1. Kas ir optiskā šķiedra?
Optiskā šķiedra sastāv no elastīgiem stikla vai plastmasas pavedieniem, kas izstrādāti, lai pārraidītu gaismu. Ražotāji ražo šīs šķiedras, izmantojot stingru trīs posmu procesu: sagatavju izgatavošana, zīmējums, un pārklājums.
Šķiedru optika nodrošina lielāku joslas platumu un lielāku pārraides attālumu nekā tradicionālie vara kabeļi.
Jo tie pārraida optiskos gaismas impulsus, nevis elektrisko strāvu, šķiedras ir pilnīgi imūnas pret elektromagnētiskie traucējumi (EMI).
Tas padara optisko šķiedru par standarta fizisko līdzekli tālsatiksmes telekomunikācijām, datu centri, un FDN izvietošanu.
2. Parastie materiāli, ko izmanto optiskajās šķiedrās
Silīcija stikla šķiedras
Telekomunikāciju tīkli gandrīz pilnībā balstās uz silīcija stikla šķiedrām.
- Augsta tīrība: Silīcija stikls piedāvā ārkārtīgi zemu vājinājumu. Tas ļauj pārraidīt signālu lielos attālumos ar minimālu datu zudumu.
- Termiskā un ķīmiskā izturība: Silīcija dioksīds iztur ārkārtējas temperatūras un ir izturīgs pret ķīmisko koroziju. Inženieri nosaka silīcija dioksīdu skarbiem āra apstākļiem, rūpnieciski, un zemūdens vide.
- Pamata daudzpusība: Ražotāji izmanto silīcija dioksīdu abos vienrežīmos (parasti 9 µm kodols) un daudzrežīmi (50µm vai 62,5 µm kodols) konfigurācijas, lai atbilstu konkrētām tīkla joslas platuma prasībām.
Plastmasas optiskās šķiedras (POF)
POF izmanto polimēru materiālus, piemēram, PMMA, stikla vietā. Inženieri konkrēti norāda POF, pielietojumi īsos attālumos.
Rentabls: POF materiāli un ar tiem saistītie raiduztvērēji maksā ievērojami mazāk nekā sistēmas, kuru pamatā ir silīcija dioksīds.
Liels kodola izmērs: POF parasti ir 1 mm kodols. Šis lielais izmērs vienkāršo gaismas avota izlīdzināšanu un samazina izbeigšanas laiku.
Augsta elastība: Plastmasas konstrukcija tiek galā ar stingriem lieces rādiusiem, nesalaužoties. Tas padara POF ideāli piemērotu ierobežotām telpām, piemēram, automašīnu vadiem vai mājas audio tīklam.
3. Optisko šķiedru kabeļa uzbūve
Pilnīgs optiskās šķiedras kabelis sastāv no tukšas optiskās šķiedras, ko aizsargā vairāki strukturālie slāņi.
- Kodols: Centrālā pārraides vide. Izgatavots no īpaši tīra silīcija stikla, tas nes optiskos gaismas impulsus.
- Apšuvums: Sekundārais stikla slānis, kas ieskauj serdi. Tam ir nedaudz zemāks refrakcijas indekss, kas liek gaismai atstaroties atpakaļ kodolā, izmantojot pilnīgu iekšējo atstarošanos.
- Pārklājums: Primārais aizsargslānis, parasti UV cietināts akrilāts. Apstrādes laikā tas pasargā tukšo stiklu no mikroskrāpējumiem un mitruma.
- Spēka biedri: Aramīda dzija (piemēram, Kevlar®) ieskauj pārklāto šķiedru. Tas nodrošina augstu stiepes izturību, lai aizsargātu smalko stikla serdi kabeļa vilkšanas laikā.
- Ārjaka: Ārējais apvalks, parasti izspiež no PVC, LSZH (Zems dūmu nulles halogēns), vai PE (Polietilēns). Tas aizsargā iekšējās sastāvdaļas no apkārtējās vides kaitējuma.
- Savienotāji: Fiziskie beigu punkti. Savienotājos tiek izmantotas precīzas keramikas uzgaļi, lai ideāli izlīdzinātu šķiedru serdeņus, nodrošinot zemu ievietošanas zudumu.
4. Stikls vs. Plastmasas šķiedru optika
Izmantojot stiklu:
- Materiāls: Īpaši tīrs silīcija dioksīds.
- Izturība: Izcila izturība ar mazāku signāla zudumu lielākos attālumos.
- Izmaksas: Dārgāks nekā plastmasas optiskās šķiedras kabelis.
Izmantojot plastmasu:
- Materiāls: Polimēri, piemēram, akrilāts un poliimīds.
- Elastīgums: Elastīgāks un vieglāk apstrādājams.
- Izmaksas: Lētāk, taču nepieciešama regulāra nomaiņa zemākas izturības un augstāka refrakcijas indeksa dēļ, padarot tos nepiemērotus datu pārraidei lielos attālumos.
Stikla šķiedras optika nodrošina izcilu veiktspēju un izturību pārraidei lielos attālumos, savukārt plastmasas šķiedras optika nodrošina elastību un rentabilitāti īsākiem attālumiem.
Šo komponentu un materiālu atšķirību izpratne palīdz izvēlēties savām vajadzībām piemērotāko optiskās šķiedras risinājumu.
5. Optisko šķiedru ražošanas process
Lai ražotu neapbruņotu optisko šķiedru, nepieciešama precīza ķīmiskā un mehāniskā kontrole. Process notiek trīs galvenajos posmos:
- Pārklājuma uzklāšana: Pirms tikko izvilktā šķiedra pieskaras jebkurai cietai virsmai, tas iet caur pārklājuma kausu. UV lampas acumirklī nostiprina divslāņu polimēru pārklājumu uz stikla. Tas noblīvē šķiedru un nodrošina tūlītēju mehānisku aizsardzību.
- Sagatavju izgatavošana: Tehniķi izveido cietu, cilindrisks stikla stienis, ko sauc par sagatavi. Šī sagatave satur precīzu gala šķiedras refrakcijas indeksa profilu, palielināta izmēra.
- Zīmēšanas process: Operatori iekrauj sagatavi vilkšanas tornī un uzsilda to līdz aptuveni 2000°C. Kamēr stikls kūst, gravitācija to velk uz leju nepārtrauktā, mikroskopiskā virkne. Lāzera mikrometri uzrauga šķiedru, lai saglabātu precīzu 125 µm ārējo diametru.
Par uzticamu, augstas veiktspējas optiskās šķiedras kabeļi, sazinieties ar mums, lai iegūtu vairāk informācijas un ātrus piedāvājumus.
