Кабель оптический

Что это такое?
Оптический кабель (волоконно-оптический кабель) — это тип кабеля, предназначенный для передачи информации с помощью световых импульсов, а не электрических сигналов . Его основой являются тончайшие прозрачные нити — оптические волокна, изготовленные из сверхчистого кварцевого стекла или пластика . Благодаря явлению полного внутреннего отражения свет распространяется по сердцевине волокна, не выходя за её пределы . Это позволяет передавать данные на огромные расстояния (до 40 км и более) с минимальными потерями и скоростью, достигающей 40 Гбит/с и выше . Оптические кабели являются физической основой современных телекоммуникаций, магистрального интернета и цифрового телевидения.

Из чего делают и как устроены?
Оптическое волокно имеет сложную двухслойную структуру. Сердцевина изготавливается из сверхчистого кварцевого стекла и имеет диаметр от 3 до 10 мкм (одномодовое волокно) или 50–62,5 мкм (многомодовое волокно) . Вокруг сердцевины расположена стеклянная оболочка с более низким показателем преломления, которая удерживает свет внутри сердечника . Для механической защиты волокно покрывается пластиковым буферным слоем . Волокна укладываются в оптические модули из полимерных композиций, заполненные гидрофобным гелем для защиты от влаги . Для придания кабелю прочности используются силовые элементы — арамидные (кевларовые) нити, стеклопластиковые прутки или стальные тросы . Вся конструкция заключена во внешнюю защитную оболочку из полиэтилена (для наружной прокладки), ПВХ (для внутренней) или безгалогенных материалов LSZH/LSOH . Кабели могут быть бронированными (с защитой из стальной гофрированной ленты или проволоки) и небронированными .

Зачем и где это применяют?
Благодаря своим уникальным свойствам — колоссальной пропускной способности, полной невосприимчивости к электромагнитным помехам, малому весу и высокой безопасности (отсутствие искрения) — оптические кабели находят широчайшее применение. Одномодовые волокна (9/125 мкм) используются для магистральных линий дальней связи, соединяющих континенты по дну океанов, городских и региональных сетей, где требуется передача на большие расстояния . Многомодовые волокна (50/125 мкм или 62,5/125 мкм) применяются в локальных вычислительных сетях (LAN), центрах обработки данных, для соединений на небольших расстояниях (до 500 м) . Полимерные оптические волокна (POF) используются в промышленных сетях, например, PROFINET и ETHERNET/IP, а также в медицинских приложениях . Оптоволокно применяется для подключения базовых станций сотовой связи (4G/5G), в бортовых кабельных системах самолетов и поездов (масса кабельной сети снижается на 65%), на взрывоопасных производствах и атомных станциях, в военной и космической технике .

Интересный факт:
История волоконно-оптической связи началась задолго до появления современных технологий. В 1970 году исследователям из Corning Glass удалось создать первое оптическое волокно с затуханием сигнала ниже 20 дБ/км, что сделало возможным его практическое использование в телекоммуникациях . А первая в СССР оптическая линия связи была запущена в 1977 году в Зеленограде, соединив администрацию города с научным центром. Интересно, что советские технологии в этой области не отставали от мировых — на первой европейской конференции по волоконно-оптической связи в 1976 году лидерами отрасли были признаны СССР и Япония . Современные разработки позволяют создавать волокна с сердцевиной увеличенного до 100 мкм диаметра (вместо типовых 50 и 62,5 мкм), что повышает надежность сетей без потери пропускной способности .