Mit csinál a száloptikai kábel?

Száloptikai kábelek Az információkat fényimpulzusokként továbbítsák az üveg vagy műanyag szálakon keresztül. Ezek a modern telekommunikáció gerincét szolgálják, lehetővé téve a nagy sebességű adatátvitelt nagy távolságra, minimális jelvesztéssel.

Alapvető funkcionalitás

A száloptika az elektromos jeleket az adó segítségével konvertálja fényre. A fény a kábelen halad át a teljes belső visszaverődés révén, a mag és a burkolat között ugrálva. A rendeltetési helyen a vevő a fényt elektromos jelekké alakítja.

Kulcsfontosságú elemek

• Mag: Vékony üveg/műanyag központ hordozó fény
• Tapítás: A külső réteg tükrözi a fényt a befelé
• Puffer bevonat: védő műanyag kabát
• Erőtagok: A szálak megerősítése (például Kevlar)
• Külső kabát: Időjárásálló külső

Műszaki előírások

Az egyirányú szálak (9 um mag) infravörös lézerfényt (1310-1550Nm) hordoznak a 100 km-nél nagyobb távolságokhoz. A multimódusú szálak (50-62,5 um mag) LED-es fényforrásokat használnak rövidebb futásokhoz (≤2 km).

Teljesítmény -összehasonlítás

Jelátviteli mechanika

A fényimpulzusok a teljes belső reflexió révén fenntartják a jel integritását. A kritikus szög kiszámítása Snell törvényét követi: θ _c = bűn ^-1 (n ₂ /n ₁ ), ahol n ₁ és n ₂ a mag és a burkolat törésmutatói.

Telepítési forgatókönyvek

• Tenger alatti kábelek : 400 rendszer, amely globálisan 1,3 m km -re terjed ki
• Fttik (Szál-otthon) : Közvetlen fogyasztói kapcsolatok
• Adatközpontok : Gerinclevél architektúra 400 Gbps-os linkekkel
• Ipari : Emi-rezisztens gyári automatizálás

Korlátozások és megfontolások

A telepítési költségek 10-30%-kal meghaladják a rézt. A splicinghez szükséges speciális berendezések (0,1 dB veszteség illesztésenként). A minimális hajlítási sugara (általában 10-20 × kábel átmérője) megakadályozza a könnyű szivárgást.

Evolúciós idővonal

1977: Első kereskedelmi installáció (Chicago)
1988: TAT-8 transzatlanti kábel (40 000 hívás egyszerre)
2016: 4000 km-es rekord (1TBPS egycsatornás)
2023: A tenger alatti rendszerek, amelyek szálas páronként 24 Tbps -ot érnek el

Jövőbeli fejlemények

A tér-osztás multiplexelése többmagos szálakkal (7 mag bemutatva). Üreges magú szálak csökkentik a késleltetést 3 μs/km-re. Integráció a kvantumkriptográfiai hálózatokkal.

Műszaki mély merülés

A száloptikai rendszerek kihasználják a hullámhossz-osztás multiplexelését (WDM) a kapacitás növelése érdekében. A sűrű WDM (DWDM) szálonként akár 160 hullámhosszot is támogat, mindegyik 100 Gbps -ot hordoz. A jel regenerálása az erbium-adalékolt szálas erősítőkön (EDFAS), amely 80-100 km-es időközönként elhelyezkedik el, az optikai erősítést fenntartva elektromos átalakítás nélkül. A nemlineáris hatások, mint például a négyhullámú keverés, szignifikánssá válnak a 17DBM-et meghaladó teljesítményszinten, amely diszperziós eltolódott rost-mintákat igényel. A polarizációs mód -diszperziós (PMD) kompenzáció kritikus jelentőségű a 100 Gbps -os 40 km -es linkeknél.

Anyagtudomány

Ultra-tiszta olvasztott szilícium-dioxid (sio ₂ ) képezi az alapanyagot, a germánium dopping növekvő törésmutatójával. A burkolat 0,36% alacsonyabb törésmutatóval rendelkező fluor-adalékolt szilícium-dioxidot használ. A gyártás magában foglalja a módosított kémiai gőzlerakódást (MCVD), ahol a gázok szilíciumrétegeket helyeznek el az előkészítő csövek belsejében 1900 ° C -on. A szálas rajz 2000 ° C -on fordul elő, 10 km/perc átmérőjével ± 0,1 μm -re húzva.