Оптоволокно: виды, применение, фотографии
Теория
Наиболее полно теория передачи сигнала по оптическим волноводам изложена на страницах.
• Теория волоконно-оптической передачи. Фундаментальные принципы.
• Показатель преломления
• Закон Снелла. Внутреннее и внешнее отражение.
• Строение оптического волокна
• Природа передачи света стеклом
Виды оптических волокон
И десяток лет назад и на конец 2013 года оптоволокно выпускаемое промышленностью стандартизировано и имеет множество типов и подтипов. Основные разновидности ОВ рассмотрены на страницах
• Типы и стандарты оптических волокон
• Типы оптических волокон
Наиболее кардинально различаются волокна многомодовые и одномодовые.
Многомодовое оптоволокно имеет относительно большую светопроводящую сердцевину в 50 или 62,5 мкм. Приставка "много" в данном случае не является синонимом "хорошо", так как именно из-за этой многомодовости происходит размывание формы импульса сигнала. Используется такие волокна для сетей небольшой протяжённости (до 1 км). Выигрыш их использования в меньшей стоимости приёмо-передающей аппаратуры.
Многомодовые волокна описаны в стандартах ITU-T G.651.1 и IEC 60793.
Теория передачи по ним рассмотрена на страницах Модовое распространение в волокнах. Число мод. Формула. Многомодовые волокна со ступенчатым и плавным изменением показателей преломления
Одномодовое оптоволокно используется для связи на расстояния десятки и даже сотни километров. Имеет в отличие от многомода тонкую светопроводящую сердцевину порядка 7 - 13 мкм. За годы развития оптоволоконных технологий были разработаны и используются несколько стандартов таких волокон.
Одномодовые волокна описаны в стандартах ITU-T G.652 • G.653 • G.654 • G.655 • G.656 • G.657
По внешнему виду оптические волокна ни чем не отличаются. То есть, без соответствующих приборов разобраться какое оптоволокно попало к вам в руки невозможно. Внешний вид, цвет, да и некоторые свойства оптическим волокнам придаёт специальное покрытие. Стандартизированы несколько размеров ОВ.
Оптоволокно без лака
Все фото
Оптоволокно (1 кл.=5мм)
125 мкм стеклянная (кварцевая) часть, уже в ней самой содержится светопроводящая сердцевина толщиной зависимой от стандарта. Фотография кусочков оптоволокна оставшихся после скалывателя (Скалыватели оптического волокна)
250 мкм это же стекло покрытое лаковой изоляцией. Лак обычно используется разноцветный и кроме изоляционных свойств цвет волокна определяет его условный номер в модуле. (Цветовой счёт волокон, идентификация по цвету в оптических кабелях). Лаковое покрытие придаёт дополнительную устойчивость к изгибам. Такое волокно похоже на рыболовную леску и выдерживает изгибы радиусом в 5мм (см. фото)
900 мкм оптоволокно в буферном полимерном покрытии. Используется при изготовлении шнуров и подключения оптоволоконных кроссов. Цвет покрытия зачастую определяет тип оптоволокна. (Цветовой счёт в оптоволоконных кабелях)
Оптоволокно с лаковым (125 мкм) и полимерным (900 мкм) покрытием,
внизу коннектр закрытый колпачком (Все фото)
Преформа оптоволокна
Производство оптических волокон и кабеля
Основная масса оптоволокна производится фирмами Fujikura (Япония) и Corning (США). Но всё чаще появляются технологические линии, в том числе и в России, производящие тот или иной вид оптических волокон. Некоторые этапы и принципы этого процесса описаны на страницах
• Технология производства оптоволокна. Изготовление преформ для оптоволокна
• Вытяжка оптоволокна из преформы
Далее оптоволокно на специальных барабанах поставляется на кабельные заводы, где его и используют в производстве оптического кабеля. Так как кабеля для ВОЛС различаются по назначению и способу прокладки, то соответственно они имеют разное количество броневых покровов и отличаются по профилю.
Маркировка оптических кабелей
В странах СНГ производителей оптоволоконных кабелей много и при этом каждое предприятие разрабатывает свои технические условия (ТУ) на свою продукцию и по-своему её маркирует. Системы маркировки различны и разбору этой проблемы посвящены следующие страницы
• Справочник по маркировке и назначению оптоволоконных кабелей
• Список возможных маркировок оптоволоконных кабелей в алфавитном порядке
• Маркировка оптоволоконного кабеля с сортировкой по производителям
Прокладка волоконно-оптических линий связи (ВОЛС)
ВОЛС прокладываются по воздушным линиям электропередач, в грунте, кабельной канализации, по стенам зданий и внутри помещений. Прокладке оптоволоконных кабелей по воздушным линиям электропередач посвящены официальные документы:
• Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 0,4-35 кВ
• Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше
Остальные виды прокладки почти не отличаются от способов прокладки кабеля с металлическими жилами и их особенности описаны на странице из "Руководства по СЛСМСС": Особенности прокладки оптических кабелей
Монтаж муфт и оконечных устройств ВОЛС
Оптоволоконные кабеля по внешнему виду похоже на кабель обычный. Вся сложность "оптики" именно в соединении оптических волокон между собой. Соединить их "на коленке" не получится, для любого типа соединения ОВ требуются специализированные инструменты и приборы. Методам монтажа и измерений на оптоволокне при монтаже муфт, кроссов и коннекторов посвящены страницы
• Оконечные устройства ВОЛС. Коннекторы
• Оптоволоконные аттенюаторы для ВОЛС
• Скалыватель оптоволокна. Гелевые соединители для ВОЛС
• Сварка оптоволокна ВОЛС. Типы сварочных аппаратов
• Описание монтажа оптоволоконных муфт и оптических кроссов
На следующей фотографии оптические волокна уложенные в кассету оптоволоконной муфты
Оптоволокно в кассете муфты (Увеличить фото)
Измерения оптоволокна
Измерения оптических волокон производятся до прокладки (контроль барабанов с кабелем), в процессе монтажа оптоволоконных муфт и кроссов, и в процессе ВОЛС. С измерения проводятся двумя типами приборов: измерение оптоволоконными тестерами и оптическими рефлектометрами (OTDR). Измерениям ОВ посвящены страницы
• Виды измерений ВОЛС. Измерения оптоволокна
• Измерения оптоволоконного кабеля (ВОЛС) в процессе монтажа
Ещё более подробно эта тема раскрыта на страницах книги Лиственных Рефлектометрия оптических волокон.
• Измерение потерь с помощью оптических тестеров
• Принцип действия OTDR
• Назначение OTDR
Старение оптоволоконных (оптических) кабелей
• Теория •
Измерение механических характеристик волокон
Разрывная прочность
Статическая усталость
Долговечность волокон
Метод бриллюэновской рефлектометрии
+ Из переписки → Большое затухание ОВ G.652 на волне 1550 нм
Преждевременное старение подвесного оптического кабеля
+ Из практики → Конструкция кабеля и натяжение оптоволокна
Документация на ВОЛС
Монтаж оптоволоконных муфт и кроссов, а так же все измерения оптических кабелей должны оформляться соответствующими протоколами и паспортами. Далее представлены ссылки на страницы официальных правил и руководств по стоительству линий связи.
• Протокол измерения затухания оптических волокон строительной длины, заводской № "n" перед прокладкой (входной контроль)
• Протокол измерения затухания оптических волокон проложенной строительной длины, заводской № "n"
• Протокол монтажа муфты № "n"
• Протокол монтажа оптического кросса на объекте
• Протокол измерения затухания оптических волокон смонтированной кабельной линии
• Рефлектограммы оптических волокон №1...,п на смонтированной линии
• Паспорт на смонтированную муфту ОК. Протокол входного контроля строительной длины ОК. Ведомость группирования строительных длин ОК на объекте
• Паспорт ВОЛС на ВЛ напряжением 0,4-35 кВ (ВОЛС-ВЛ 0,4-35 кВ)
• Паспорт регенерационного участка ВОЛС-ВЛ 0,4-35 кВ. Протокол измерения затухания волоконно-оптической линии связи (ВОЛС-ВЛ 0,4-35 кВ) и в сростках муфт
Инструкции по монтажу муфт:
• Муфта оптоволоконная укороченная МОГу
• Муфта тупиковая оптоволоконная МТОК
Ответы по теме "Оптоволокно или ВОЛС"
Ответы на вопросы по теме "Оптоволокно или ВОЛС" из переписки сайта размещены на следующих страницах
• Последствия растяжений оптоволоконного кабеля (ВОЛС)
• Мультиплексирование по длине волны в одномодовом волокне. Волна и мода
• ОВ усилители EDFA. Неточность в справочнике ОК. Двухсторонние рефлектограммы
• Особенности работы оптических рефлектометров. Рефлектограмма ВОЛС
• Нормы потерь на стыке, при измерении оптических кабелей
• Линия на стыке ОВ: надёжность и потери. Разная оптическая длина ОК
• Измерение OTDR коротких ОВ линий. Минимальное расстояние между муфтами
• Важно ли погонное затухание между муфтами ВОЛС
• Сколько тракторов при прокладке оптоволоконного кабеля
• Оценка степени повреждённости оболочки кабеля ВОЛС
• Применение протекторов при строительстве ВОЛС на опорах ВЛ
• Считывание трафика с оптоволокна без разрыва
КИП на оптоволокне. Молниезащита ОК. Перемычка брони на ВОЛС
Пластиковое оптоволокно
В промышленности и быту всё чаще используются пластиковые оптические волокна. Большое погонное затухание сигнала в них определяет и границу их использования. Все они применяются в локальных системах небольшой протяжённости. Как правило, это либо светотехнические установки, либо для связи датчиков с системами автоматики, в том числе и автомобильной. О подобном использовании на странице Другие виды оптических волокон и Датчики использующие оптоволокно
Применение пластикового оптоволокна постоянно расширяется, но в ближайшее время в протяжённых линиях связи использовать их не планируется.