• Kas ir optiskā šķiedra?
• Kam paredzēta optiskā šķiedra?
• Kā darbojas optiskās šķiedras?
• Optiskās šķiedras īpašības
• Optisko šķiedru priekšrocības
• Optisko šķiedru trūkumi

Mēs izskaidrojam, kas ir optiskā šķiedra un kā tā darbojas. Turklāt, kam tas paredzēts, optiskās šķiedras īpašības, priekšrocības un trūkumi.

Šķiedru optika ir vismodernākais pieejamais kabeļu pārraides līdzeklis.

Kas ir optiskā šķiedra?

Šķiedru optika ir fizisks pārraides līdzeklis informāciju, izplatīts datu un telekomunikāciju tīklos, kas sastāv no plāna stikla pavediena vai plastmasas, caur kuru impulsi no gaisma lāzers vai LED, kas satur datus pārraidīt.

Pārraidot šos gaismas impulsus, informāciju var nosūtīt un saņemt lielā ātrumā, izmantojot kabeli, drošu no elektromagnētiskiem traucējumiem un ar ātrumu, kas līdzīgs radio. Tas padara optisko šķiedru par vismodernāko pieejamo kabeļu pārraides līdzekli.

Optisko šķiedru ieviešana ir gadsimtu mantiniece pētījumiem Y eksperimentēšana par gaismu un tās īpašībām, kopš seniem laikiem, kad grieķi sazinājās ar saules gaismas atstarošanu mazos spoguļos, optiskie eksperimenti Zinātniskā revolūcija, līdz optiskās telegrāfijas izgudrošanai 1792. gadā, ko veica Klods Čepē, un vēlākajiem franču fiziķu Žana Daniela Koldona un Žaka Babinē un īra Džona Tindāla darbiem – viss 19. gadsimta beigās.

Šķiedru optikai kā tādai tas nepatiktu interese No inženieriem līdz 1950. gadam un 1970. gadā pirmo gabalu, izmantojot titāna piemaisījumus silīcija dioksīdā, ražos Roberts Maurers, Donalds Keks, Pīters Šulcs un Frenks Zimars. Pirmā informācijas pārraide caur šo mediju tika veikta 1977. gada 22. aprīlī Longbīčā, Kalifornijā, un 80. gados tā tika pilnveidota un sākta ieviest starptautiskā mērogā.

Kam paredzēta optiskā šķiedra?

Šķiedru optika ir ideāli piemērota kabeļu telekomunikācijām, ļaujot izveidot liela attāluma un lokālus datortīklus ar minimālu informācijas zudumu ceļā.

Tās pielietojums šajā jomā ir daudzveidīgs, ļaujot iegūt tīkla materiālu, optisko šķiedru sensorus (temperatūrai, Spiediens vai gaismas līmeņi), apgaismojuma materiāls (īpaši efektīvs, jo tam nav nepieciešams gaismas avota tuvums), kā arī noder dekorēšanai (ir koki no Ziemassvētki izgatavots no optiskās šķiedras) vai kā caurspīdīga betona sastāvdaļa.

Kā darbojas optiskās šķiedras?

Optiskās šķiedras darbības princips ir Snella likuma princips, kas ļauj aprēķināt gaismas laušanas leņķi, pārejot no vienas vides uz citu ar atšķirīgu laušanas koeficientu.

Tādējādi šķiedras ietvaros gaismas stari tiek notverti un izplatās kodolā, ņemot vērā apšuvuma fizikālās īpašības un atbilstošo atstarošanas leņķi, transportējot nosūtīto informāciju uz galamērķi. Pēdējā tas darbojas līdzīgi kā telegrāfs.

Optiskās šķiedras īpašības

Mūsdienās izmantotā optiskā šķiedra sastāv no kodola plastmasas vai stikls (silīcija un germānija oksīds), kam ir augsts laušanas koeficients, pārklāts ar līdzīgu plastmasu, bet ar zemāku laušanas koeficientu.

Tādējādi saskaņā ar gaismas izplatīšanās mehānismu iekšpusē optiskā šķiedra var būt divu veidu:

• Viena režīma šķiedra. Tas ļauj izplatīties vienam gaismas režīmam, samazinot šķiedras serdes diametru, ļaujot nosūtīt informāciju lielos attālumos un ar labu pārraides ātrumu.
• Multimodāla šķiedra. Tas ļauj gaismas stariem izplatīties vairāk nekā vienā veidā (vairāk nekā tūkstotis dažādu režīmu), kas palielina kļūdas robežu un padara to ne pārāk ieteicamu ļoti tālsatiksmes savienojumiem.

Optisko šķiedru priekšrocības

Šķiedru optika ir vislabāk zināmais kabeļu datu pārraides veids.

Optiskajai šķiedrai ir šādas priekšrocības:

• Tas aizņem maz vietas. Ņemot vērā tā nelielo izmēru, bet tas ir ārkārtīgi elastīgs, kas atvieglo tā uzstādīšanu.
• Tas ir viegls. Nu, tas sver astoņas reizes mazāk nekā parasts kabelis.
• Tas rada lielu pretestību. Gan mehāniski, gan termiski, un labi iztur korozija.
• Tas ir ekoloģiskāks. Salīdzinājumā ar atkritumiem, ko atstāj parastā elektroinstalācija.
• Imūns pret elektromagnētiskiem traucējumiem. Ņemot vērā tā sastāvdaļu raksturu.
• Ātri, efektīvi un droši. Tas ir vislabāk zināmais kabeļa datu pārraides veids.

Optisko šķiedru trūkumi

Optisko šķiedru trūkumi norāda uz šādiem aspektiem:

• Tie ir trausli. Tā kā iekšpusē esošais stikls var saplīst.
• Tam nepieciešami pārveidotāji. Lai atgrieztu gaismas enerģija tās informatīvajā nozīmē.
• Savienojumi ir sarežģīti. Īpaši laukos.
• Tas nepārraida elektrisko enerģiju. Tāpēc tam ir nepieciešami sarežģīti emitētāji un konveijeri, kuru piegāde Enerģija to nevar ņemt no pašas līnijas.
• Tas noveco ūdens klātbūtnē. Kas ierobežo tā pielietojumu visā pasaulē.
• Nav optisko atmiņu.