantung di antara penyangga saluran listrik harus memiliki bobot minimal, namun pada saat yang sama memberikan perlindungan yang baik terhadap efek merusak radiasi matahari dan sepenuhnya dielektrik. Selain itu, cangkangnya harus menjalankan fungsi perlindungannya secara andal tidak hanya pada suhu rendah atau tinggi, tetapi juga pada perubahan suhu yang sering.
Namun, hewan pengerat pada kabel yang dipasang di saluran telekomunikasi bisa menjadi masalah yang lebih besar. Pelindung logam atau non-logam, lapisan benang fiberglass yang padat - inilah cara untuk mengatasi masalah ini. Untuk mengurangi gaya gesek saat menarik kabel ke dalam saluran kabel, selubung luarnya harus memiliki koefisien gesek yang rendah dan sangat tahan lama. Hal ini dicapai dengan menggunakan bahan khusus, misalnya poliamida (PA). Perhatian khusus harus diberikan untuk melindungi kabel dari penetrasi kelembaban, dengan mempertimbangkan kemungkinan membanjiri saluran kabel dengan air. Dalam hal ini, kabel terbaik adalah kabel yang menampung serat optik dalam tabung termoplastik berisi gel. Jika dalam suatu kabel hanya terdapat satu tabung maka disebut Uni Tube, jika terdapat beberapa tabung disebut Multi Tube.
Setiap jenis kabel memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing, dan Anda harus memilih Uni Tube atau Multi Tube tergantung pada tugas spesifiknya. Misalnya untuk kemudahan penggunaan, kabel dengan lebih dari 12 serat umumnya memiliki desain Multi Tube. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kaset untuk memasang sambungan las, di mana tabung yang mengandung serat dimasukkan, paling sering dirancang hanya untuk 12 serat. Selain itu, pada panel sambung silang dan kotak sambungan, konektor serat optik juga sering disusun berkelompok 12 buah. Oleh karena itu, jika perlu menggunakan kabel 16 inti, sebaiknya pilih Multi Tube yang masing-masingnya empat tabung berisi empat pemandu cahaya. Untuk mempertahankan bentuk kabel yang bulat, bersama dengan keempat tabung berisi gel, perlu menggunakan sepasang batang plastik lainnya. Misalnya, kabel 24 inti berisi enam tabung dari empat serat atau empat tabung dari enam serat.
Dalam kabel Multi Tube, tabung berisi serat ditempatkan di sekitar elemen kekuatan pusat. Kabel ini memiliki regangan yang diijinkan lebih besar dibandingkan Uni Tube. Secara alami, ini lebih berat dan memiliki penampang lebih besar. Untuk menggali ke dalam tanah, hal ini tidak terlalu penting, tetapi ketika menarik kabel semacam itu ke saluran telekomunikasi, hal ini dapat langsung bergantung pada diameter kabel yang dipasang. Dari sudut pandang ekonomi, kabel Uni Tube lebih disukai.
Selain itu, jangan lupakan panjang kabel yang bisa ditarik ke dalam saluran kabel. Faktor ini harus diperhitungkan, pertama-tama, ketika menghitung jumlah kopling yang diperlukan untuk menyambung serat optik. Mari kita segera perhatikan bahwa panjang kabel yang secara fisik dapat ditarik ke saluran pembuangan berbeda dari panjang yang menjamin pengoperasian jalur komunikasi serat optik yang andal.
Faktanya, selama proses pemasangan, kabel tersebut ditarik secara berturut-turut melalui sejumlah sumur telekomunikasi yang jaraknya beberapa puluh meter. Karena sumur-sumur ini tidak terletak pada garis lurus, kabel harus selalu ditekuk, diregangkan, dan dipelintir. Semua efek mekanis ini dapat menyebabkan terbentuknya retakan mikro pada serat optik, yang baru dapat menimbulkan kerusakan setelah beberapa tahun.
Selain itu, jika sebagian besar kabel ditarik melalui lubang got, selubung luarnya mungkin aus atau tergores sehingga kehilangan fungsi pelindungnya. Oleh karena itu, panjang kabel yang disarankan untuk pengetatan melalui sumur telekomunikasi adalah 1-1,5 km. Tentu saja, Anda dapat mengencangkan kabel sepanjang 1 km terlebih dahulu di satu arah, kemudian melepaskannya dari gulungan dan mengencangkan 1 km lagi di arah lainnya. Hasilnya adalah ruas sepanjang 2 km, tetapi hanya spesialis berkualifikasi tinggi yang dapat melakukan pekerjaan tersebut.
Jika perlu mengubur kabel di dalam tanah, pertama-tama perlu mempertimbangkan perlindungan dari hewan pengerat dan menjaga kekuatan mekanik, serta mempertimbangkan pengaruh radiasi ultraviolet, keberadaan selubung halus dan kondisi pengoperasian pada khususnya. suhu rendah. Biasanya, kabel semacam itu diletakkan di parit menggunakan alat mekanis khusus. Kabel Uni Tube dan Multi Tube dapat digunakan untuk menggali tanah. Perlindungan terhadap hewan pengerat dapat diterapkan pada tingkat yang sama di masing-masing tabung, namun perlindungan terhadap kelembapan di Multi Tube akan jauh lebih efektif jika ruang antara tabung yang mengandung serat juga diisi dengan komposisi hidrofobik. Selain itu, pada kabel Multi Tube dimungkinkan untuk mencapai nilai regangan memanjang yang diizinkan yang lebih besar, karena dalam desain kabel, selain Kevlar atau serat kaca, juga terdapat elemen kekuatan pusat.
Kabel optik untuk komunikasi bawah laut jarak jauh
Jalur komunikasi serat optik jarak jauh bawah air terutama dikaitkan dengan jalur internasional. Kabel optik untuk sistem bawah air jarak jauh memiliki struktur yang rumit dan padat karya untuk diproduksi. Kabel ini harus mengandung elemen yang melindungi serat optik dari kelembapan dan atom hidrogen. Kabel harus diproduksi dalam panjang konstruksi yang besar, dan semua serat optik di sepanjang konstruksi kabel tidak boleh dilas.
Dalam rentang panjang gelombang operasi, serat harus memiliki nilai koefisien atenuasi, dispersi mode kromatik dan polarisasi yang rendah. Oleh karena itu, dalam kondisi modern, serat dengan pergeseran dispersi bukan nol dipilih sebagai serat optik pada kabel bawah laut.
Kabel optik bawah laut dicirikan oleh nilai parameter mekanis peregangan dan penghancuran yang tinggi. Biasanya, penilaian kabel-kabel ini berdasarkan parameter mekanis melibatkan produksi kabel pantai (dengan nilai parameter mekanis tertinggi), kabel untuk zona penangkapan ikan di laut (paling sering kabel ini dikubur di dasar tanah), dan kabel untuk zona laut dalam. Di Laut Hitam, kabel bawah laut juga harus tahan terhadap hidrogen sulfida.
Optik horizontal
Dengan meningkatnya permintaan akan aplikasi jaringan baru, penggunaan teknologi serat optik dalam sistem pengkabelan terstruktur menjadi semakin penting. Apa keuntungan dan fitur penggunaan teknologi optik pada subsistem kabel horizontal, serta di tempat kerja pengguna?
Keuntungan utama optik mencakup bandwidth tertinggi dari semua media transmisi yang memungkinkan, termasuk kabel tembaga dan koaksial yang dipilin, serta jangkauan transmisi data terpanjang dengan biaya peralatan dan pengoperasian aktif terendah.
Segmen serat optik bisa 20 kali lebih panjang dibandingkan segmen tembaga. Serat multimode tipikal yang dimaksudkan untuk digunakan dalam LAN saat ini memiliki bandwidth lebih dari 500 MHz per kilometer panjangnya. Karena standar SCS yang ada menentukan panjang kabel optik horizontal dari titik distribusi lantai ke soket pelanggan sebagai 100 m, setiap sambungan tersebut menyediakan bandwidth beberapa GHz. Kemajuan terkini dalam teknologi serat multimode memungkinkan kecepatan transmisi yang lebih tinggi
Jadi, serat optik memiliki karakteristik yang jauh melebihi persyaratan standar kecepatan Ethernet saat ini (100 Mbit/s) untuk menghubungkan tempat kerja, dan memungkinkan Anda dengan mudah beralih ke protokol transfer data baru, seperti, misalnya, 1 dan 10 Gigabit Ethernet atau ATM berkecepatan tinggi.
Berbicara tentang kemungkinan modernisasi, perlu dicatat bahwa sifat-sifat serat optik praktis tidak tergantung pada kecepatan transmisi data dalam jaringan, karena tidak ada mekanisme (misalnya, crosstalk) yang menyebabkan degradasi sifat-sifat serat optik. dengan meningkatnya kecepatan protokol jaringan. Setelah serat optik dipasang dan diuji untuk memenuhi standar, sambungan kabel dapat beroperasi pada kecepatan 1, 10, 100, 500, 1000 Mbps, atau 10 Gbps.
Hal ini memastikan bahwa infrastruktur kabel yang terpasang saat ini akan mampu mendukung teknologi jaringan apa pun untuk 10-15 tahun ke depan, atau bahkan lebih. Hanya satu media transmisi di SCS yang memenuhi persyaratan ini - optik. Kabel optik telah digunakan dalam jaringan telekomunikasi selama lebih dari 25 tahun, dan baru-baru ini juga digunakan secara luas di televisi kabel dan LAN.
Di LAN, mereka terutama digunakan untuk membangun saluran kabel tulang punggung antar gedung dan di dalam gedung itu sendiri, sekaligus menyediakan transfer data berkecepatan tinggi antar segmen jaringan ini. Namun perkembangan teknologi jaringan modern mengaktualisasikan penggunaan serat optik sebagai media utama untuk menghubungkan pengguna secara langsung.
Sistem perkabelan terstruktur, yang menggunakan serat optik untuk perkabelan utama dan horizontal, memberikan sejumlah manfaat signifikan kepada konsumen: desain yang lebih fleksibel, tapak bangunan yang lebih kecil, keamanan yang lebih tinggi, dan pengelolaan yang lebih baik.
Penggunaan serat optik di tempat kerja akan memungkinkan peralihan ke protokol jaringan baru, seperti Gigabit dan 10 Gigabit Ethernet, dengan biaya minimal di masa depan. Hal ini dimungkinkan berkat sejumlah kemajuan terkini dalam teknologi serat optik:
- serat optik multimode dengan karakteristik dan bandwidth optik yang ditingkatkan;
- konektor optik dengan faktor bentuk kecil, yang memerlukan area lebih sedikit dan biaya pemasangan lebih sedikit;
- Dioda laser planar dengan rongga vertikal menyediakan transmisi data jarak jauh dengan biaya rendah.
Beragam solusi untuk membangun sistem kabel optik zona memastikan transisi yang lancar dan ekonomis dari sistem kabel berstruktur tembaga ke sistem kabel terstruktur serba optik.
Penunjukan standar untuk kabel serat optik
Hampir semua pabrikan Eropa menandai kabel serat optik sesuai dengan sistem standar DIN VDE 0888. Menurut standar ini, setiap jenis kabel diberi urutan huruf dan angka yang memuat seluruh karakteristik kabel serat optik.
Misalnya, I-V(ZN)H 1×4 G50/125 menunjukkan kabel untuk penggunaan di dalam ruangan [I]. Serat berada dalam buffer padat dengan diameter 900 mikron [V], dengan elemen kekuatan non-logam, dengan selubung [N] yang tidak mudah terbakar dan rendah asap. Jumlah serat 4. Tipe serat multimode dengan ukuran inti dan kelongsong serat masing-masing 50 dan 125 µm.
A/IDQ(ZN)(SR)H 1×8 G50/125 menunjukkan kabel untuk penggunaan luar ruangan dan dalam ruangan. Serat-serat tersebut ditempatkan dalam tabung tengah yang diisi dengan senyawa anti air. Kevlar atau serat kaca dalam pelindung logam bergelombang. Kulit terluar LSZH, asap rendah, tidak mengeluarkan halogen selama pembakaran [H]. Satu tabung dengan delapan serat. Multimode tipe serat dengan ukuran inti dan kelongsong serat masing-masing 50 dan 125 µm.
Kabel ADF(ZN)2Y(SR)2Y 6×4 E9/125 untuk penggunaan luar ruangan [A]. Ia memiliki dua cangkang polietilen: luar dan dalam, di antaranya terdapat pelindung logam dalam bentuk pita bergelombang. Serat-serat tersebut terletak dalam enam tabung, masing-masing empat tabung. Bagian dalam tabung, serta rongga antar tabung, diisi dengan senyawa anti air. Benang Kevlar dan elemen pusat non-logam digunakan sebagai komponen daya. Tipe serat: mode tunggal [E9/125] dengan ukuran inti dan kelongsong serat masing-masing 9 dan 125 µm.
Standar dan teknologi baru
Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa teknologi dan produk telah muncul di pasaran yang membuatnya lebih mudah dan lebih murah untuk menggunakan serat optik dalam sistem kabel horizontal dan menghubungkannya ke stasiun kerja pengguna.
Di antara solusi baru ini, pertama-tama, saya ingin menyoroti konektor optik dengan faktor bentuk kecil (konektor faktor bentuk kecil), dioda laser planar dengan rongga vertikal VCSEL (laser pemancar permukaan rongga vertikal) dan serat multimode optik generasi baru. OM-3.
Perlu dicatat bahwa jenis serat optik multimode OM-3 yang baru-baru ini disetujui memiliki bandwidth lebih dari 2000 MHz/km pada panjang sinar laser 850 nm. Jenis serat ini menyediakan transmisi berurutan aliran data protokol 10 Gigabit Ethernet pada jarak 300 m. Penggunaan serat optik multimode jenis baru dan laser VCSEL 850nm memastikan biaya terendah dalam penerapan solusi 10 Gigabit Ethernet.
Perkembangan standar konektor serat optik baru telah menjadikan sistem serat optik sebagai pesaing serius solusi tembaga. Secara tradisional, sistem serat optik memerlukan konektor dan kabel patch dua kali lebih banyak dibandingkan tembaga; lokasi telekomunikasi memerlukan area yang jauh lebih besar untuk menampung peralatan optik, baik pasif maupun aktif.
Konektor optik dengan faktor bentuk kecil, yang baru-baru ini diperkenalkan oleh sejumlah produsen, memberikan kepadatan port dua kali lipat dibandingkan solusi sebelumnya karena setiap konektor faktor bentuk kecil berisi dua serat optik, bukan hanya satu.
Pada saat yang sama, ukuran elemen optik pasif - koneksi silang, dll., dan peralatan jaringan aktif berkurang, sehingga mengurangi biaya pemasangan hingga empat kali lipat (dibandingkan dengan solusi optik tradisional).
Perlu dicatat bahwa badan standardisasi Amerika EIA dan TIA pada tahun 1998 memutuskan untuk tidak mengatur penggunaan jenis konektor optik faktor bentuk kecil apa pun, yang menyebabkan munculnya enam jenis solusi bersaing di pasar di bidang ini: MTRJ , LC, VF-45, Opti Jack, LX 5 dan SCDC. Ada juga perkembangan baru saat ini.
Konektor mini yang paling populer adalah konektor tipe M-TRJ, yang memiliki ujung polimer tunggal dengan dua serat optik di dalamnya. Desainnya dikembangkan oleh konsorsium perusahaan yang dipimpin oleh AMP Netconnect berdasarkan konektor MT multi-serat yang dikembangkan di Jepang. AMP Netconnect saat ini telah memberikan lebih dari 30 lisensi untuk produksi konektor MTRJ jenis ini.
Konektor MTRJ sebagian besar sukses karena desain eksternalnya, yang mirip dengan konektor RJ-45 tembaga modular 8-pin. Kinerja konektor MTRJ telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir. AMP Netconnect menawarkan konektor MTRJ dengan kunci untuk mencegah koneksi yang salah atau tidak sah ke sistem pengkabelan. Selain itu, sejumlah perusahaan sedang mengembangkan konektor MTRJ versi mode tunggal.
Konektor LC memiliki permintaan yang cukup tinggi di pasar solusi kabel optik. Desain konektor ini didasarkan pada penggunaan ujung keramik dengan diameter dikurangi menjadi 1,25 mm dan wadah plastik dengan kait tipe tuas eksternal untuk dipasang pada soket soket penghubung.
Konektor tersedia dalam versi simpleks dan dupleks. Keunggulan utama konektor LC adalah rata-rata loss yang rendah dan standar deviasinya yang hanya 0,1 dB. Nilai ini memastikan pengoperasian sistem kabel yang stabil secara keseluruhan. Pemasangan garpu LC mengikuti prosedur pengikatan dan pemolesan epoksi standar. Saat ini, konektor tersebut telah digunakan di antara produsen 10 Gbit/transceiver.
Industri SCS telah memilih konektor MTRJ dan LC. Ada juga konektor MTRJ mode tunggal, yang fiturnya adalah waktu pemasangan yang singkat. Untuk memasang konektor tidak perlu menggunakan lem epoxy atau memoles ferrule, Anda hanya perlu membersihkan dan memotong seratnya lalu memasangnya ke dalam konektor.
Ada sejumlah solusi eksklusif untuk digunakan dalam sistem perkabelan horizontal, di antaranya adalah, misalnya, sistem Volition Network Solutions dari 3M. Ini menggunakan konektor tipe VF-45.
Konektor VF-45 berukuran kira-kira setengah ukuran konektor SC dupleks dan tidak memiliki ujung tengah. Untuk menyelaraskan serat optik digunakan alur berbentuk V, dan konektor serta konektornya sendiri dilengkapi dengan penutup pelindung yang bergerak secara horizontal saat disejajarkan.
Selain kabel optik hibrid yang memiliki konektor VF-45 di satu sisi dan konektor ST, SC atau lainnya di sisi lain, 3M baru-baru ini merilis konektor VF-45, yang dirancang untuk pemasangan di lapangan dan memungkinkan terminasi kabel dengan cepat pada titik konsolidasi. Selain itu, untuk menciptakan jaringan optik dengan keamanan tinggi, perusahaan menawarkan enam jenis VF-45 dengan kode warna dan kunci keamanan.
Meskipun konektor VF-45 pada awalnya dirancang untuk aplikasi kabel serat optik horizontal, konektor tersebut juga dapat digunakan dalam aplikasi tulang punggung. Perusahaan ZM juga menganggap salah satu pencapaian besarnya adalah saat ini harga adaptor jaringan yang dilengkapi dengan konektor VF-45 tidak melebihi $100 (Gbr. 5).
Konektor lain yang dirancang untuk menerapkan solusi pemasangan kabel fiber-to-desk adalah konektor OptiJack-FJ dari Panduit.
Ini memiliki dua ujung keramik terpisah dengan diameter 2,5 mm, dan faktor bentuknya sesuai dengan konektor tembaga RJ-45 8-pin. Modul OptiJack-FJ dapat digunakan dengan wadah Panduit MiniCorn dan panel patch.
Oleh karena itu, komponen SFFC, bersama dengan laser VCSEL baru (laser dengan karakteristik yang melekat pada sumber laser tradisional, dan biaya rendah dibandingkan dengan LED konvensional), memungkinkan penerapan teknologi optik berkecepatan tinggi langsung ke tempat kerja pengguna.
Anna FRIESEN, konsultan teknis di U. I. LAPP GmbH.
Di dalamnya ada diagram, gif, tabel, dan banyak teks menarik.
Kamu siap?
Klasifikasi bersyarat
Berbeda dengan kabel twisted pair pada umumnya, yang terlepas dari tempat penerapannya, memiliki desain yang kurang lebih sama, kabel komunikasi serat optik dapat memiliki perbedaan yang signifikan berdasarkan ruang lingkup penerapan dan lokasi pemasangan.Jenis utama kabel serat optik untuk transmisi data berikut dapat dibedakan berdasarkan ruang lingkup penerapannya:
- Untuk pemasangan di dalam gedung;
- untuk saluran kabel, tidak dilapisi;
- untuk saluran kabel, lapis baja;
- untuk berbaring di tanah;
- swadaya yang ditangguhkan;
- dengan kabel;
- di bawah air.
Kabel untuk pemasangan di dalam gedung
Kabel optik untuk pemasangan di dalam gedung dibagi menjadi kabel distribusi, dari mana jaringan secara keseluruhan dibentuk, dan kabel pelanggan, yang digunakan langsung untuk pemasangan di seluruh gedung ke pengguna akhir. Seperti twisted pair, optik diletakkan di baki kabel, saluran kabel, dan beberapa merek juga dapat direntangkan di sepanjang fasad luar bangunan. Biasanya, kabel seperti itu disalurkan ke kotak distribusi antar lantai atau langsung ke titik koneksi pelanggan.
Desain kabel serat optik untuk pemasangan di gedung mencakup serat optik, penutup pelindung, dan elemen kekuatan pusat, seperti seikat benang aramid. Optik yang dipasang di dalam ruangan memiliki persyaratan keselamatan kebakaran khusus, seperti non-penyebaran pembakaran dan emisi asap yang rendah, oleh karena itu poliuretan, bukan polietilen, digunakan sebagai cangkangnya. Persyaratan lainnya adalah bobot kabel yang rendah, fleksibilitas dan ukuran kecil. Oleh karena itu, banyak model memiliki desain yang ringan, terkadang dengan perlindungan tambahan terhadap kelembapan. Karena panjang optik di dalam gedung biasanya kecil, redaman sinyal tidak signifikan dan tidak mempengaruhi transmisi data. Jumlah serat optik pada kabel tersebut tidak melebihi dua belas.
Ada juga semacam persilangan antara "bulldog dan badak" - kabel serat optik, yang juga berisi kabel twisted pair.
Kabel saluran pembuangan tanpa lapis baja
Optik tanpa lapis baja digunakan untuk pemasangan di saluran pembuangan, asalkan tidak ada pengaruh mekanis eksternal pada optik tersebut. Juga, kabel semacam itu dipasang di terowongan, kolektor, dan bangunan. Tetapi bahkan dalam kasus di mana tidak ada pengaruh eksternal pada kabel di saluran pembuangan, kabel tersebut dapat dipasang di pipa polietilen pelindung, dan pemasangannya dilakukan secara manual atau menggunakan winch khusus. Ciri khas kabel serat optik jenis ini adalah adanya pengisi (senyawa) hidrofobik, yang menjamin kemampuan untuk beroperasi dalam kondisi saluran pembuangan dan memberikan perlindungan dari kelembaban.
Kabel saluran pembuangan lapis baja
Kabel serat optik lapis baja digunakan ketika ada beban eksternal yang besar, terutama beban tarik. Reservasi bisa berbeda, pita atau kawat, yang terakhir dibagi menjadi satu dan dua lapisan. Kabel dengan pelindung pita digunakan dalam kondisi yang tidak terlalu agresif, misalnya saat dipasang di saluran kabel, pipa, terowongan, dan jembatan. Tape armor adalah tabung baja halus atau bergelombang dengan ketebalan 0,15-0,25 mm. Kerutan, asalkan ini adalah satu-satunya lapisan pelindung kabel, lebih disukai karena melindungi serat optik dari hewan pengerat dan umumnya meningkatkan fleksibilitas kabel. Untuk kondisi pengoperasian yang lebih parah, misalnya, saat diletakkan di tanah atau di dasar sungai, digunakan kabel dengan pelindung kawat.
Kabel untuk diletakkan di tanah
Untuk pemasangan di tanah, kabel optik dengan pelindung kawat untai tunggal atau ganda digunakan. Kabel yang diperkuat dengan pelindung pita juga digunakan, tetapi lebih jarang. Kabel optik diletakkan di parit atau menggunakan lapisan kabel. Proses ini dijelaskan lebih rinci dalam artikel kedua saya tentang topik ini, yang memberikan contoh jenis lapisan kabel yang paling umum. Jika suhu lingkungan di bawah -10 o C, kabel dipanaskan terlebih dahulu.
Dalam kondisi tanah basah, model kabel digunakan, bagian serat optiknya dibungkus dalam tabung logam tertutup, dan kawat lapis baja diresapi dengan senyawa anti air khusus. Di sinilah perhitungan berperan: insinyur yang mengerjakan pemasangan kabel tidak boleh membiarkan beban tarik dan tekan melebihi batas yang diizinkan. Jika tidak, baik secara langsung atau seiring berjalannya waktu, serat optik dapat rusak, sehingga kabel tidak dapat digunakan.
Armor juga mempengaruhi gaya tarik yang diijinkan. Kabel serat optik dengan pelindung dua lapis dapat menahan gaya 80 kN, kabel satu lapis - dari 7 hingga 20 kN, dan pelindung pita menjamin “kelangsungan hidup” kabel di bawah beban minimal 2,7 kN.
Kabel mandiri yang ditangguhkan
Kabel swadaya yang ditangguhkan dipasang pada penyangga saluran komunikasi overhead dan saluran listrik tegangan tinggi yang ada. Ini secara teknologi lebih sederhana daripada memasang kabel di tanah, namun ada batasan serius selama pemasangan - suhu sekitar selama bekerja tidak boleh lebih rendah dari - 15 o C. Kabel swadaya yang ditangguhkan memiliki bentuk bulat standar, itulah sebabnya beban angin pada struktur berkurang, dan jarak antar penyangga bisa mencapai seratus meter atau lebih. Desain kabel optik gantung mandiri harus berisi elemen daya pusat - elemen kekuatan pusat yang terbuat dari fiberglass atau benang aramid. Berkat yang terakhir, kabel serat optik dapat menahan beban longitudinal yang tinggi. Kabel swadaya bersuspensi dengan benang aramid digunakan dalam bentang hingga satu kilometer. Keunggulan lain dari benang aramid, selain kekuatan dan bobotnya yang rendah, adalah bahwa aramid pada dasarnya adalah dielektrik, yaitu kabel yang dibuat berdasarkan bahan tersebut aman, misalnya jika tersambar petir.
Tergantung pada struktur inti, ada beberapa jenis kabel overhead:
- Kabel dengan inti yang diprofilkan - berisi serat optik atau modul dengan serat ini - kabel tahan terhadap tegangan dan kompresi;
- Kabel dengan modul bengkok - mengandung serat optik, diletakkan longgar, kabel tahan terhadap tegangan;
- Kabel dengan satu modul optik - inti kabel jenis ini tidak memiliki elemen daya, karena terletak di dalam selubung. Kabel semacam itu memiliki kelemahan dalam identifikasi serat yang merepotkan. Namun diameternya lebih kecil dan harga lebih terjangkau.
Kabel optik dengan tali
Kabel optik tali adalah jenis kabel mandiri yang juga digunakan untuk instalasi udara. Dalam produk seperti itu, kabel dapat menahan beban dan digulung. Ada juga model yang optiknya dipasang pada kabel proteksi petir.
Memperkuat kabel optik dengan kabel (inti berprofil) dianggap sebagai metode yang cukup efektif. Kabel sendiri merupakan kawat baja yang dibungkus dalam selubung tersendiri, yang selanjutnya dihubungkan dengan selubung kabel. Ruang kosong di antara keduanya diisi dengan pengisi hidrofobik. Seringkali desain kabel optik dengan kabel ini disebut "angka delapan" karena kemiripan luarnya, meskipun saya pribadi memiliki asosiasi dengan "mie" yang terlalu banyak makan. "Delapan" digunakan untuk memasang jalur komunikasi overhead dengan rentang tidak lebih dari 50-70 meter. Ada beberapa batasan dalam pengoperasian kabel tersebut, misalnya angka delapan dengan kabel baja tidak dapat digantung pada saluran listrik. Saya harap tidak perlu menjelaskan alasan tepatnya.
Namun kabel dengan kabel penangkal petir (kabel penangkal petir) yang berkelok-kelok dapat dengan mudah dipasang pada saluran listrik tegangan tinggi, dengan dilekatkan pada kabel grounding. Kabel kawat tanah digunakan di tempat-tempat yang terdapat risiko kerusakan optik oleh hewan liar atau pemburu. Ini juga dapat digunakan pada penerbangan yang lebih panjang daripada angka delapan biasa.
Kabel optik bawah laut
Jenis kabel optik ini berbeda dari yang lain, karena dipasang dalam kondisi yang berbeda secara fundamental. Hampir semua jenis kabel bawah laut memiliki lapisan pelindung dalam satu atau lain cara, dan tingkat lapisan pelindung bergantung pada topografi bawah dan kedalaman penguburan.
Jenis utama kabel bawah laut berikut ini dibedakan (berdasarkan jenis pelindungnya):
- Tidak lapis baja;
- Reservasi tunggal (satu langkah);
- Reservasi yang ditingkatkan (lapisan tunggal);
- Armor batu yang diperkuat (dua lapis);
Saya melihat desain kabel bawah laut secara detail lebih dari setahun yang lalu di artikel ini, jadi di sini saya hanya akan memberikan informasi singkat dengan gambar:
Paradoksnya, tidak ada korelasi langsung antara pelindung kabel dan kedalaman penguburan, karena penguatan melindungi optik bukan dari tekanan tinggi di kedalaman, tetapi dari aktivitas biota laut, serta jaring, pukat-hela (trawl) udang, dan jangkar kapal penangkap ikan. Korelasi ini justru sebaliknya - semakin dekat ke permukaan, semakin besar kecemasannya, yang terlihat jelas pada tabel di bawah ini:
Tabel jenis dan karakteristik kabel bawah laut tergantung kedalaman peletakan
Produksi
Sekarang setelah kita mengetahui jenis kabel serat optik yang paling umum, kita dapat berbicara tentang proses produksi di seluruh kebun binatang ini. Kita semua tahu tentang kabel serat optik, banyak dari kita pernah menanganinya secara pribadi (sebagai pelanggan dan pemasang), tetapi seperti yang jelas dari informasi di atas, kabel serat optik, terutama kabel trunk, bisa sangat berbeda dari apa yang Anda tangani di dalam. masa lalu. di dalam ruangan.Karena pemasangan tulang punggung serat optik membutuhkan ribuan kilometer kabel, seluruh pabrik terlibat dalam produksinya.
Pembuatan benang serat optik
Semuanya dimulai dengan produksi elemen utama - benang serat optik. Keajaiban ini dihasilkan di perusahaan khusus. Salah satu teknologi untuk memproduksi filamen optik adalah gambar vertikalnya. Dan ini terjadi sebagai berikut:- Pada ketinggian beberapa puluh meter, dua tangki dipasang di poros khusus: satu dengan kaca, yang kedua, di bawah poros, dengan bahan pelapis primer polimer khusus.
- Benang kaca ditarik dari unit pengumpan presisi benda kerja atau, lebih sederhananya, reservoir pertama dengan kaca cair.
- Di bawah, benang melewati sensor diameter serat optik, yang bertanggung jawab untuk memantau diameter produk.
- Setelah kontrol kualitas, benang dilapisi dengan lapisan polimer primer dari reservoir kedua.
- Setelah melalui prosedur pelapisan, benang dikirim ke oven lain, di mana polimer dipasang.
- Benang serat optik direntangkan sejauh N-meter lagi, bergantung pada teknologinya, didinginkan dan disuplai ke penggulung presisi; dengan kata lain, benang tersebut dililitkan ke gulungan, yang kemudian diangkut sebagai benda kerja ke lokasi produksi kabel.
Ukuran kabel serat optik yang paling umum adalah:
- Dengan inti 8,3 mikron dan cangkang 125 mikron;
- Dengan inti 62,5 mikron dan cangkang 125 mikron;
- Dengan inti 50 mikron dan cangkang 125 mikron;
- Dengan inti 100 mikron dan cangkang 145 mikron.
Kontrol diameter pemandu cahaya sangatlah penting. Bagian instalasi inilah yang bertanggung jawab atas salah satu parameter utama di semua tahap produksi benang - diameter konstan produk akhir (standar - 125 mikron). Karena kesulitan dalam mengelas benang dengan diameter berapa pun, mereka berusaha membuatnya sepanjang mungkin. Rekaman linier dari serat optik “kosong” pada gulungan bisa mencapai puluhan kilometer(ya, tepatnya kilometer) dan lainnya, tergantung kebutuhan pelanggan.
Sudah di perusahaan itu sendiri, meskipun hal ini dapat dilakukan di pabrik kaca, semuanya tergantung pada siklus produksi; untuk kenyamanan, benang tidak berwarna dengan lapisan polimer dapat digulung ulang ke gelendong lain, dalam proses mengecatnya dengan warna cerahnya sendiri. warna, dengan analogi dengan kabel twisted pair yang sudah dikenal. Untuk apa? Demi kemuliaan sat... untuk membedakan saluran dengan cepat ketika, misalnya, memperbaiki atau mengelas kabel.
Pembuatan kabel
Sekarang kami memiliki inti dari produk kami - benang serat optik. Apa berikutnya? Selanjutnya, mari kita lihat diagram penampang kabel bawah air rata-rata (ya, saya paling menyukainya):
Di pabrik, filamen optik yang dihasilkan diluncurkan ke mesin, yang bersama-sama membentuk keseluruhan konveyor untuk produksi satu jenis kabel. Pada tahap pertama produksi model tanpa lapis baja, benang dijalin menjadi bundel, yang pada akhirnya membentuk “inti optik”. Jumlah thread pada kabel dapat bervariasi, tergantung pada bandwidth yang dinyatakan. Bundel tersebut, pada gilirannya, dililitkan menjadi “kabel” menggunakan peralatan khusus, tergantung pada desain dan tujuannya. Peralatan ini juga dapat menutupi “kabel” yang dihasilkan dengan bahan anti air untuk mencegah masuknya uap air dan memudarnya optik di kemudian hari (disebut “pengisi hidrofobik dalam modul” dalam diagram).
Beginilah proses pelintiran bundel yang dirangkai menjadi sebuah kabel terjadi di pabrik kabel serat optik Perm:
Setelah jumlah bundel serat optik yang diperlukan dikumpulkan ke dalam “kabel”, bundel tersebut diisi dengan polimer atau ditempatkan dalam tabung logam atau tembaga. Di sini, pada pandangan pertama, tampaknya tidak ada jebakan dan tidak mungkin ada, tetapi karena pabrikan berupaya meminimalkan jumlah sambungan dan jahitan, semuanya menjadi tidak sepenuhnya sederhana. Mari kita lihat satu contoh spesifik.
Untuk membuat badan tabung, yang ditunjukkan pada diagram di atas sebagai “tabung pusat”, dapat digunakan potongan bahan yang kita butuhkan (baja atau tembaga) dengan panjang yang sangat besar. Pita perekat ini digunakan agar tidak harus berurusan dengan semua penggulungan dan pengelasan yang terlihat jelas di sekeliling seluruh lingkar sambungan yang kita kenal. Setuju, maka kabel akan memiliki terlalu banyak titik "lemah" dalam desainnya.
Jadi begini. Strip logam kosong melewati mesin khusus yang mengencangkannya dan memiliki selusin atau dua rol yang menyelaraskannya dengan sempurna. Setelah sliver disejajarkan, sliver diumpankan ke mesin lain di mana sliver tersebut bertemu dengan bundel untaian serat optik kami. Mesin otomatis pada konveyor membengkokkan pita di sekitar serat optik yang diregangkan, menciptakan tabung berbentuk sempurna.
Seluruh struktur yang masih rapuh ini ditarik lebih jauh di sepanjang konveyor ke mesin las listrik presisi tinggi, yang mengelas tepi pita dengan kecepatan tinggi, mengubahnya menjadi tabung monolitik di mana kabel serat optik sudah dipasang. Tergantung pada itu. prosesnya, semuanya dapat diisi dengan pengisi hidrofobik. Atau jangan dibanjiri, semua tergantung model kabelnya.
Secara umum, semuanya menjadi lebih atau kurang jelas dengan produksi. Merek serat optik yang berbeda, terutama kabel utama, mungkin memiliki beberapa perbedaan desain, misalnya dalam jumlah inti. Di sini para insinyur tidak menciptakan sepeda dan hanya menggabungkan beberapa kabel yang lebih kecil menjadi satu kabel besar, yaitu, kabel tulang punggung tersebut tidak hanya memiliki satu, tetapi, misalnya, lima tabung dengan serat optik di dalamnya, yang, pada gilirannya, juga merupakan diisi dengan insulasi polietilen dan, bila perlu, diperkuat. Kabel seperti itu disebut multi-modular.
Salah satu model penampang kabel multi modul
Kabel multi-modul, yang banyak digunakan untuk jalan raya panjang, memiliki fitur desain wajib lainnya berupa inti, atau disebut juga elemen daya pusat. CSE digunakan sebagai “bingkai” di mana tabung dengan inti serat optik dikelompokkan.
Omong-omong, pabrik Perm "Inkab", yang proses produksinya disajikan dalam gif di atas, dengan volume kabel hingga 4,5 ribu kilometer per tahun, adalah kerdil dibandingkan dengan pabrik raksasa infrastruktur yang sama. Alcatel, yang bisa memproduksi beberapa ribu kilometer kabel serat optik dalam keadaan utuh, yang segera dimuat ke dalam wadah peletakan kabel.
Tabung baja adalah pilihan yang paling tidak radikal untuk melindungi optik. Untuk kondisi pengoperasian dan pemasangan yang tidak agresif, polietilen isolasi biasa sering digunakan. Namun, hal ini tidak meniadakan fakta bahwa setelah kabel tersebut dibuat, kabel tersebut dapat “dibungkus” dengan gulungan pelindung yang terbuat dari kawat atau kabel aluminium atau baja.
Reservasi kabel dengan insulasi polietilen di pabrik Perm yang sama
Kesimpulan
Seperti yang dapat Anda pahami dari materi di atas, perbedaan utama antara berbagai jenis kabel serat optik adalah “belitannya”, yaitu untaian kaca rapuh yang dikemas di dalamnya, tergantung pada aplikasi dan lingkungan di mana kabel tersebut akan berada. dibaringkan.Jika Anda menyukai materi ini, silakan ajukan pertanyaan di komentar, berdasarkan itu saya akan mencoba menyiapkan artikel lain tentang topik ini.
Terima kasih atas perhatian Anda.
Halo teman teman! Guru kami di bidang Internet dan teknologi nirkabel, Borodach, telah menulis tentang apa itu serat optik (tautan ke artikel pasti ada di bawah). Namun rekan-rekan saya memutuskan bahwa Blonde juga harus menulis tentang topik ini dan pada saat yang sama menambah pengetahuan pada kepalanya yang indah. Ya, itu perlu - itu artinya perlu! Kami akan mencari tahu.
Definisi untuk Dummies
Serat optik adalah kabel (benang) tertipis yang terbuat dari kaca atau plastik yang melaluinya cahaya ditransfer karena pemantulan internal. Kabel serat optik digunakan sebagai cara untuk mengirimkan informasi dengan kecepatan tinggi dalam jarak jauh (secara harfiah berarti “kecepatan cahaya”). Beginilah cara jalur komunikasi serat optik (FOCL) dibangun.
Fakta dari sejarah pembangunan di Rusia. Jalur serat optik pertama "St. Petersburg-Aberslund" (sebuah kota di Denmark) dibangun oleh Rostelecom (kemudian disebut Sovtelecom).
Saya langsung menyarankan menonton film dokumenter dengan topik:
Bahan
Serat kaca terbuat dari kuarsa. Hal ini memberikan ciri-ciri sebagai berikut:
- Permeabilitas optik tinggi - ini memungkinkan Anda menyiarkan gelombang dengan rentang berbeda;
- Kehilangan sinyal minimal (atenuasi rendah);
- Stabilitas suhu;
- Fleksibilitas.
Untuk jarak jauh, digunakan gelas kalkogenida, kalium zirkonium fluorida, atau kalium kriolit.
Produksi serat optik dari plastik kini semakin berkembang. Dalam hal ini inti (core) terbuat dari kaca organik, dan cangkangnya terbuat dari fluoroplastik. Kerugian dari bahan polimer adalah throughput yang rendah di area dengan radiasi infra merah.
Struktur
Serat optik terdiri dari apa? Ini adalah benang bundar, di dalamnya terdapat inti (inti), ditutupi bagian luar dengan selubung. Untuk memastikan refleksi internal total, indeks bias inti harus lebih tinggi daripada indeks bias kelongsong. Cara kerjanya adalah seberkas cahaya yang diarahkan ke inti dipantulkan berulang kali dari cangkangnya.
Diameter benang serat optik yang digunakan dalam telekomunikasi adalah 124-126 mikron. Dalam hal ini, diameter inti mungkin berbeda - semuanya tergantung pada jenis serat optik (saya akan membicarakannya di bagian selanjutnya) dan standar nasional.
1 mikron sama dengan 0,001 mm. Saya hitung, ternyata diameternya hanya 0,125 mm.
Jenis dan aplikasi
Serat optik terdiri dari dua jenis (tergantung jumlah sinar dalam serat - mod):
- Mode tunggal. Diameter inti adalah 7-10 mikron, pantulan cahaya terjadi dalam satu mode. Jenis:
- Standar (dengan varian tidak bias);
- Dengan dispersi yang bergeser;
- Dengan varian bias bukan nol.
- Multimode. Diameter inti 50-62 mikron (tergantung standar nasional), radiasi melewati beberapa mode. Diklasifikasikan menjadi:
- Melangkah;
- Gradien.
Bagian ini rumit bagi kebanyakan orang, tetapi jika seseorang ingin memahaminya lebih detail, tulis di komentar. Salah satu dari mereka pasti akan menjelaskan segala sesuatu yang tidak jelas.
Area utama di mana serat optik digunakan adalah komunikasi serat optik dan sensor serat optik. Area lainnya:
- Petir;
- Pembentukan gambar;
- Pembuatan laser serat.
Sejauh yang saya pahami, bidang aplikasi utama adalah pembangunan jalur komunikasi serat optik. Sederhananya, ini adalah jalur transmisi Internet di semua kota besar.
Dan inilah yang dikatakan oleh program pendidikan untuk anak-anak dan orang dewasa “Galileo”:
Kabel optik
Jadi kita sampai pada misteri terbesar di zaman kita - kabel serat optik yang menghubungkan kota dan benua serta mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya. Pada saat yang sama, Internet memasuki apartemen kami melalui pasangan terpilin, paling sering dari 8 kabel. Kecepatan maksimum akan mencapai 1 Gbit/s.
Siapa pun yang mengetahui tahu bahwa tidak mungkin menempatkan kabel 8 kawat di setiap saluran kabel. Inilah keunggulan utama serat optik. Kabel optik beberapa kali lebih tipis dibandingkan kabel twisted pair dan memberikan kecepatan lebih tinggi (hingga 10 Gbit/s).
Tampaknya penyedia mulai perlahan-lahan mentransfer pelanggan ke serat optik - yaitu, "optik" tidak hanya akan menuju ke pintu masuk, tetapi juga ke apartemen. Kabar buruknya adalah Anda memerlukan router khusus untuk menggunakan kabel ini.
Menurut metode pemasangannya, kabel optik diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berikut:
- Itu diletakkan di dalam tanah;
- Dilakukan melalui saluran pembuangan dan pipa saluran pembuangan;
- Dilakukan di bawah air;
- Itu diletakkan di udara (ditangguhkan).
Tergantung pada penggunaan dan jangkauan sinyal, kabel serat optik adalah:
- Batang – membuat antrean panjang dalam jarak jauh;
- Zonal – pengorganisasian jalan raya antar wilayah;
- Perkotaan - mirip dengan zonal, tetapi panjang jalurnya tidak lebih dari 10 km;
- Lapangan - bertelur baik melalui udara maupun bawah tanah;
- Air - di sini namanya berbicara sendiri;
- Objek - digunakan untuk area tertentu, mudah dipasang;
- Instalasi - serat optik gradien multimode digunakan.
Ada pula klasifikasi berdasarkan cara pengerjaan inti dan jumlah serat di dalamnya. Saya rasa ini sepertinya tidak menarik, tetapi jika terjadi sesuatu, rekan saya akan memberi tahu Anda tentang hal ini juga - Anda hanya perlu menulis di komentar.
Keuntungan dan kerugian
Terakhir, mari kita lihat kelebihan dan kekurangan kabel serat optik. Mari kita mulai dengan kelebihannya:
- Kerugian rendah dengan bagian relai yang panjang;
- Kemungkinan mengirimkan informasi melalui ribuan saluran;
- Ukuran dan berat kecil;
- Perlindungan tinggi terhadap gangguan dan pengaruh luar;
- Keamanan.
Dan sekarang tentang kekurangannya:
- Paparan radiasi, yang meningkatkan redaman sinyal;
- Kaca rentan terhadap korosi hidrogen, yang menyebabkan kerusakan material dan penurunan sifat.
Kita bisa menyelesaikannya di sini. Semoga bermanfaat dan cerita saya menarik. Selamat tinggal semuanya!
Kabel fiber optik digunakan untuk transmisi data berkecepatan tinggi di berbagai industri, khususnya telekomunikasi. Tapi apa sebenarnya kabel serat optik itu? Bagaimana cara kerjanya? Bagaimana ini dirancang? Pada artikel ini kami akan mencoba memberikan jawaban atas semua pertanyaan tersebut.
Apa itu kabel serat optik?
Secara umum kabel fiber optik tidak jauh berbeda dengan jenis kabel lainnya. Hanya saja mereka menggunakan cahaya (foton) dan bukan energi (elektron) untuk mengirimkan data. Transmisi serat optik adalah istilah umum untuk transmisi informasi dalam bentuk cahaya.
Bagaimana kabel serat optik dibangun?
Kabel serat optik didasarkan pada inti yang terdiri dari kaca kuarsa atau serat plastik. Inti inilah yang berfungsi sebagai penghantar utama cahaya di dalam kabel. Di antara inti kabel dan selubungnya terdapat lapisan lain yang disebut “lapisan batas”. Ini berfungsi untuk memantulkan cahaya. Indeks bias secara langsung mempengaruhi kecepatan transmisi berkas cahaya.
Berikutnya adalah cangkang inti itu sendiri, yang juga berfungsi sebagai penghantar sinar cahaya, namun memiliki indeks refleksi lebih rendah dibandingkan inti . Cangkangnya ditutupi oleh lapisan berikutnya, yang disebut “buffer”. Fungsinya untuk mencegah terbentuknya uap air di dalam inti dan cangkang.
Dan terakhir, lapisan terakhir adalah penutup luar kabel, yang melindungi kabel dari kerusakan mekanis.
Bagaimana kabel serat optik mentransmisikan sinar cahaya?
Untuk mengirimkan data melalui serat optik, sinyal listrik yang masuk diubah menjadi pulsa cahaya menggunakan konverter elektro-optik khusus. Setelah itu, berkas cahaya mulai bergerak di sepanjang kabel. Pada titik akhir rutenya, berkas sinar memasuki konverter optoelektronik, yang kemudian diubah menjadi sinyal elektronik.
Berbagai jenis kabel serat optik memiliki diameter inti yang berbeda pula. Inti dengan diameter lebih besar dapat mentransmisikan lebih banyak sinar. Kabel serat optik memang bisa ditekuk, namun harus dipastikan kabel tidak terlalu tertekuk karena dapat mengganggu transmisi sinar cahaya di dalam kabel.
Apa saja jenis kabel serat optik?
Ada beberapa jenis kabel serat optik. Mari kita lihat semuanya.
Serat multi-mode dengan profil indeks langkah (Kabel Indeks Langkah Multimode)
Kabel indeks bertahap multimode adalah kabel serat optik paling sederhana. Mereka terdiri dari inti kaca yang memiliki indeks reflektansi konstan. Jenis kabel ini memungkinkan Anda untuk mentransmisikan beberapa sinar secara bersamaan, yang dipantulkan dengan intensitas berbeda dan ditransmisikan sepanjang jalur zigzag. Namun indeks reflektansinya tetap konstan.
Karena sinar dibiaskan berkali-kali pada sudut yang berbeda, kecepatan transfer data menurun. Kabel jenis ini menyediakan bandwidth hingga 100 MHz dan memungkinkan transmisi sinyal pada jarak hingga 1 kilometer.Diameter inti kabel jenis ini biasanya: 100, 120 atau 400 µm.
Serat multi-mode dengan indeks bertingkat
(Kabel Multimode Indeks Bertingkat).
Sama seperti jenis kabel sebelumnya, kabel ini memungkinkan Anda mengirimkan banyak sinyal secara bersamaan, namun sinyal di dalam serat optik tidak dibiaskan secara zigzag, tetapi sepanjang jalur parabola, yang memungkinkan Anda meningkatkan kecepatan transfer data secara signifikan. Kerugian dari kabel ini termasuk biayanya yang lebih tinggi. Kabel jenis ini biasanya digunakan untuk membangun jaringan transmisi data berkecepatan tinggi.
Diameter inti: 50 µm, 62,5 µm, 85 µm, 100 µm, 125 µm, 140 µm.
Serat mode tunggal (Kabel mode tunggal)
Kabel serat optik mode tunggal memiliki diameter inti yang sangat kecil dan hanya dapat membawa satu sinyal dalam satu waktu. Tidak adanya refraksi berpengaruh positif terhadap kecepatan dan jarak transmisi data. Kabel mode tunggal cukup mahal, namun memberikan throughput dan jangkauan transmisi data yang sangat baik, hingga 100 (Gbit/s) km.
Apa keuntungan menggunakan kabel serat optik?
Dibandingkan dengan kabel konvensional, serat optik memberikan keuntungan sebagai berikut:
Ketahanan terhadap gangguan radio dan lonjakan tegangan
Peningkatan tingkat daya tahan
Transmisi data berkecepatan tinggi jarak jauh
Imunitas Interferensi Elektromagnetik
Kompatibel dengan jenis kabel lainnya