Zalety światłowodów
Dlaczego systemy światłowodowe rewolucjonizują telekomunikację? W porównaniu do konwencjonalnego drutu metalowego (drut miedziany), światłowody:
Są tańsze. Kabel światłowodowy jest droższy niż drut miedziany, ale wymaga również mniej konserwacji. Na dłuższą metę pozwala to zaoszczędzić pieniądze Tobie i Twojemu dostawcy Internetu.
Są cieńsze. Światłowody można rozciągać do mniejszych średnic niż drut miedziany.
Mają większą nośność. Ponieważ włókna optyczne są cieńsze niż druty miedziane, w kablu o danej średnicy można związać więcej włókien niż w przypadku drutów miedzianych. Dzięki temu więcej linii telefonicznych może być przesyłanych tym samym kablem lub więcej kanałów może być przesyłanych kablem do dekodera telewizji kablowej.
Mają mniejszą degradację sygnału. Strata sygnału w światłowodzie jest mniejsza niż w drucie miedzianym.
Nie zakłócają ich sygnały świetlne. W przeciwieństwie do sygnałów elektrycznych w przewodach miedzianych, sygnały świetlne z jednego włókna nie zakłócają sygnałów z innych włókien w tym samym kablu. Oznacza to wyraźniejsze rozmowy telefoniczne lub odbiór telewizji.
Mają niższą moc. Ponieważ sygnały w światłowodach ulegają mniejszej degradacji, zamiast wysokonapięciowych nadajników elektrycznych potrzebnych w przypadku przewodów miedzianych można zastosować nadajniki o niższej mocy. Ponownie oszczędza to pieniądze Twoje i Twojego dostawcy.
Światłowody są lekkie, niepalne i mają sygnały cyfrowe.
Mają sygnały cyfrowe. Światłowody idealnie nadają się do przesyłania informacji cyfrowej, co jest szczególnie przydatne w sieciach komputerowych.
Są niepalne. Ponieważ przez światłowód nie przepływa prąd, nie wytwarza on ciepła, co zmniejsza ryzyko pożaru.
Są lekkie. Kabel optyczny waży mniej niż porównywalny kabel z drutu miedzianego (4 funty lub 2 kilogramy na 1000 stóp lub 305 metrów w porównaniu do 39 funtów lub 18 kilogramów na 1000 stóp). Kable światłowodowe zajmują także mniej miejsca w ziemi.
Są elastyczne. Ponieważ światłowody są tak elastyczne i mogą przesyłać i odbierać światło, są one stosowane w wielu elastycznych aparatach cyfrowych do następujących celów:
- obrazowanie medyczne – w bronchoskopach, endoskopach, laparoskopach
- obrazowanie mechaniczne – kontrola spawów mechanicznych rur i silników (w samolotach, rakietach, promach kosmicznych, samochodach)
- hydraulika – do sprawdzania linii kanalizacyjnych
Dzięki tym zaletom światłowód można spotkać w wielu gałęziach przemysłu, a przede wszystkim w telekomunikacji i sieciach komputerowych. Na przykład, jeśli dzwonisz do Europy na telefon stacjonarny ze Stanów Zjednoczonych (lub odwrotnie), a sygnał odbija się od satelity telekomunikacyjnego, często na linii słychać echo. Ale dzięki transatlantyckim kablom światłowodowym masz bezpośrednie połączenie bez echa.
Światłowody FTTX
Skoro już wiemy, jak działają systemy światłowodowe i dlaczego są przydatne, jak je wykonujemy? Światłowody FTTX wykonane są z niezwykle czystego szkła optycznego. Uważamy, że szklane okno jest przezroczyste, ale im grubsze jest szkło, tym staje się mniej przezroczyste z powodu zanieczyszczeń w szkle. Jednakże szkło w światłowodzie zawiera znacznie mniej zanieczyszczeń niż szkło okienne.
Wykonanie włókien optycznych wymaga następujących kroków:
- wykonanie preformy szklanego cylindra
- wyciąganie włókien z preformy
- testowanie włókien
- Wykonywanie półfabrykatu preformy
Szkło na preformę wytwarza się w procesie zwanym modyfikowanym chemicznym osadzaniem z fazy gazowej (MCVD).
W MCVD tlen przepuszcza się przez roztwory czterochlorku krzemu (SiCl4), czterochlorku germanu (GeCl4), trójchlorku fosforu (PoCl3) i/lub innych substancji chemicznych. Precyzyjna mieszanina reguluje różne właściwości fizyczne i optyczne (współczynnik załamania światła, współczynnik rozszerzalności, temperatura topnienia itp.). Opary gazu są następnie wprowadzane do wnętrza rurki z syntetycznej krzemionki lub kwarcu (płaszcza) na specjalnej tokarce. Gdy tokarka się obraca, palnik przesuwa się w górę i w dół po zewnętrznej stronie rury.
