Волоконно-оптический кабель: назначение, конструкция, классификация
В современных сетях для передачи данных все чаще используется волоконно-оптический кабель взамен стандартных электрических моделей, в которых проводящим материалом выступали медные и алюминиевые жилы. Такая популярность обусловлена рядом причин, среди которых куда более низкая себестоимость силикатных материалов, необходимых для изготовления оптического волокна и куда лучшие параметры работы оптоволоконных систем. Поэтому кабельная продукция на основе оптического волокна постепенно вытесняет привычнее нам кабельные линии.
Волоконно-оптический кабель (также известен как оптоволоконный) предназначен для передачи сигналов связи посредством светового потока. Основным его отличием от классических систем, в которых данные передавались посредством электрических сигналов различной величины, частоты и протяженности, является использование световых импульсов, которые генерируются в оптическом модуле и поступают к приемнику на другом конце волокна. Благодаря своей структуре оптический проводник обеспечивает проходимость световых импульсов без потерь, за исключением тех из них, где мощность потока значительно снижается за счет отражения и дисперсии.
Технические характеристики передачи предоставляют практически неограниченные возможности для подключения приемников или количества передаваемых сигналов.
По назначению волоконно-оптический кабель может применяться для:
- Линий передачи данных между компьютерами в пределах предприятия;
- Формирования многофункциональных сетей в каком-либо городе или регионе;
- Установки в качестве телефонного кабеля для соединения абонентов;
- Работы высокоточных приборов и проведения измерений;
- Изготовления сигнализации и датчиков, работающих при помощи светового потока;
- Освещения труднодоступных мест, куда классическими устройствами добраться невозможно.
Несмотря на многообразие вариантов установки, конкретная область применения оптоволоконного кабеля определяется его конструктивными особенностями.
Коаксиальное цифровое подключение
Вероятно, самый редкий тип подключения у современных аудио- и видеокомпонентов – коаксиальное – предполагает использование электричества для передачи аудиосигнала.
Соответствующий разъем представляет собой всем знакомый круглый RCA-штекер, которым с обеих сторон оканчивается пара аналоговых межблочных кабелей.
Но не поддавайтесь искушению использовать стандартный аналоговый RCA-кабель вместо специального цифрового коаксиального! Он выглядит похоже и даже вполне работоспособен, однако его волновое сопротивление меньше, чем у цифрового (50 и 75 Ом, соответственно), поэтому хороших результатов вы не получите. Для большинства систем вполне подойдет кабель начального уровня – например, QED Performance Coaxial.
Сегодня коаксиальные подключения распространены меньше, чем оптические, но их все еще можно встретить на задних панелях некоторых AV-ресиверов, усилителей и телевизоров.
По нашему опыту, по сравнению с оптическим коаксиальное подключение обычно обеспечивает лучшее звучание. У него более высокая пропускная способность, благодаря чему поддерживаются более качественные форматы файлов с дискретизацией до 24 бит/192 кГц. Оптический канал обычно ограничен 96 кГц.
Главный недостаток коаксиального соединения заключается в потенциальной возможности переноса электрического шума между устройствами системы. Он всегда снижает качество звука и в той или иной степени присутствует во всех компонентах. К сожалению, при использовании коаксиального подключения помехи могут передаваться от источника к усилителю.
Кроме того, пропускной способности коаксиального кабеля недостаточно для передачи высококачественных форматов окружающего звучания – таких как Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio, Dolby Atmos и DTS:X. Поэтому в системе современного домашнего кинотеатра возможности его применения невелики.
Как выбрать?
Оптический аудиокабель нередко используют для колонок и других систем воспроизведения звука. До того как купить изделие, стоит обратить внимание на следующие моменты:
- хоть и желательно, чтобы кабель был коротким, его длина должна быть разумной;
- лучше остановить свой выбор на изделии из стекла, чтобы в конструкции было много волокон;
- волокно должно быть как можно толще, с дополнительной защитной оболочкой, которая сможет защитить от негативного механического воздействия;
- желательно, чтобы пропускная способность была на уровне 11 Гц, но допустимо снизить этот показатель до 9 Гц, но не ниже;
- при подробном осмотре на соединителе должны отсутствовать следы перегибов;
- покупать подобные изделия лучше в специализированных магазинах.
В том случае, когда между устройствами всего пара метров, приобретать кабель длиной 10 метров не имеет никакого смысла. Чем больше этот показатель, тем больше вероятность искажения передаваемого сигнала.
Не стоит думать, что высокая цена – не показатель качества. Совсем напротив: приобретая дешевую продукцию, нужно подготовиться к тому, что переходник сильно исказит звук. А может быть и так, что его вообще не будет.
Подключать необходимо в порт Toslink.
Типовая конструкция оптоволоконного кабеля
Оптическое волокно может быть изготовлено из:
- Полимера;
- Кварцевого стекла.
Полимерное волокно, как правило, более стойкое к механическим воздействиям, более дешевое. Однако со временем может терять прозрачность, что отрицательно сказывается на долговечности изделия.
Стеклянные световоды имеют лучшие оптические характеристики, но более дороги и хрупки.
Использование оптико-волоконного кабеля
Оптико-волоконные кабели нашли свое применение в компьютерных сетях, в области телекоммуникационных технологий, в медицинском обслуживании и в промышленности. Использование таких проводов на линиях связи обусловлено их высокой степенью защиты, несанкционированный доступ к информации без повреждения кабеля невозможен.
Такие провода можно использовать в самых сложных условиях, обеспечивая высокое качество связи даже при экстремально низких или, наоборот, высоких температурах, на них не оказывают влияние электромагнитные помехи.
Оптическое волокно оказалось удачным решением для датчиков контроля температуры, напряжения, химического состава и других показателей. Также оно применяется в гидрофонах, которые используются для измерения звука и ультразвука в приборах по гидролокации, измерению сейсмической активности.
Приборы с использованием оптоволокна успешно применяется в нефтедобывающей отрасли для измерения температуры и давления в скважинах, так как материал способен выдерживать высокие температуры. Датчики с использованием оптоволокна применяются в машиностроении, самолетостроении и при конструировании космических кораблей, например, для измерения магнитного поля и тока.
Оптическое волокно широко используется в освещении: для декорации в магазинах, в рентгеновских аппаратах или для дополнительной подсветки в различных областях медицины при операциях и диагностике. Свойство проводить свет было применено в современных сигнализациях: прерывание светового потока является командой к звуковому сигналу или другим действиям.
Кроме того, оптоволокно нашло не только прикладное применение, но и используется в искусстве для создания отдельных произведений (например, с использованием волокна с боковым сечением) или специального освещения целых залов.
Достоинства и недостатки
Напоследок давайте разберемся в плюсах и минусах оптоволоконного кабеля. Начнем с преимуществ:
- Малые потери при большой длине ретрансляционного участка.
- Возможность передачи информации по тысячам каналов.
- Малые размеры и масса.
- Высокая защищенность от помех и внешних воздействий.
- Безопасность.
А теперь о недостатках:
- Подверженность радиации, за счет чего возрастает затухание сигнала.
- Подверженность стекла водородной коррозии, что приводит к повреждениям материала и ухудшению свойств.
По теме у нас есть еще 2 статьи. Почитать можно тут и тут.
На этом можно заканчивать. Надеюсь, была полезной, а мой рассказ интересным. Всем пока!
