12 что собой представляет оптоволоконный кабель. Как подключить оптический кабель: теория и практика

Оптоволоконный кабель

Связка оптоволокна. Теоретически, использование передовых технологий, таких как DWDM , со скромным количеством волокон, которое представлено здесь, может дать достаточную пропускную способность , с помощью которой легко было бы передать всю необходимую информацию, в которой нуждается вся планета (около 100 терабит в секунду в одном оптоволокне.)

Оптоволокно - это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения . Волоконная оптика - раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи , которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков .

Простой принцип действия позволяет использовать различные методы, дающие возможность создавать самые разнообразные оптоволокна:

• Одномодовые оптоволокна
• Многомодовые оптоволокна
• Оптоволокна с градиентным показателем преломления
• Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей , в зависимости от того, где они будут использоваться.

Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории ( - гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950-х годах. Они стали использоваться в связи несколько позже, в 1970-х; с этого момента технический прогресс значительно увеличил диапазон применения и скорость распространения оптоволокон, а также уменьшил стоимость систем оптоволоконной связи.

Применение

Оптоволоконная связь

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети , вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны из кварцевого стекла , из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения . В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно - на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов.

Оптоволоконный датчик

Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определенных областях.

Оптоволокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптоволокном .

Оптоволоконные датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Оптоволоконные датчики хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков (Оптоволоконное измерение температуры).

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Другое применение оптоволокна - в качестве датчика в лазерном гироскопе , который используется в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна полученные при вращении заготовки с сильным встроеным двойным лучепреломлением.

Оптоволокно применяется в охранной сигнализации на особо важных объектах (например, ядерное оружие). Когда злоумышленик пытается переместить боеголовку, условия прохождения света через световод изменяются, и срабатывает сигнализация.

Другие применения оптоволокна

Оптоволокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптоволокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные ёлки.

Оптоволокно также используется для формирования изображения. Когерентный пучок, передаваемый оптоволокном, иногда используется совместно с линзами - например, в эндоскопе , который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Примечания

См. также

Литература

• Gambling, W. A., «The Rise and Rise of Optical Fibers», IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics , Vol. 6, No. 6, pp. 1084–1093, Nov./Dec. 2000
• Gowar, John, Optical Communication Systems , 2 ed., Prentice-Hall, Hempstead UK, 1993 (ISBN 0-13-638727-6)
• Hecht, Jeff, City of Light, The Story of Fiber Optics , Oxford University Press, New York, 1999 (ISBN 0-19-510818-3)
• Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics , 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0-13-027828-9)
• Nagel S. R., MacChesney J. B., Walker K. L., «An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance», IEEE Journal of Quantum Mechanics , Vol. QE-18, No. 4, April 1982
• Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective , Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1-55860-445-6)

Ссылки

• Физические характеристики полимерных оптических волокон

Накаливания: Лампа накаливания - Галогенные лампы - Флуоресцентные: Компактная люминесцентная лампа - Люминесцентная лампа - Индукционные лампы Газоразрядные: Лампы высокой интенсивности - - Металгалогенидные - Неоновые лампы - Натриевые лампы - Ксеноновая лампа-вспышка - Газосветные лампы(трубки) Электродуговые Дуговая лампа - HMI - Ксеноновая дуговая лампа - Свеча Яблочкова На сгорании: Ацетиленовые лампы - Свечи - Газовая лампа - Керосиновые лампы - Друммондов свет - Масляные лампы - Взрывобезопасная лампа Прочие: Серная лампа - Светодиоды и светодиодная лампа - Органический светодиод - Оптоволокно - Плазменные лампы - Электролюминесцентный провод - Лампа чёрного света Люминесценции: Хемилюминесценция - Биолюминесценция - Сонолюминесценция

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Оптоволоконный канал в каждый дом
• Оптоволоконным измерением температуры

Смотреть что такое "Оптоволоконный кабель" в других словарях:

многомодовый оптоволоконный кабель - Оптоволоконный кабель, допускающий распространение световых волн нескольких частот (несколько мод) за счет того, что у него диаметр сердцевины на порядок превышает длину волны луча. EN multi mode optical fiber A type of… …

одномодовый оптоволоконный кабель - Оптоволоконный кабель, по которому передается световая волна одной частоты (одна мода). Тематики оптические линии связи EN mono mode fibre opticsingle mode fiber … Справочник технического переводчика

волоконно-оптический (оптоволоконный) кабель - Светопроводящий элемент, состоящий из центрального проводника (сердцевины), окруженного оптически менее плотной оболочкой. По сравнению с медным оптический кабель более легок, удобен в обращении и имеет сердцевину меньшего диаметра, а… … Справочник технического переводчика

Оптоволоконный канал в каждый дом - Оптоволоконная связь средство связи на больших расстояниях, построенное на основе волоконно оптических линий связи. Представляет собой связь между источником оптического излучения (полупроводниковым лазером или светодиодом) и приёмником… … Википедия

Кабель оптический

двухволоконный оптический кабель - Оптоволоконный кабель, имеющий два оптических волокна в одной или двух соединенных защитных оболочках (TIA/EIA TSB 72). Тематики электросвязь, основные понятия EN dual fibre cable … Справочник технического переводчика

четырехволоконный кабель - Оптоволоконный кабель, имеющий четыре оптических волокна в одной оболочке (TIA/EIA TSB 72). Тематики электросвязь, основные понятия EN quad fibre cable … Справочник технического переводчика

Оптико-волоконный кабель - Связка оптоволокна. Теоретически, использование передовых технологий, таких как DWDM, со скромным количеством волокон, которое представлено здесь, может дать достаточную пропускную способность, с помощью которой легко было бы передать всю… … Википедия

Оптоволоконная связь - средство связи на больших расстояниях, построенное на основе волоконно оптических линий связи. Представляет собой связь между источником оптического излучения (полупроводниковым лазером или светодиодом) и приёмником (фотодиодом) через оптическое… … Википедия

кабельная линия связи - [Интент] Кабельные линии связи Кабельные линии связи имеют довольно сложную структуру. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. В компьютерных сетях используются три типа кабелей. Витая пара (twisted pair) —… … Справочник технического переводчика

Многоволоконный кабель часто применяется в бытовых и промышленных условиях. Предлагаем рассмотреть, что такое однодомовый и многомодовый оптический кабель, для чего нужен этот шнур, где его купить, а также как подключить.

Общие сведения

Волоконно оптический кабель (ОГД, ОГЦ, ОКБ, ОКГ, ОККМ, ОКЛ, ОКЛЖ ОПЦ, ОСД, ОКС, ОКСТМ, ОМЗКГМ, ОПД, ОПС, МГТС) представляет собой шнур, содержащий один или несколько оптических волокон. Элементы которых представляют собой индивидуально покрытые слоя пластика, которые содержатся в защитной трубке подходящей для среды, в которой будет использоваться кабель.

Фото – Оптиковолоконный кабель

Область применения у провода очень широкая:

• передача сигналов между зданиями на больших расстояниях с высокой скоростью;
• создание междугородной телефонной связи;
• создание сетей Интернет и т.д.

Работоспособность кабеля проверяют оптические рефлектометры (OTDR) – это оптико-электронные приборы, используемые для характеристики оптического волокна. OTDR является оптическим эквивалентом электронному рефлектометру времени. Он вводит серию оптических импульсов в волокно, благодаря чему проводится тестирование, после результат реакции отображают рефлектограммы, измерение осуществляют путем сравнения результатов. Он также извлекает из того же конца волокна свет, который рассеивается (эффект обратного рассеяния) или отражается от точек вдоль волокна. Прочность отраженных импульсов измеряется в интегрированной величине, зависимой от времени и длины волокон.

Купить тестеры можно на заводе Инкаб, как и инструменты, которыми проводят крепление и демонтаж проводов, их обрезку или модернизации в бытовых условиях.

Типы оптического кабеля и их конструкция

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оболочки, выбранной для полного внутреннего отражения сигналов из-за разницы в преломлении между ними. На практике оболочку обычно покрывают слоем полимера акрилата или полиимида. Эти вещества защищают волокна от повреждений, но не способствует его оптических волноводных свойств.

Отдельные волокна с покрытием (или группы волокон, собранные в ленты или пучки), имеют жесткие смолы в качестве буфера в основной трубе, они формируют ядро кабеля. Несколько слоев защитной оболочки, в зависимости от применения, добавляются, чтобы сформировать кабель. Жесткие сборки волокон иногда поставляют поглощающих свет («темное») стекло между волокнами, чтобы предотвратить свет, который просачивается из одного волокна и вводится в другой. Это уменьшает перекрестные помехи между нитями, уменьшает световые блики. Все четыре разъема имеют белые шапки, закрывающие наконечники.

Фото – Оптический кабель тонкий

Бывают такие типы провода по принципу производству и эксплуатации:

1. угловой;
2. водостойкий бронированный (область использования грунт – ТОС, вода, воздух);
3. внутриобъектный промышленный (применяет завод для передачи сигналов между цехами и т.д.).

Внутриобъектовый кабель (ДНС, ДПЛ, ДПМ, ДПО, ДПС,ДПТ, ДРОП) обычно закрытый, имеет гибкое волокно с пачкой эластичных волокнистых полимерных упрочняющих элементов, таких как арамидные (например Belkin, Luxmann, Gpon, Twaron или Кевлара), с легкой пластиковой крышкой, чтобы сформировать простой шнур. Каждый конец кабеля может быть оснащен специализированным разъемом оптического волокна, который позволяет ему легко подключаться к сети либо отключаться от неё.

Для использования в более напряженных условиях, гораздо чаще используется более мощный кабель, к которому более серьезные требования – бронированный . В нем используется специальная трубка с особой конструкцией, волокно укладывается по спирали в полужестких оболочках, что позволяет протянуть кабель, не растягивая сами волокна. Это защищает нити от напряжения во время укладки, в результате изменения температуры или физического воздействия. Сами нити с медными прожилками, помогают провести сигналы на самом высоком уровне в любой обстановке.

Комбинированный бронированный кабель широко используется для проложения сетей под водой или высоко в воздухе, где он может быть поврежден рыбами, сильными ветрами и атмосферными осадками. Это шнур негорючий, на него никак не действует влага, кислота и даже физическим путем его достаточно сложно разорвать. Его используют, как магистральный подвесной провод, подводный, для канализации, одноволоконный (кабель специального типа), который помогает провести сигнал между городами и т.д. Такой блок-удлинитель может быть сухим или покрытым гелем, для защиты и лучших проводящих свойств.

Фото – Оптический кабель

Сухой блок предлагает меньшую защиту для волокон, чем заполненный гелем, который также является более дорогим. Вместо свободной трубы, волокна могут быть встроены в тяжелой полимерной изоляции, которую обычно называют «жестким буфером» проводов. Плотный переходник используется как разветвитель или разводная панель, либо самонесущий провод, который помогает проводить сигналы в экстремальных ситуациях. Тросоход – это устройство, которое идет уже с вытяжным тросом (двухволоконный диэлектрический кабель, обычно изготовлен из эпоксидного стекла), арамидной пряжи, 3 мм защитной трубкой с дополнительным слоем Кевлара, окружающих каждое волокно. У провода высокая емкость, затухание сигнала практически невозможно даже в эстримальных условиях (50 150 С/Вт).

Фото – Тросоход

Приблизительно также выглядит грузотрос, за исключением того, что он еще и оснащен упроченными стальными жилами, из-за чего его характеристики позволяют перемещать данным тросом мощные станочные конструкции, машины, танкеры и прочие грузы. Такие провода можно подключать к любой строительной технике (трубостойка, сварка, бетономешалка, и т.д.), чаще всего их монтируют на опорах (используется арматура).

Распределительные кабели имеют общую кевларовую изоляцию, вытяжной трос, и 900 микрометров специального упрочненного покрытия, которым обработано каждое волокно. В основном такие провода также укреплены специальными стальными нитями, которые увеличивают передаточную способность, кроме того так легче подключить провод к сети питания или прибору.

Фото – Пачкод оптического кабеля

Оптический кабель для аудио устройств

Оптический абонентский кабель TOSLINK (маркировка расшифровывается как Toshiba Link) для ресивера, представляет собой стандартизированный провод с оптическим волокном, оконцовка подключается при помощи SPDIF, DNS, MINI, ODT, USB аудиовыхода. Его наиболее часто используют в потребительских аудио устройствах (при помощи специального «сокета»), где он несет цифровой аудио поток из таких приспособлений, как CD и DVD-плееры, DAT рекордеров, компьютеров и современных игровых консолей xbox, к ресиверу, который может декодировать два аудио канала. Эти провода используют такие марки, как Самсунг, Apple и прочие.

Кабель для домашнего кинотеатра и телевизора

Хотя TOSLINK поддерживает несколько различных медиа-форматов и физических стандартов, цифровые видео-соединения, используют прямоугольный коннектор EIAJ / JEITA RC-5720 (также CP-1201 и JIS C5974-1993 F05), этот разъем является наиболее распространенным на сегодняшний день.

В связи с использованием восстановления синхронизации, звуковой или цифровой оптический TOSLINK кабель для телевизоров lg, samsung передает помехи, дрожания, может прерываться связь. Часто плохую службу играет сопротивление шнура. Но в большинстве случаев пропускная способность очень высокая, человек без подготовки и специальных приборов не заметит никаких проблем со связью.

Определенное строение и технология работы, вынуждает кабель телевидения и акустики быть не длиннее 5 метров, иначе входной сигнал будет передаваться некачественно, станет шуметь звук, «поплывет картинка». В большинстве случаев, оптический кабель для звука или связи изначально встроен в прибор, но в случае его отсутствия, его можно купить в магазинах электротехники.

Принцип работы аудио-проводов основан на работе простого оптико-кабеля:

1. Могут использоваться как одножильные, так и многониточные кабеля;
2. Для проверки их работоспособности нужно применять рефлекторы, ими же осуществляется контроль качества соединения и изгиба;
3. Для работы любого кабеля связи, интернета, аудио-устройства необходима нормальная температура в пределах -10 до +40 градусов;
4. Оконцовка оснащена специальным тросом, который выглядит как микроштекер;
5. Его подключают к нужному разъему либо он заранее идет встроенным.

Соединить такие кабеля не составит труда при помощи специального разъема и штекера (вилки). Используется в основном инфракрасная пайка или разделка (разварка).

Fiber-optic cables (FOC) - a cable products, containing a number of optical fibers and the reinforcing member enclosed in a common envelope, on top of which, depending on the operating conditions of the protective cover can be imposed.

Fiber-optic cables are classified by purpose and conditions of use, as shown in the figure below.

Since FOC less durable than electric cables, they must be protected from the harmful effects of the environment and human activities, which include mechanical stress (tension, bending, compression, torsion, shock, vibration); temperature changes; water penetration.

Fiber-optic cable can consist of the following components:

1. Outer PE shell - protects the cable from external influences;
2. Armid thread - protects the cable from the squeezing and stretching;
3. Inner polyethylene shell - separates the optical module from armid shell and the outer shell;
4. Binding tapes - connect optical modules in the overall braid;
5. Filling unit - empty unit without the optical fiber cable is designed to form a shape;
6. Optical module - module with optical fibers. Usually there is one module 8 to the fibers;
7. Optical fibers;
8. Fiberglass bars - reinforcing the central element, also protects the cable from stretching. It is used often in self-supporting cables;
9. The hydrophobic filler - filler, protects from moisture.

Basic requirements for the fiber-optic cable, and the material of its main components

Common basic requirements for physical and mechanical characteristics of the fiber optic cable are:

1. high tensile strength;
2. moisture resistance;
3. sufficient buffer protection to reduce caused by mechanical stresses;
4. thermal stability in the operating temperature range (–40-+50 о С);
5. flexibility and the possibility of laying on the actual routes;
6. radiation resistance;
7. chemical and impact resistance;
8. ease of installation and gaskets;
9. reliability in operation for 20 years.

Also during the design must take into account the relative POC location strength members and optical fibers. There are two main options for such a mutual arrangement:

• In the first reinforcing member is located in center of the cable, and fiber - concentrically relative to the central element.
• In the second are arranged in the center and power elements - around

Typical designs of optical fiber cables

Currently in different countries developed and produced a large number of construction POC. The most widely used group of four cable designs:

• with a free tube;
• free-fiber bundle;
• with core-core;
• belt type.

The construction of the FOC with the free fiber bundle

With this structure, the optical fiber bundles are placed freely inside the core tube. This design reduces the tensile, compressive and compressive loads on the optical fibers. Fume cables are used for the convenience of cutting the outer sheath of the optical cable.

The construction of the FOC core with core

With this structure, there is a core shaped with cavities for placing the optical fibers. The advantage of this type of construction is that the center of figure of the core is a steel strength member that receives the compressive and tensile impact.

Design ribbon fiber optic cable

In this structure, all the optical fibers are combined into bands, which are located within the core tube.

The construction of ocean-going fiber optic cable

It designs cables laid on the seabed, there are special requirements. Cables of this type are experiencing particularly heavy loads. Therefore, more than 90% of the data cable constructions make up the protective and reinforcing elements.

Fiber Optic Cables urban telephone networks

Cables used for urban telephone networks have, as a rule, lightweight design, as laid in cable ducts, pipes, reservoirs and inside buildings. Such cables are designed according to the principle of free tube with a large number of optical fibers in each module.

JSC "Samara Optical Cable Company" FOC makes the city the following brands: OKL 01 OKL 02.

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель – это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент – это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Рис. 5.6. Структура оптоволоконного кабеля

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля (рис. 5.6). Только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром около 1 – 10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции – стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае речь идет о режиме так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам сигнал не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как при этом нарушается целостность кабеля. Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 10 12 Гц , то есть 1000 ГГц , что несравнимо выше, чем у электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет от 5 до 20 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, у него просто нет конкурентов. Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.

Самый главный из них – высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа. Следует помнить, что некачественная установка разъема резко снижает допустимую длину кабеля, определяемую затуханием.

Также надо помнить, что использование оптоволоконного кабеля требует специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Оптоволоконные кабели допускают разветвление сигналов (для этого производятся специальные пассивные разветвители (couplers) на 2-8 каналов), но, как правило, их используют для передачи данных только в одном направлении между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети. Кроме того, в разветвителе есть и внутренние потери, так что суммарная мощность сигнала на выходе меньше входной мощности.

Оптоволоконный кабель менее прочен и гибок, чем электрический. Типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10 – 20 см, при меньших радиусах изгиба центральное волокно может сломаться. Плохо переносит кабель и механическое растяжение, а также раздавливающие воздействия.

Чувствителен оптоволоконный кабель и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Резкие перепады температуры также негативно сказываются на нем, стекловолокно может треснуть.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией звезда и кольцо. Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконного кабеля:

многомодовый или мультимодовый кабель, более дешевый, но менее качественный;

одномодовый кабель, более дорогой, но имеет лучшие характеристики по сравнению с первым.

Суть различия между этими двумя типами сводится к разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

Рис. 5.7. Распространение света в одномодовом кабеле

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего они достигают приемника одновременно, и форма сигнала почти не искажается (рис. 5.7). Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным типом благодаря своим прекрасным характеристикам. К тому же лазеры имеют большее быстродействие, чем обычные светодиоды. Затухание сигнала в одномодовом кабеле составляет около 5 дБ/км и может быть даже снижено до 1 дБ/км.

Рис. 5.8. Распространение света в многомодовом кабеле

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается (рис. 5.8). Центральное волокно имеет диаметр62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125 ). Для

Таблица 5.1

	Т и п к а б е л я
Характеристики	Тонкий коакси­альный (10 Base 2)	Толстый коаксиаль­ный (10 Base 5)	Витая пара (10 Base T )	Оптоволокон­ный
Стоимость ка­беля	Большая чем у витой пары	Большая чем у тон­кого	Наименее доро­гой	Наиболее доро­гой
Допустимая длина кабеля
Скорость пере­дачи	10 Мбит/с	10 Мбит/с	4-100 Мбит/с	100 и более Мбит/с
Гибкость	Относительно гибкий	Менее гиб­кий	Наиболее гиб­кий	Не гибкий
Простота про­кладки			Очень просто	Сложная про­кладка
Чувствитель­ность к помехам	Хорошая сопро­тивляемость помехам	Хорошая со­противляе­мость поме­хам	Чувствителен к помехам	Нечувствите­лен к помехам
Специфичные особенности	Компоненты электронной поддержки ме­нее дорогие, чем у витой пары	Компоненты электронной поддержки менее доро­гие, чем у витой пары	Точно такие же, как у телефон­ного провода; часто прокла­дывается в зда­ниях	Поддержка пе­редачи речи, данных и видео
Предпочтитель­ное применение	Применяется в больших горо­дах при требо­ваниях высокой безопасности	Как основ­ное соедине­ние в сетях на тонком кабеле	UTP – в ма­леньких горо­дах с неболь­шим бюджетом STP – Token Ring любых размеров	Любые раз­меры сети, тре­буемой скоро­сти, высокой безопасности передачи дан­ных и любой интеграции

передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм, при этом наблюдается разброс длин волн около 30 – 50 нм. Допустимая длина кабеля составляет 2 – 5 км. Многомодовый кабель – это основной тип оптоволоконного кабеля в настоящее время, так как он дешевле и доступнее. Затухание в многомодовом кабеле больше, чем в одномодовом и составляет 5 – 20 дБ/км. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м, что близко к величине задержки в электрических кабелях. Оптоволоконные кабели, как и электрические, выпускаются в исполнении plenum и non-plenum .

Характеристики основных типов кабелей приведены в таблице 5.1.

Бескабельные каналы связи

Кроме кабельных каналов в компьютерных сетях иногда используются также бескабельные каналы. Их главное преимущество состоит в том, что не требуется никакой прокладки проводов (не надо делать отверстий в стенах, закреплять кабель в трубах и желобах, прокладывать его под фальшполами, над подвесными потолками или в вентиляционных шахтах, искать и устранять повреждения). К тому же компьютеры сети можно легко перемещать в пределах комнаты или здания, так как они ни к чему не привязаны.

Радиоканал использует передачу информации по радиоволнам, поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие десятки, сотни и даже тысячи километров. Скорость передачи достигает десятков мегабит в секунду (здесь многое зависит от выбранной длины волны и способа кодирования).

Особенность радиоканала состоит в том, что сигнал свободно излучается в эфир, он не замкнут в кабель, поэтому возникают проблемы совместимости с другими источниками радиоволн (радио - и телевещательными станциями, радарами, радиолюбительскими и профессиональными передатчиками и т.д.). В радиоканале используется передача в узком диапазоне частот и модуляция информационным сигналом сигнала несущей частоты. Главным недостатком радиоканала является его плохая защита от прослушивания, так как радиоволны распространяются неконтролируемо. Другой большой недостаток радиоканала – слабая помехозащищенность.

Для локальных беспроводных сетей (WLAN – Wireless LAN ) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольших расстояниях (обычно до 100 метров) и в пределах прямой видимости. Чаще всего используются два частотных диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи – до 54 Мбит/с. Распространен вариант со скоростью 11 Мбит/с.

Сети WLAN позволяют устанавливать беспроводные сетевые соединения на ограниченной территории (обычно внутри офисного или университетского здания или в таких общественных местах, как аэропорты). Они могут использоваться во временных офисах или в других местах, где прокладка кабелей неосуществима, а также в качестве дополнения к имеющейся проводной локальной сети, призванного обеспечить пользователям возможность работать перемещаясь по зданию.

Популярная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) позволяет организовать связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью концентратора (называемого точка доступа, Access Point, AP ), или нескольких концентраторов, если компьютеров от 10 до 50 . Кроме того, эта технология дает возможность связать две локальные сети на расстоянии до 25 километров с помощью мощных беспроводных мостов. Для примера на рис. 5.9 показано объединение компьютеров с помощью одной точки доступа. Важно, что многие мобильные компьютеры (ноутбуки) уже имеют встроенный контроллерWi-Fi , что существенно упрощает их подключение к беспроводной сети.

Рис. 5.9. Объединение компьютеров с помощью технологии Wi-Fi

Радиоканал широко применяется в глобальных сетях как для наземной, так и для спутниковой связи. В этом применении у радиоканала нет конкурентов, так как радиоволны могут дойти до любой точки земного шара.

Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, так как использует для связи инфракрасное излучение (подобно пульту дистанционного управления домашнего телевизора). Главное его преимущество по сравнению с радиоканалом – нечувствительность к электромагнитным помехам, что позволяет применять его, например, в производственных условиях, где всегда много помех от силового оборудования. Правда, в данном случае требуется довольно высокая мощность передачи, чтобы не влияли никакие другие источники теплового (инфракрасного) излучения. Плохо работает инфракрасная связь и в условиях сильной запыленности воздуха.

Скорости передачи информации по инфракрасному каналу обычно не превышают 5-10 Мбит/с, но при использовании инфракрасных лазеров может быть достигнута скорость более 100 Мбит/с. Секретность передаваемой информации, как и в случае радиоканала, не достигается, также требуются сравнительно дорогие приемники и передатчики. Все это приводит к тому, что применяют инфракрасные каналы в локальных сетях довольно редко. В основном они используются для связи компьютеров с периферией (интерфейс IrDA ).

Инфракрасные каналы делятся на две группы:

Каналы прямой видимости , в которых связь осуществляется на лучах, идущих непосредственно от передатчика к приемнику. При этом связь возможна только при отсутствии препятствий между компьютерами сети. Зато протяженность канала прямой видимости может достигать нескольких километров.

Каналы на рассеянном излучении , которые работают на сигналах, отраженных от стен, потолка, пола и других препятствий. Препятствия в данном случае не помеха, но связь может осуществляться только в пределах одного помещения.

Если говорить о возможных топологиях, то наиболее естественно все беспроводные каналы связи подходят для топологии типа шина, в которой информация передается одновременно всем абонентам. Но при использовании узконаправленной передачи и/или частотного разделения по каналам можно реализовать любые топологии (кольцо, звезда, комбинированные топологии) как на радиоканале, так и на инфракрасном канале.

Разъемы в сетевых адаптерах

В качестве разъемов используются разъемы типа UTP (Unshielded Twisted Pair ) для подключения витой пары, AUT (Access Unit Interface ) для подключения толстого (thick ) коаксиального кабеля, который определяет тип разъема и кабель для соединения PS и PMA между собой и BNC (British Naval Connector ) для тонкого (thin ) коаксиального кабеля.

Имеется два основных вида приемо-передатчиков: внутренний и внешний . Карта может иметь внутренний передатчик и AUI (Access Unit Interface – интерфейс с устройством доступа). Для такого адаптера наиболее подходящим является кабель 10 Base - T , подключаемый в разъем RJ -45 для внутреннего передатчика, или AUI , использующий для подключения толстый или тонкий Ethernet .

Имеется три типа внешних передатчиков:

Внешний передатчик для сети с тонким кабелем с AUI разъемом.

Внешний передатчик для Ethernet , который соединяется напрямую с сетевым адаптером.

Внешний передатчик для толстого кабеля с врезаемым съемником (соединитель, который своими зубцами прошивает изоляцию кабеля и снимает сигналы).

Кабели:

RG -58 А/ U имеет стандартный медный провод.

RG -58 C / U представляет собой военный вариант RG -58 А/ U

RG -58 U имеет жёсткий медный провод.

Разъёмы:

RJ -11 имеет четыре кабельных соединения и идентичен по размеру стандартному телефонному разъему.

RJ -45 по размеру больше и содержит восемь кабельных соединений. Обычно RJ-45 используется с витой парой (10 Base T ).

Заключение

Сетевые адаптеры являются физическим интерфейсом или сопряжением между компьютером и сетевым кабелем. Они осуществляют подготовку данных компьютера для пересылки их по кабелю к другому компьютеру, приема данных из сети и передачи их в компьютер. Вы устанавливаете сетевой адаптер в один из расширительных слотов компьютера. Компонентами сетевого адаптера являются: память, кабельные соединители, шинные соединители, процессоры и разъемы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Назначение сетевого адаптера; другие названия.

2. Структура сетевого адаптера; назначение блоков.

3. Компоненты сетевого адаптера и их назначение.

4. Как осуществляется приём и передача данных через сетевой адаптер?

5. Как производится установка сетевого адаптера?

6. Выбор сетевого адаптера.

7.Характеристика различных типов кабелей, используемых в сетях.

8. Характеристика кабелей на основе витых пар.

9. Коаксиальные кабели.

10. Оптоволоконные кабели.

11. Радиоканалы и инфракрасные каналы.

На сегодняшний день оптический аудио-кабель - один из самых современных, а также надежных способов для По оптоволокну передача данных производится с использованием света. Как всем известно, свет - одно из самых быстрых в мире явлений, поэтому стоит понять, что же представляет собой такой кабель, как он работает и для чего нужен.

Свет является электромагнитной волной высокой частоты. Если он проходит через оптическое волокно, то одновременно может нести очень большое При этом такой способ передачи стабилен и имеет высокую помехоустойчивость к электромагнитному излучению. При прохождении через световод световая волна затухает - это зависит от прозрачности, а также других свойств, которыми обладает оптоволокно, в частности оптический аудио-кабель.

Давайте посмотрим подробнее на примере оптического кабеля DAXX R07. Создан он из стеклянных волокон, у которых высокий уровень прозрачности. Также он обладает низким коэффициентом дисперсии, что обеспечивает стабильный поток данных и высокую скорость распространения света. Благодаря этим свойствам, оптический аудио-кабель R07 в семействе межблочников считается одним из лучших, поэтому отлично подходит для домашних кинотеатров high-end класса.

Стеклянную фибру этого кабеля составляют 280 тонких волокон. Толщина одного волокна 53 микрон. Каждое волокно лакировано специальным отражающим слоем, у которого высокий индекс рефракции - это способствует формированию плавного потока света с минимально возможным затуханием. Такая конструкция обеспечивает высокую стабильность при передаче большого объема данных, именно поэтому для сигналов аудио, оптический кабель R07 является одним из самых лучших.

Для защиты от механических повреждений многожильное волокно заливается специальным буфером, а для максимальной гибкости всей конструкции используется двойной слой поливинилхлорида. От чрезмерных изгибов кабель предохраняет наружный нейлоновый экран. Металлические коннекторы обеспечивают долговечность применения.

Перед электрическим коаксиальным кабелем оптический аудио-кабель имеет ряд преимуществ:

Оптика обладает способностью передавать большие объемы цифровой информации;

С помощью оптоволокна можно сделать между двумя компонентами развязку по «земле». В особенности это актуально, когда системный блок компьютера подключается к ресиверу.

Качественный оптоволоконный кабель стоит недешево. Также дорого обойдется его реализация (до $40-50). При бюджетном оборудовании трудно пользоваться преимуществами «оптики», поэтому очень часто вместо оптического кабеля пользователи выбирают более дешевый коаксиальный цифровой кабель.

Нередко у специалистов спрашивают, нужно ли покупать дорогостоящий кабель, ведь большая часть оснащается только оптическим цифровым выходом? Так вот, дорогой кабель не особо нужен. В спутниковом телевидении качество звука не самое высокое (цифровой поток аудиоданных имеет невысокий битрейт), поэтому для этих целей оптический аудио-кабель купить можно самый простой, который стоит примерно 10-12 долларов.