מה הם רכיבים של סיב אופטי
מה הם הרכיבים של סיבים אופטיים? סיב אופטי אופייני מורכב משלושה מרכיבים עיקריים: הליבה, שנושאת את האור; חיפוי, המקיף את הליבה עם מקדם השבירה נמוך ומכיל את האור; ואת הציפוי, אשר מגן על סיבי שביר בתוך.
הליבה
הליבה , אשר נושאת את האור, הוא החלק הקטן ביותר של סיבים אופטיים. הליבה סיבים אופטיים עשוי בדרך כלל זכוכית, אם כי חלקם עשויים פלסטיק. הזכוכית המשמשת את הליבה הוא מאוד טהור דו תחמוצת סיליקון (SiO2), חומר כל כך ברור, כי אתה יכול להסתכל דרך 5 קילומטרים של זה כאילו אתה מסתכל דרך חלון הבית.
בתהליך הייצור, דופנטים כגון גרמניה, פנטוקסיד זרחן, או אלומינה משמשים להעלות את השבירה המדד בתנאים מבוקרים.
ליבות סיבים אופטיים מיוצרים בקטרים שונים עבור יישומים שונים. ליבות זכוכית טיפוסי נע בין קטן כמו 3.7um עד 200um. גדלי הליבה נפוצים בתקשורת הם 9um, 50um ו 62.5um. פלסטיק ליבות סיבים אופטיים יכול להיות הרבה יותר גדול מאשר זכוכית. גודל הליבה פלסטיק פופולרי הוא 980um.
חיפוי
החיפוי הוא סביב הליבה ומספק את המדד נמוך השבירה לעשות את העבודה סיבים אופטיים. כאשר חיפוי זכוכית משמש, חיפוי הליבה מיוצרים יחד מאותו חומר מבוסס דו תחמוצת סיליקון במצב התמזגו לצמיתות. תהליך הייצור מוסיף כמויות שונות של dopants אל הליבה ואת החיפוי כדי לשמור על הבדל מדדי השבירה ביניהם של כ 1%.
ליבת טיפוסי יכול להיות מקדם השבירה של 1.49 ב 1300nm בעוד חיפוי עשוי להיות מקדם השבירה של 1.47. מספרים אלה, לעומת זאת, הם תלויי גל. הליבה של אותו סיב יהיה שונה השבירה המדד באורך גל שונה.
כמו הליבה, החיפוי מיוצר בקטרים סטנדרטיים. שני הקטרים הנפוצים ביותר הם 125um ו 140um. חיפוי 125um תומך בדרך כלל בגדלי הליבה של 9um, 50um, 62.5um ו 85um. חיפוי 140um בדרך כלל יש 100um הליבה.
ציפוי
הציפוי הוא שכבת מגן Ture של סיבים אופטיים. הציפוי סופג את הזעזועים, החורקים, מגרד, ואפילו לחות שעלולה לגרום נזק לחיפוי. ללא ציפוי, סיבים אופטיים הוא שביר מאוד. מיקרוסקופי אחד ניק בתוך חיפוי יכול לגרום סיבים אופטיים לשבור כאשר הוא כפוף. ציפוי הוא חיוני עבור כל סיבי זכוכית, והם לא נמכרים בלעדיו.
הציפוי הוא מגן בלבד. הוא אינו תורם ליכולת נשיאת האור של הסיב האופטי בכל דרך שהיא. הקוטר החיצוני של הציפוי הוא בדרך כלל 250um או 500um. בדרך כלל הציפוי הוא חסר צבע. ביישומים מסוימים, עם זאת, הציפוי הוא צבעוני, כך סיבים אופטיים בודדים בקבוצה של סיבים אופטיים ניתן לזהות.
הציפוי שנמצא על סיב אופטי נבחר עבור סוג מסוים של ביצועים או סביבה. לאחר הסוגים הנפוצים ביותר של ציפוי הוא acrylate. ציפוי זה מוחל בדרך כלל בשתי שכבות. הציפוי העיקרי מוחל ישירות על החיפוי. ציפוי זה הוא רך ומספק כרית עבור סיב אופטי כאשר הוא כפוף. הציפוי המשני קשה יותר מאשר הציפוי הראשוני ומספק משטח חיצוני קשה. Acrylate, לעומת זאת, מוגבל בביצועים הטמפרטורה. אקרילט טיפוסי עשוי לבצע בטמפרטורות של עד 125 מעלות צלזיוס.
סיליקון, פחמן ו polyimide הם ציפויים שניתן למצוא על סיבים אופטיים המשמשים בסביבות קשות כגון אלה הקשורים אוויוניקה, חלל וחלל. הם עשויים לשמש גם על סיבים אופטיים המיועדים כרייה, או נפט וגז קידוח.
תקנים
בעוד שילובים רבים של גדלים הליבה ואת חיפוי אפשרי, תקנים נדרשים כדי להבטיח מחברים וציוד יכול להיות מתאים כראוי. זה חשוב במיוחד כאשר מתמודדים עם רכיבים קטנים כמו אלה המשמשים סיבים אופטיים, שבו אפילו misalignments קלה יכולה להפוך את המערכת כולה חסרת תועלת.
שני ארגונים מפרסמים תקנים המגדירים את הביצועים של סיבים אופטיים המשמשים בתעשיית הטלקומוניקציה; הם איגוד תעשיית התקשורת (TIA) ואת האיחוד הבינלאומי לטלקומוניקציה (ITU). בעוד TIA ו- ITU מפרסמים תקנים רבים על סיבים אופטיים, תקני המפתח שאתה צריך להיות מוכר עם ANSI / TIA-568-C.3, ITU-TG.653, ITU-TG.655 ו- ITU-T G.657.
תקן ANSI / TIA-568-C.3 חל על רכיבים סיבים אופטיים הכבלים. תקני ITU חלים על מצב יחיד סיב אופטי כבל. להלן תיאורם:
> ITU-TG.652: מאפיינים של סיבים אופטיים במצב יחיד כבל
> ITU-T G.655: מאפייני הפיזור השתנה מצב יחיד סיב אופטי כבל
> ITU-T G.657: המאפיינים של אפס פיזור- shifted מצב יחיד סיב אופטי כבל
תקנים אלה מכילים מידע חשוב המגדיר את הביצועים של סיבים אופטיים, סיבים אופטיים כבל רשת, ורכיבים כגון מחברים אופטיים ו splices.
חומרים
סיבים אופטיים נעשים בדרך כלל עם הליבה זכוכית זכוכית חיפוי, אבל חומרים אחרים עשויים לשמש אם הביצועים של סיבים חייב להיות מאוזן עם עלות התקנת סיבים, מתאים אותו עם מחברים, ולהבטיח כי הוא מוגן כראוי מפני נזק. במקרים רבים, סיבים חייבים לרוץ רק מרחק קצר, ואת היתרונות של איכות גבוהה כל סיבי זכוכית להיות פחות חשוב מאשר פשוט לחסוך כסף. יש גם נסיבות שבהן הסיבים חשופים לתנאים קשים, כגון רטט, טמפרטורה קיצונית, טיפול חוזר, או תנועה מתמדת. סיווג סיווגים שונים התפתחו כדי להתאים תנאים שונים, גורמי עלות, דרישות ביצועים.
סיווג הסיבים העיקריים על ידי החומר הם :
סיבי זכוכית : אלה יש ליבת זכוכית זכוכית חיפוי. הם משמשים כאשר שיעורי נתונים גבוהים, מרחקים longtransmission, או שילוב של שניהם נדרשים. סיבי זכוכית הם שבירים ביותר של סוגים שונים זמינים, וכתוצאה מכך הם חייבים להיות מותקנים בסביבות שבו הם לא יהיו נתונים במידה רבה של התעללות, או שהם חייבים להיות מוגנים על ידי כבלים מיוחדים או מארזים כדי לוודא שהם לא פגום.
סיבי זכוכית הם בדרך כלל למצוא נתונים למרחקים ארוכים interbuilding ו interoffice יישומי רשת.
פלסטיק לבוש סיליקה (PCS) : סיבים אלה יש ליבת זכוכית פלסטיק חיפוי. הליבה גדולה יותר מכל סיבי זכוכית; בדרך כלל, 200μm עם עובי חיפוי של 50μm. כמו סיבי זכוכית סיליקון סיבים אופטיים, ציפוי פלסטיק של סיבים אופטיים PCS משמש בדרך כלל עם חיץ תרמי פלסטיק המקיף את החיפוי פלסטיק. אופייני סיבים PCS מפרט יהיה 200 / 300μm. חיפוי פלסטיק משמש גם שכבת מגן עבור הליבה זכוכית, ולכן ציפוי בדרך כלל נמצא על כל סיבי זכוכית אינו נכלל על סיבי PCS. סיבי PCS משמשים בדרך כלל עבור יישומים חישה תעשייתית ויישומים רפואיים / שיניים.
קשה לבוש סיליקה (HCS) : סיבים אלה דומים סיבים PCS אבל יש להם הליבה זכוכית עם חיפוי עשוי פולימר קשה או חומר אחר, בדרך כלל חזק יותר מאשר חומרי חיפוי אחרים. סיבי סיליקה קשה לבוש הוא נפוץ במקומות בהם ruggedness הוא שיקול ראשוני, כגון ייצור, אוטומציה במפעל, ואזורים אחרים בהם הלם ורטט יעשה סיבי זכוכית סטנדרטיים לא אמין. HCS סיבים אופטיים הם בדרך כלל הרבה יותר מאשר זכוכית סיבים אופטיים. גודל פופולרי מאוד הוא 200 / 230μm.
סיבי פלסטיק : סיבים אלה יש ליבת פלסטיק פלסטיק חיפוי. הם נבחרים עבור עלות נמוכה שלהם, קשיחות, וקלות השימוש, והם מותקנים בהם רוחב פס גבוה ומרחקים שידור ארוך לא נדרשים. בעוד סיבי פלסטיק אינם מתאימים לשידורים ארוכי טווח, ביצועים גבוהים, הם עדיין יכולים לשאת אותות עם שיעורי נתונים שימושיים על פני מרחקים של פחות מ -100 מ '. גודל פופולרי מאוד הוא 980 / 1000μm. סיבי פלסטיק מיועד בדרך כלל עבור אורכי גל גלויים בטווח 650nm. כמה מיקומים טיפוסי עבור סיבי פלסטיק כוללים מערכות בידור ביתי, רכב, מערכות ייצור ייצור. הם עשויים לשמש גם בקישורים בין מחשבים וציוד היקפי וציוד רפואי.
היתרונות של סיבים אופטיים גדולים הליבה פלסטיק
קל להתרגש על רוחב פס גבוה ויכולות שידור למרחקים ארוכים של סיבי זכוכית אופטיים. זה בבירור outperforms כל מדיום אחר. עם זאת, יישומים רבים אינם דורשים רוחב פס גבוה על פני מרחקים גדולים. ישנם יישומים רבים עבור סיבים אופטיים בבית שלך. ייתכן שכבר יש לך מערכת בידור ביתית המשתמשת סיבים אופטיים פלסטיים, או שאתה יכול הבעלים של מכונית המשתמשת סיבים אופטיים פלסטיק לחבר התקני שמע או מחליף DVD. אף אחד מהיישומים האלה לא דורש רוחב פס גבוה על פני מרחקים גדולים. יישומים אלה הם אידיאליים עבור ליבה גדולה סיבים אופטיים פלסטיים. סיבים אופטיים פלסטיים מתוכננת בדרך כלל לפעול באורך גל גלוי סביב טווח 650nm. היכולת לראות את האור כפי שהוא יוצא הסיבים האופטיים יש יתרון משמעותי; אין ציוד בדיקה יקר נדרש. מד צריכת חשמל יש צורך למדוד את האור היוצא זכוכית סיב אופטי הפועלים בטווח אינפרא אדום. מטר חשמל יכול לעלות יותר מאשר מערכת הבידור הביתי שלך.
ליבה גדולה של סיבים אופטיים פלסטיים יש יתרון נוסף על פני סיבי זכוכית קטנים: קל ליישר עם סיב אחר או מקור אור או גלאי. תארו לעצמכם יישור שתי שערות אנושיות כך קצוות לגעת והם מרוכזים לחלוטין. עכשיו לדמיין עושה את אותו הדבר עם שני אטריות ספגטי לא מבושל.