光纤电缆今天广泛用于数据传输。在 IT 的某些领域，它们已经完全取代了基于金属导体的传统通信线路。在必须长距离传输大量数据的情况下，光线路特别有效。
光纤的物理基础
光纤工作的物理原理是基于全反射原理。如果我们取两种折射率不同的介质 n1 和 n2, 和 n2<n1 （例如，空气和玻璃或玻璃和透明塑料）并让一束光以 α 角射向界面，然后会发生两个事件。
从左上角（沿箭头）发射的光束（图中以红色表示）将被部分折射并通过折射率为 n 的介质2 角度α1<α - 光束的这一部分由虚线表示。光束的另一部分将以相同的角度从界面反射。如果光束以较浅的角度 β 发射（图中的绿色光束），则会发生相同的事情 - 以角度 β 的部分反射和部分折射1.
如果入射角 α 进一步减小（图中的蓝色光束），那么光束的折射部分可以几乎平行于介质界面“滑动”（蓝色虚线）。入射角的进一步减小（以 β 角入射的绿色光束）将导致质量跳跃 - 折射部分将不存在。光束将从两种介质之间的界面完全反射。这个角度称为全反射角，现象本身称为全反射。随着入射角的进一步减小，将观察到相同的情况。
光纤装置
光纤就是建立在这个原理上的。它由两个具有不同光密度的同轴层组成。
如果光束以大于光反射角的角度进入光纤的开口端，它将从两种不同折射率的介质的接触边界处完全反射，每次“跳跃”时衰减很小。
光纤的外部由塑料制成。内层也可以用透明塑料制成，然后可以弯曲足够大的角度（甚至卷成一个环，进入里面的光仍然会从一端传递到另一端，衰减取决于光学特性）塑料和光导的长度）。对于柔韧性不那么重要的主干电缆，内芯通常由玻璃制成。这减少了衰减，降低了光纤的成本，但它对弯曲变得敏感。
为了增加光线路的吞吐量，光纤以双模或多模版本生产。为此，纤芯横截面增加到 50 微米或 62.5 微米（单模为 10 微米）。通过这种光纤可以同时传输两个或多个信号。
光传输线的这种结构具有某些缺点。其中之一是由每个信号的不同路径引起的光色散。他们学会了通过制作具有梯度（从中间到边缘变化）折射率的核心来处理它。因此，校正了不同光束的路径。
多模光纤电缆主要用于本地网络（同一建筑物内、一个企业等），单模光纤用于干线。
光纤线路装置
FOCL 传输由 LED 或激光器产生的光信号。在发射器中产生电信号。终端设备还需要电脉冲形式的信号。因此，有必要对原始数据进行两次转换。光纤线路的简化图如图所示。
来自发射器的信号被转换成光脉冲并通过光线路传输。发射端发射器的功率是有限的，因此，在一定间隔的长线路上，安装了补偿衰减的设备 - 光放大器、再生器或中继器。在接收端，有另一个转换器将光信号转换为电信号。
光缆设计
为了组织光纤线路，将单根光纤用作光缆的一部分。它的设计取决于传输线的目的和铺设方法，但通常它包含几根带有单独保护涂层的光纤（防止划痕和机械损坏）。这种保护通常分两层进行 - 首先是复合外壳，在顶部 - 额外的塑料或清漆涂层。光纤被封装在一个共同的护套中（如传统电缆），这决定了电缆的范围，并且在选择时考虑了线路在运行期间将受到的外部影响。
在铺设电缆桥架时，存在保护线路免受啮齿动物侵害的问题。在这种情况下，需要选择外护套用钢带或钢丝铠装加固的电缆。玻璃纤维也用于防止损坏。
如果电缆铺设在管道中，则不需要加强护套。金属管可靠地保护小鼠和大鼠的牙齿。外壳可以做得很轻。这样可以更容易地拧紧管道内的电缆。
如果要在地下铺设线路，则以防腐蚀钢丝铠装或玻璃纤维棒的形式进行保护。它不仅提供高抗压缩性，而且还抗拉伸。
如果要将电缆铺设在海域、河流和其他水屏障、沼泽土壤等，则需要使用铝聚合物胶带进行额外保护。这就是防止水进入的方法。
此外，公共护套内的许多电缆包含：
- 用于在外部机械影响和线路热伸长期间为结构提供更大强度的钢筋；
- 填料 - 填充纤维和其他元素之间的空白区域的塑料线；
- 动力棒（它们的目的是增加拉伸载荷）。
在大跨度中，线路悬挂在电缆上，但也有自支撑电缆。支撑金属电缆直接内置在外壳中。
作为一种单独类型的光纤线路，应该提到光纤跳线。该电缆包含一根或两根光纤（单模或双模），封装在一个共同的护套中。在电源线的两侧，都配有连接器。这种电缆长度较短，用于短距离连接设备或铺设机柜内通信。
光缆的优缺点
决定此类通信线路广泛分布的光缆无疑具有以下优势：
- 高抗噪性——光信号不受家庭和工业电磁辐射的影响，线路本身不发射（这使得传输的信息难以被未经授权的访问，并且不会产生电磁兼容性问题）；
- 接收端和发射端之间完全电流隔离；
- 低衰减水平——远低于有线线路；
- 使用寿命长；
- 大吞吐量。
在现代现实中，电缆不会吸引金属窃贼也很重要。
光学并非没有缺陷。首先，这是安装和连接的复杂性，需要特殊的设备、工具和材料，也对线路安装和维护人员的资质提出了更高的要求。 FOCL 中的大多数故障都与安装错误有关，这些错误可能不会立即显现出来。最初，生产线本身的成本也很高，但技术的发展使这一劣势达到竞争水平成为可能。
光通信线路在通信材料市场中占有重要地位。在可预见的未来，除非有技术突破，否则他们看不到真正的替代方案。
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