¿Cuáles son las estructuras de los cables de fibra óptica y coaxiales?
El papel de la fibra óptica
Las fibras ópticas se pueden utilizar para comunicaciones por fibra óptica. El láser tiene una fuerte direccionalidad y alta frecuencia, lo que lo convierte en una fuente de luz ideal para comunicaciones por fibra óptica. En comparación con las comunicaciones por radio, las comunicaciones por fibra óptica pueden proporcionar más canales de comunicación para satisfacer las necesidades de los sistemas de comunicación de gran capacidad.
Las fibras ópticas generalmente se componen de dos capas. La capa interna se llama núcleo, que tiene decenas de micras de diámetro pero tiene un alto índice de refracción; la capa externa se llama revestimiento y tiene una refracción más baja; índice. La luz que incide desde un extremo de la fibra óptica es refractada repetidamente por el núcleo interno y transmitida a ese extremo. Debido a la diferencia en el índice de refracción entre las dos capas, la luz que ingresa al núcleo siempre permanece transmitida dentro del núcleo. La distancia de transmisión de la luz está relacionada con la pérdida óptica de la fibra óptica. Si la pérdida óptica es pequeña, la distancia de transmisión será larga; de lo contrario, se utilizará un repetidor para amplificar la señal atenuada. Las fibras ópticas fabricadas con vidrio fluorado de última generación pueden transmitir señales ópticas al otro lado del Océano Pacífico sin necesidad de estaciones repetidoras.
En el uso real, a menudo se combinan y refuerzan miles de fibras ópticas para hacer que el cable óptico parezca un cable, lo que no solo mejora la resistencia de la fibra óptica, sino que también aumenta en gran medida la capacidad de comunicación.
Reemplazar los cables de comunicación por cables ópticos puede ahorrar una gran cantidad de metales no ferrosos, ahorrando 1,1 toneladas de cobre y de 2 a 3 toneladas de plomo por kilómetro. El cable óptico tiene las ventajas de peso ligero, tamaño pequeño, estructura compacta, buen rendimiento de aislamiento, larga vida útil, larga distancia de transmisión, buena confidencialidad y bajo costo. Las comunicaciones por fibra óptica, combinadas con tecnología digital y computadoras, pueden usarse para transmitir llamadas telefónicas, imágenes, datos, controlar equipos electrónicos y terminales inteligentes, y servir como reemplazo de los satélites de comunicaciones.
Las fibras con grandes pérdidas ópticas se pueden utilizar en distancias cortas, y son especialmente adecuadas para fabricar diversos endoscopios humanos, como gastroscopia, cistoscopia, proctoscopia, histeroscopia, etc. Es de gran utilidad en el diagnóstico y tratamiento de diversas enfermedades.
La fibra óptica se conoce como fibra óptica. La "comunicación por fibra óptica" que escuchamos a menudo utiliza el principio de reflexión total. Para ilustrar el papel de la fibra óptica en la transmisión de luz, realizamos los siguientes experimentos.
La fibra óptica propiamente dicha es una fibra de vidrio especial muy fina, con un diámetro de tan solo unas pocas micras a 100 micras, y que consta de un núcleo interior y una funda. El índice de refracción del núcleo interno es mayor que el de la capa externa y, a medida que la luz se propaga, se produce una reflexión total en la interfaz entre el núcleo y la capa externa.
Si las fibras ópticas se reúnen en un haz de modo que las posiciones relativas de las fibras en ambos extremos sean las mismas, se pueden transmitir imágenes de colores claros y oscuros de un extremo al otro. En medicina, los endoscopios hechos de fibra óptica se utilizan para examinar el interior del estómago, los intestinos, la tráquea y otros órganos internos humanos. Un endoscopio real está equipado con dos juegos de fibras ópticas, uno para transmitir luz al cuerpo y el otro para visualizar.
Sabemos que la luz también es un tipo de onda electromagnética y puede usarse como portador para transmitir información como las ondas de radio. Cuando el láser que transporta sonido, imágenes y diversas señales digitales ingresa desde un extremo de la fibra óptica, puede transmitirse a lo largo de la fibra óptica hasta el otro extremo a miles de kilómetros de distancia, logrando la comunicación por fibra óptica.
Las principales ventajas de la comunicación por fibra óptica son su gran capacidad, su pequeña atenuación y su fuerte antiinterferencia. Por ejemplo, la capacidad teórica de transmisión de un par de fibras ópticas es de 2 mil millones de teléfonos y 10 millones de televisores; hoy en día, el "Intelsat-6" más grande del mundo sólo puede transmitir 33.000 líneas telefónicas y 4 líneas de televisión. Incluso la comunicación por fibra óptica, con cientos de miles de líneas telefónicas actualmente en uso, tiene ahora una capacidad mayor que la comunicación por satélite.
Aunque el desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica sólo tiene una historia de más de 20 años, la velocidad de desarrollo es asombrosa. Algunos países desarrollados no solo han establecido redes de comunicación de fibra óptica a través del mar, sino también redes de comunicación de fibra óptica entre ciudades. Las perspectivas para el uso de la fibra óptica son muy amplias. No sólo los teléfonos de fibra óptica ya se utilizan ampliamente, sino que la televisión de fibra óptica pronto llegará a los hogares de la gente corriente. Además, desde la aparición de los fototransistores, se espera que a principios del próximo siglo se utilicen ampliamente ordenadores ópticos de gran capacidad y alta velocidad, y ambos son inseparables.
La tecnología de comunicación por fibra óptica de mi país comenzó temprano y ahora se ha convertido en uno de los países con tecnología de comunicación por fibra óptica más avanzada. Desde 1972, se han abierto decenas de líneas de comunicación de fibra óptica y básicamente se ha establecido una red de comunicación entre las capitales de provincia de todo el país. Beijing Cable TV tenderá cables de televisión por cable en Beijing alrededor de 1999.
La tecnología de comunicación por fibra óptica se diferencia de las comunicaciones ópticas y se convierte en uno de los principales pilares de las comunicaciones modernas, desempeñando un papel importante en las redes de telecomunicaciones modernas. Como nueva tecnología, el rápido desarrollo y la aplicación generalizada de las comunicaciones por fibra óptica en los últimos años es poco común en la historia de las comunicaciones. También es un símbolo importante de la nueva revolución tecnológica del mundo y es la principal herramienta de transmisión de información diversa en el futuro. sociedad de la información.
La comunicación por fibra óptica es el principal método de transmisión de las redes de comunicación modernas.
Su historia de desarrollo es de sólo una o dos décadas y ha pasado por tres generaciones: fibra multimodo de longitud de onda corta, fibra multimodo de longitud de onda larga y fibra monomodo de longitud de onda larga. La adopción de las comunicaciones por fibra óptica supone un cambio importante en la historia de las comunicaciones. Más de 20 países, incluidos Estados Unidos, Japón, Gran Bretaña y Francia, han anunciado que ya no construirán líneas de comunicación por cable y están comprometidos a desarrollar comunicaciones por fibra óptica. Las comunicaciones por fibra óptica de China han entrado en la etapa práctica.
Fibra óptica es la abreviatura de fibra óptica. La comunicación por fibra óptica es un método de comunicación que utiliza ondas de luz como portador de información y fibras ópticas como medio de transmisión. En principio, los elementos materiales básicos de las comunicaciones por fibra óptica son fibras ópticas, fuentes de luz y detectores de luz. Además de clasificar las fibras ópticas según su proceso de fabricación, composición del material y propiedades ópticas, las fibras ópticas a menudo se clasifican según su uso en aplicaciones y se pueden dividir en fibras ópticas para comunicaciones y fibras ópticas para detección. Las fibras ópticas para medios de transmisión se pueden dividir en aplicaciones generales y especiales, mientras que las fibras ópticas para dispositivos funcionales se refieren a fibras ópticas utilizadas para completar funciones como amplificación de ondas de luz, conformación, división de frecuencia, duplicación de frecuencia, modulación y oscilación óptica, y a menudo aparecen en el forma de algún dispositivo funcional. El rápido desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica se debe principalmente a sus siguientes características:
(1) Gran capacidad de comunicación y larga distancia de transmisión;
(2) Diafonía de señal pequeña y buen rendimiento de seguridad ;
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(3) Interferencia antielectromagnética, buena calidad de transmisión;
(4) La fibra óptica es de tamaño pequeño, liviana, fácil de colocar y transporte;
(5) Rico en materiales, buena protección del medio ambiente
(6) Sin radiación, no es fácil de escuchar a escondidas
(7) Cable óptico; Tiene una gran adaptabilidad y una larga vida útil. Coaxial significa que un cable tiene dos conductores concéntricos y los conductores y el blindaje utilizan el mismo eje. El cable coaxial más común está compuesto por un conductor de cobre aislado por un material aislante. Se agrega una capa de conductor en anillo y su aislante fuera del material aislante interno, y luego todo el cable se envuelve con una funda de material de PVC o teflón.
Actualmente existen dos cables coaxiales de uso común: los cables coaxiales de 50ω y 75ω.
El cable coaxial de 75ω se utiliza habitualmente en redes CATV, por eso se denomina cable CATV, y su ancho de banda de transmisión puede alcanzar 1GHz. El ancho de banda de transmisión actual del cable CATV ordinario es de 750 MHz.
El cable coaxial de 50ω se utiliza principalmente para la transmisión de señales de banda base, con un ancho de banda de transmisión de 1 ~ 2 ohmhz. Bus Ethernet utiliza cable coaxial de 50ω. En Ethernet, la distancia máxima de transmisión de un cable coaxial delgado de 50ω es de 185 metros, y el cable coaxial grueso puede alcanzar los 1000 metros.
El nombre en inglés del par trenzado es Twist-Pair. Es el medio de transmisión más utilizado en proyectos de cableado integrado.
El cable de par trenzado es un par de hilos metálicos aislados trenzados entre sí para resistir algunas interferencias electromagnéticas externas. Al enrollar dos cables de cobre aislados con una determinada densidad, se puede reducir el nivel de interferencia de la señal. Las ondas de radio radiadas por cada cable serán canceladas por las ondas de radio emitidas por el otro cable. De aquí proviene el nombre de "par trenzado". El cable de par trenzado generalmente está hecho de dos cables de cobre aislados No. 22-26 trenzados entre sí. En el uso real, los pares trenzados se envuelven entre sí en fundas aislantes para cables. Un par trenzado típico tiene cuatro pares, y hay muchos más pares en una funda de cable. Estos se denominan cables de par trenzado. En el cable de par trenzado (también llamado cable de par trenzado), diferentes pares tienen diferentes longitudes de torsión. En términos generales, la longitud de torsión es de 38,1 cm a 14 cm, girando en sentido antihorario. La longitud trenzada de los pares adyacentes es superior a 12,7 cm. Generalmente, cuanto más denso es el par trenzado, mayor es la capacidad antiinterferente. En comparación con otros medios de transmisión, el cable de par trenzado tiene una distancia de transmisión, un ancho de canal y una velocidad de transmisión de datos limitados, pero su precio es relativamente bajo.