Cos'è il cavo in fibra ottica

Cos'è il cavo in fibra ottica

 

Cos'è il cavo in fibra ottica? UN cavo in fibra ottica, noto anche come an cavo in fibra ottica, è un insieme simile a un cavo elettrico, ma contenente una o più fibre ottiche utilizzate per trasportare la luce. Gli elementi in fibra ottica sono tipicamente rivestiti individualmente con strati di plastica e contenuti in un tubo protettivo adatto all'ambiente in cui verrà dispiegato il cavo. (1)

Distribuito commercialmente per la prima volta nel 1977, il cavo ottico è la principale fonte di comunicazioni a lunga distanza e ad alta larghezza di banda tra compagnie telefoniche, organizzazioni multisito e varie altre applicazioni di comunicazione a lungo raggio. La composizione del cavo ottico inizia con la guaina esterna, che è costituita da un materiale resistente e spesso flessibile. Questo è seguito da una copertura in plastica utilizzata per raggruppare i singoli cavi in fibra ottica. Una fibra ottica è tipicamente costituita da un nucleo trasparente circondato da un materiale di rivestimento trasparente con un indice di rifrazione inferiore. La luce è trattenuta nel nucleo dalla riflessione interna totale. La luce a lunghezza d'onda singola o multipla viene fatta passare attraverso il nucleo e continua a viaggiare all'interno del nucleo a causa del rivestimento dell'indice di rifrazione inferiore che lo circonda, che fa rimbalzare la luce quando cerca di scappare.

 

Cos'è la fibra ottica?

UN fibra ottica è un vetro/fibra flessibile e trasparente realizzato tirando vetro (silice) o plastica ad un diametro leggermente più spesso di quello di un capello umano. La trasmissione è il trasferimento di un segnale sotto forma di impulso luminoso lungo una fibra di vetro (silice).

Tipi

Cos'è il cavo in fibra ottica; Nucleo ottico

 

Nucleo ottico

Le fibre ottiche trasportano segnali luminosi in quelle che vengono chiamate modalità. Diversi modi di viaggiare: una modalità è semplicemente il percorso che un raggio di luce segue lungo la fibra. Una modalità consiste nell'andare dritto al centro della fibra. Un altro è far rimbalzare la fibra con un angolo basso. Altre modalità prevedono il rimbalzo lungo la fibra ad altri angoli, più o meno ripidi.

Modalità singola

Viene chiamato il tipo più semplice di fibra ottica modalità singola. Ha un nucleo molto sottile di circa 5-10 micron (milionesimi di metro) di diametro. In una fibra monomodale, tutti i segnali viaggiano dritti al centro senza rimbalzare sui bordi (linea gialla nel diagramma). Le fibre monomodali generalmente trasportano i segnali TV via cavo, Internet e telefono, avvolti insieme in un enorme fascio. Cavi come questo possono inviare informazioni oltre 100 km (60 miglia).

Modalità multipla

Viene chiamato un altro tipo di cavo in fibra ottica multimodale. Ogni fibra ottica in un cavo multimodale è circa 10 volte più grande di una in un cavo monomodale. Ciò significa che i raggi di luce viaggiano attraverso il nucleo seguendo una varietà di percorsi diversi (linee gialle, arancioni, blu e ciano), in altre parole, in più modalità diverse. I cavi multimodali possono inviare informazioni solo su distanze relativamente brevi e vengono utilizzati (tra le altre cose) per collegare insieme le reti di computer.

Fibre monomodali e multimodali

 

Fibre monomodali e multimodali

Fibre ancora più spesse vengono utilizzate in uno strumento medico chiamato a gastroscopio (un tipo di endoscopio), che i medici infilano nella gola di qualcuno per rilevare malattie nello stomaco. Un gastroscopio è uno spesso cavo in fibra ottica costituito da molte fibre ottiche. All'estremità superiore di un gastroscopio si trovano un oculare e una lampada. La lampada fa brillare la sua luce lungo una parte del cavo nello stomaco del paziente. Quando la luce raggiunge lo stomaco, si riflette sulle pareti dello stomaco in una lente nella parte inferiore del cavo. Quindi risale un'altra parte del cavo nell'oculare del medico. Altri tipi di endoscopi funzionano allo stesso modo e possono essere utilizzati per ispezionare diverse parti del corpo. Esiste anche una versione industriale dello strumento, chiamata fibroscopio, che può essere utilizzata per esaminare cose come pezzi di macchinari inaccessibili nei motori degli aeroplani.

Opere d'arte: Sopra: la luce viaggia in modi diversi nelle fibre monomodali e multimodali. Sotto: all'interno di un tipico cavo in fibra monomodale (non disegnato in scala). Il nucleo sottile è circondato da un rivestimento di diametro circa dieci volte più grande, un rivestimento esterno in plastica (circa il doppio del diametro del rivestimento), alcune fibre di rinforzo fatte di un materiale resistente come il filato aramidico con un rivestimento esterno protettivo all'esterno.

 

Progettazione cavi in fibra ottica

Affinché i cavi in fibra ottica sostituiscano i cavi in rame, devono essere applicati e mantenuti in sicurezza in tutte le applicazioni e gli ambienti in cui sono installati e mantenuti cavi conduttori metallici. A causa della sua struttura fragile, i cavi in fibra devono essere protetti e devono avere proprietà meccaniche molto buone per lavorare in questi ambienti come condotti sotterranei, interramento diretto o applicazione aerea.

Tuttavia, le stesse fibre ottiche di vetro sono molto fragili e molto suscettibili alla manipolazione meccanica e agli urti. Ecco perché le fibre di vetro in fibra ottica sono avvolte da materiali protettivi tra cui rivestimento e cablaggio per essere in grado di gestire gli impatti meccanici e gli urti durante l'installazione e la manutenzione.

A causa dei fatti sopra menzionati, i cavi in fibra ottica hanno quattro caratteristiche;

  1. BUFFER (Fibra Ottica)
  2. MEMBRI DI FORZA
  3. GIACCA CAVO IN FIBRA
  4. BARRIERA ACQUA/ALLUNGAMENTO

Progettazione di cavi in fibra ottica

 

Progettazione di cavi in fibra ottica

1) BUFFER (Fibra Ottica)

In un cavo in fibra ottica, un buffer è un tipo di componente utilizzato per incapsulare una o più fibre ottiche allo scopo di fornire funzioni quali l'isolamento meccanico, la protezione da danni fisici e l'identificazione della fibra.

Le fibre di vetro nude sono composte da anima e rivestimento ed entrambe sono a base di silice o altri materiali vetrosi.

Il tampone può assumere la forma di un condotto in miniatura, contenuto all'interno del cavo e chiamato "tampone allentato (tubo allentato)" o "tampone stretto". Un tampone sciolto o stretto può contenere più di una fibra e talvolta contiene un gel lubrificante (tixotropico). Un "tight buffer" è costituito da un rivestimento polimerico a stretto contatto con il rivestimento primario applicato alla fibra durante la produzione

Tubo sciolto e fibra tampone stretta

 

Cavi in fibra ottica Loose Tube e Tight Buffer

Tubo allentato:

Progettato per condizioni ambientali difficili all'aperto. Nei cavi loose tube, la fibra rivestita “galleggia” all'interno di un robusto tubo sovradimensionato, resistente all'abrasione, riempito di gel ottico.

Tampone stretto:

I cavi tight buffered, al contrario, sono ottimizzati per applicazioni indoor. Nella costruzione a tampone stretto, invece di utilizzare il cavo a tubo sciolto con strato di gel, utilizza un rivestimento a due strati.

Armadi Rack 19″

Tampone stretto e fibra rivestita

 

Tampone stretto e fibra rivestita

Cavo bufferizzato stretto

 

Cavo in fibra ottica con buffer stretto

2) MEMBRI DI FORZA

Un membro di forza è un componente aggiunto a un cavo rivestito per aiutare a proteggere e rafforzare la struttura del cavo. Il più delle volte si tratta di filato aramidico e filato di vetro, ma può anche essere un'asta in fibra di vetro flessibile ma rigida che percorre tutta la lunghezza del cavo. Quella parte di un cavo in fibra ottica composta da filato aramidico, trefoli in acciaio o filamenti in fibra di vetro che aumentano la resistenza alla trazione del cavo.

Gli elementi strutturali e di rinforzo possono essere in filo d'acciaio pieno o intrecciato, filato aramidico o fibra di vetro. Devono avere un alto modulo di Young, elevata capacità di deformazione, flessibilità e basso peso per unità di lunghezza.

 

3) GIACCA CAVO IN FIBRA

La cabina del cavo in fibra ottica è circondata da una guaina esterna per ridurre l'abrasione e la prima linea di difesa contro l'ambiente circostante. Questo strato del cavo è solitamente costituito da prodotti a base di plastica e viene chiamato rivestimento del cavo in fibra o guaina del cavo in fibra. Resiste all'ingresso di acqua pur rimanendo inerte a gas e liquidi a cui il cavo potrebbe essere esposto durante la sua vita utile

La guaina del cavo in fibra contiene l'anima del cavo e presenta varie complessità da una semplice guaina di plastica estrusa a una struttura multistrato composta da due o più guaine e con armature intermedie.

Tipi:

 

P.E – Polietilene (MDPE – PE a media densità / HDPE – PE ad alta densità)

  • Materiale principale della giacca esterna.
  • Buona resistenza ai raggi UV (luce solare) grazie al nerofumo.
  • Buona flessibilità su un'ampia gamma di temperature.
  • Buona resistenza all'abrasione e alla rottura.

 

PVC - Cloruro di polivinile

 

  • Fornisce una buona protezione meccanica.
  • Flessibile alle normali temperature di installazione.
  • Ritardante di fiamma. (tipico materiale del riser)
  • Utilizzato per molte applicazioni interne.
  • Può essere protetto dalla luce solare con vari inibitori UV.

 

LSZH - Zero Alogeni a bassa emissione di fumi

 

  • Ritardante di fiamma a bassa emissione di fumi e senza materiali alogenati
  • Per l'uso in aree non ventilate esposte al pubblico, ad es. metropolitane e gallerie.
  • Buone prestazioni meccaniche.

 

4) BARRIERA ACQUA/ALLUNGAMENTO

I cavi in fibra ottica sono generalmente installati in tubazioni e canaline non stagne. Le fibre devono essere efficacemente protette dall'umidità e dalle inondazioni d'acqua per garantire l'affidabilità operativa dei cavi in fibra ottica.

E il materiale della guaina in plastica tende a fornire una protezione molto limitata contro la penetrazione dell'acqua nel cavo.

Le barriere d'acqua generiche per cavi normali sono posate assialmente con un foglio di alluminio/film laminato di polietilene immediatamente all'interno delle guaine in poliuretano o polietilene plastico; e/o l'uso di composti resistenti all'umidità come il filato di vetro rigonfiabile intorno alle fibre.

I composti resistenti all'umidità includono vaselina e gomma siliconica. Questi composti di riempimento devono essere morbidi, autorigeneranti, facilmente rimovibili, fornire protezione dalla corrosione per i componenti metallici dei cavi e non degradarsi nel tempo o danneggiare gli altri componenti. Questi materiali hanno un'altra proprietà utile nell'ammortizzare le fibre dalle vibrazioni.

 

CAMPIONE DI CAVO IN FIBRA OTTICA

Quella che segue è un'illustrazione di un progetto base di un cavo in fibra ottica

CAVO IN FIBRA OTTICA

 

 

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