Vad är komponenterna i Optisk Fiber
Vad är komponenterna i optisk fiber? En typisk optisk fiber består av tre huvudkomponenter: kärnan som bär ljuset; Klädningen, som omger kärnan med ett lägre brytningsindex och innehåller ljuset; och beläggningen, som skyddar den sköra fibern inuti.
Kärna
Kärnan , som bär ljuset, är den minsta delen av den optiska fibern. Den optiska fiberkärnan är vanligtvis gjord av glas, även om vissa är tillverkade av plast. Glaset som används i kärnan är extremt ren kiseldioxid (SiO2), ett material så klart att du kunde se igenom 5 mil av det som om du tittade genom ett hushållsfönster.
Vid tillverkningsprocessen används dopmedel, såsom germania, fosforpentoxid eller aluminiumoxid för att höja brytningsindexet under kontrollerade betingelser.
Optiska fiberkärnor är tillverkade i olika diametrar för olika tillämpningar. Typiska glaskärnor sträcker sig från så lite som 3,7 till upp till 200um. Kärnstorlekar som vanligen används i telekommunikation är 9um, 50um och 62.5um. Plastfiberkärnor kan vara mycket större än glas. En populär plastkärnstorlek är 980um.
beklädnad
Beklädnaden omger kärnan och ger det nedre brytningsindexet för att göra den optiska fibern fungerande. När glasbeklädnaden används, är klädningen och kärnan tillverkade ihop från samma kiseldioxidbaserade material i ett permanent smält tillstånd. Tillverkningsprocessen lägger till olika mängder dopmedel i kärnan och beklädnaden för att upprätthålla en skillnad i brytningsindex mellan dem på ca 1%.
En typisk kärna kan ha ett brytningsindex på 1,49 vid 1300 nm medan beklädnaden kan ha ett brytningsindex på 1,47. Dessa siffror är emellertid våglängdsberoende. Kärnan i samma fiber kommer att ha ett annat brytningsindex med en annan våglängd.
Kåpan är som kärnan tillverkad i standarddiametrar. De två vanligaste diametrarna är 125um och 140um. 125um-kåpan stöder typiskt kärnstorlekar på 9um, 50um, 62.5um och 85um. 140um-kåpan har vanligen en 100-tums kärna.
Beläggning
Beläggningen är skyddsskiktet hos den optiska fibern. Beläggningen absorberar stötar, nicks, scrapes, och till och med fukt som kan skada beklädnaden. Utan beläggningen är den optiska fibern mycket bräcklig. Ett enda mikroskopiskt nick i klädseln kan orsaka att den optiska fibern bryts när den är böjd. Beläggning är avgörande för allglasfiber, och de säljs inte utan det.
Beläggningen är enbart skyddande. Det bidrar inte till den optiska fiberens ljusbärande förmåga på något sätt. Utsidan av beläggningen är typiskt antingen 250um eller 500um. Beläggningen är generellt färglös. I vissa tillämpningar är beläggningen emellertid färgad, så att individuella optiska fibrer i en grupp av optiska fibrer kan identifieras.
Beläggningen som finns på en optisk fiber väljs för en specifik typ av prestanda eller miljö. En gång av de vanligaste typerna av beläggning är akrylat. Denna beläggning appliceras typiskt i två lager. Den primära beläggningen appliceras direkt på beklädnaden. Denna beläggning är mjuk och ger en kudde till den optiska fibern när den är böjd. Den sekundära beläggningen är hårdare än den primära beläggningen och ger en hård yttre yta. Akrylat är emellertid begränsat i temperaturprestanda. En typisk akrylater kan utföra vid temperaturer upp till 125 ° C.
Silikon, kol och polyimid är beläggningar som kan hittas på optiska fibrer som används i svåra miljöer som de som hör samman med flygplan, rymd och rymd. De kan också användas på optiska fibrer avsedda för gruvning, eller olje- och gasborrning.
standarder
Medan många kombinationer av kärna och kappstorlekar är möjliga, är standarder nödvändiga för att säkerställa att kontakter och utrustning kan matchas ordentligt. Detta är särskilt viktigt när man arbetar med komponenter så små som de som används i fiberoptik, där även små feljusteringar kan göra hela systemet värdelöst.
Två organisationer publicerar standarder som definierar prestandan hos optiska fibrer som används i telekommunikationsindustrin. de är Telecommunications Industry Association (TIA) och International Telecommunications Union (ITU). Medan TIA och ITU publicerar många standarder för optisk fiber, är de viktigaste standarderna att du ska vara bekant med ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 och ITU-T G.657.
ANSI / TIA-568-C.3-standarden gäller för kablar för optisk fiberkablage. ITU-standarderna är tillämpliga på enkeloptisk fiberoptisk kabel. Följande är deras beskrivningar:
> ITU-TG.652: Egenskaper för en optisk fiber och kabel med en enda funktion
> ITU-T G.655: Egenskaper hos en dispergerad, skiftad optisk fiber och kabel med en enda funktion
> ITU-T G.657: Egenskaper för en optisk fiber och kabel med en icke-noll dispersionskiftad single mode
Dessa standarder innehåller viktig information som definierar prestandan hos den optiska fibern, fiberoptisk nätverkskabel och komponenter som optiska kontakter och skarvar.
material
Optiska fibrer är vanligtvis gjorda med en glaskärna och glasbeklädnad, men andra material kan användas om fiberens prestanda måste balanseras med kostnaden för att installera fibern, montera den med kontakter och se till att den är ordentligt skyddad mot skador. I många fall måste fibrerna endast köra en kort sträcka, och fördelarna med högkvalitativa glasfibrer blir mindre viktiga än att bara spara pengar. Det finns också omständigheter där fibrerna utsätts för hårda förhållanden, såsom vibrationer, extrem temperatur, upprepad hantering eller konstant rörelse. Olika fiberklassificeringar har utvecklats för att passa olika förhållanden, kostnadsfaktorer och prestandakrav.
De viktigaste fiberkategorierna enligt material är :
Glasfibrer : Dessa har en glaskärna och glasbeklädnad. De används när hög datahastighet, längdöverföringsavstånd eller en kombination av båda är nödvändiga. Glasfibrer är de mest bräckliga av de olika typerna som är tillgängliga och som ett resultat måste de installeras i miljöer där de inte kommer att utsättas för mycket missbruk, eller de måste skyddas med speciella kablar eller höljen för att säkerställa att de är inte skadad
Glasfibrer finns vanligen i långdistansdata och interbuilding och interoffice-nätverksapplikationer.
Plastplast kiseldioxid (PCS) : Dessa fibrer har en glaskärna och plastbeklädnad. Kärnan är större än all glasfiber; typiskt 200 | im med en tjocklek av 50 | im. Liksom en glasfiberoptisk glasfiber används plastbeläggningen av en PCS-optisk fiber typiskt med en termoplastisk buffert som omger plastbeklädnaden. En typisk PCS-fiberspecifikation skulle vara 200/300 pm. Plastbeklädnaden fungerar också som ett skyddsskikt för glaskärnan, så den beläggning som normalt finns på allglasfiber ingår inte på PCS-fibrer. PCS-fibrer används vanligtvis för industriella avkänningstillämpningar och medicinska / dentala applikationer.
Hårdpläterad kiseldioxid (HCS) : Dessa fibrer liknar PCS-fiber men de har en glaskärna med klädsel av hård polymer eller annat material, typiskt starkare än andra klädmaterial. Hårdpläterad kiselfiber används ofta på platser där robusthet är ett övervägande, till exempel tillverkning, fabriksautomatisering och andra områden där stötar och vibrationer skulle göra vanliga glasfibrer otillförlitliga. HCS optiska fibrer är typiskt mycket större än glasoptiska fibrer. En mycket populär storlek är 200 / 230μm.
Plastfiber: Dessa fibrer har plastkärna och plastbeklädnad. De är utvalda för låg kostnad, robusthet och användarvänlighet, och installeras där hög bandbredd och långa överföringsavstånd inte krävs. Medan plastfibrer inte passar för långdistanstransmissioner med hög prestanda, kan de fortfarande bära signaler med användbara datahastigheter över avstånd på mindre än 100 meter. En mycket populär storlek är 980 / 1000μm. Plastfiber är typiskt utformad för synliga våglängder inom 650 nm. Några typiska platser för plastfiber inkluderar hemunderhållningssystem, fordons- och tillverkningssystem. De kan också användas i länkar mellan datorer och kringutrustning och i medicinsk utrustning.
Fördelarna med stor kärna plast optisk fiber
Det är lätt att bli upphetsad över glasbandets optiska fiber med hög bandbredd och långdistansöverföring. Det överträffar klart något annat medium. Men många applikationer kräver inte en hög bandbredd över stora avstånd. Det finns många applikationer för optisk fiber i ditt hem. Du kanske redan har ett hemunderhållningssystem som använder plastoptisk fiber, eller du kan äga en bil som använder plastoptisk fiber för att ansluta ljudenheter eller en DVD-växlare. Ingen av dessa applikationer kräver hög bandbredd över stora avstånd. Dessa applikationer är idealiska för optisk fiber med stor kärnplast. Den optiska fibern är typiskt utformad för att fungera vid en synlig våglängd runt 650 nm. Att kunna se ljuset när det lämnar optisk fiber har en stor fördel; ingen dyr testutrustning behövs. En effektmätare behövs för att mäta ljuset som lämnar en glasoptisk fiber som arbetar inom det infraröda området. Effektmätare kan kosta mer än ditt hemunderhållningssystem.
Den stora kärnan i plastens optiska fiber har en annan fördel än små glasfibrer: det är lätt att anpassa sig till en annan fiber eller en ljuskälla eller detektor. Föreställ dig att du anpassar två mänskliga hår så att ändarna röra och är helt centrerade. Tänk nu att du gör samma sak med två okokta spaghetti nudlar.