Jakie materiały są wykorzystywane do budowy kabli światłowodowych?

 

Zasada działania kabli światłowodowych

Kable światłowodowe spowodowały sporą rewolucję na rynku telekomunikacyjnym. Zasada ich działania opiera się bowiem na strukturze, w której nośnikiem informacyjnym jest światło. W telekomunikacji używane jest przeważnie światło podczerwone. Budowa takiego kabla oraz zastosowane materiały pozwalają na uzyskanie bardzo dużej przepustowości oraz odporności na zakłócenia elektromagnetyczne. Zastosowanie kabli światłowodowych pozwala osiągać szybkości przesyłania około 12,5 GB/s, ale najszybsze systemy światłowodowe mogą prowadzić sygnał rzędu kilku Tb/s. To prędkości, które kiedyś były nieosiągalne, szczególnie biorąc pod uwagę wielkości systemów światłowodowych. Jedynym problemem, nad którym cały czas się pracuje, jest konstrukcja samego kabla, która sprawia, że przy tworzeniu sieci światłowodowych trzeba brać pod uwagę relatywnie duży promień zgięcia światłowodu. Musi wynosić on kilka centymetrów, aby osiągnąć jak najlepsze i właściwe wewnętrzne odbijanie i rozchodzenie się światła w przewodzie. Ciekawostką jest fakt, że w Polsce największą siecią światłowodową może pochwalić się firma Orange, a jej długość wynosi już sporo ponad 100 tysięcy kilometrów. Do tego właśnie w naszym kraju znajduje się jedna z najnowocześniejszych fabryk w Europie, produkująca właśnie kable światłowodowe.

 

Od czego zależy budowa kabla i wybór materiałów do jego wykonania?

Jak zapewne można się domyślić, kable światłowodowe różnią się od siebie materiałami, jakie wykorzystano do ich budowy. W związku z tym i sama budowa trochę się od siebie różni. Co decyduje o zastosowaniu konkretnego materiału? Warto już tutaj zaznaczyć, że ilość możliwych do zastosowania przy budowie kabla materiałów jest naprawdę spora. Ich konkretny wybór wynika przede wszystkim z tego, jaka ilość danych będzie nim przesyłana i na jak duże odległości dane te mają docierać. Tutaj jednym z najprostszych podziałów jest to, czy sieć światłowodowa ma być siecią lokalną, czyli miejską, firmową albo osiedlową, czy też mowa jest o rozległej sieci typu WAN, czyli Wide Area Network, która to ma łączyć miasta, kraje, a nawet całe kontynenty. To wszystko determinuje, jakie materiały mają zostać zastosowane do produkcji konkretnych kabli światłowodowych.

 

Z czego budowane są kable światłowodowe?

Kabel światłowodowy zbudowany jest z 3 podstawowych elementów, czyli rdzenia, płaszcza i pokrycia. Każdy z tych elementów wytwarzany jest z innego rodzaju materiału. Przyjrzyjmy się każdemu z tych elementów.

• Rdzeń

Kable światłowodowe nieprzypadkowo nazywa się kablami szklanymi. Klasyczne sieci światłowodowe są zbudowane właśnie z przewodów światłowodowych ze szklanym rdzeniem. Ich powszechne wykorzystywanie do przesyłania informacji na duże odległości wynika z szerokiego pasma przenoszenia i wysokiej prędkości transmisji danych. To właśnie kable ze szklanym rdzeniem wykorzystywane są w sieciach łączących kontynenty. Jednak rdzeń kabla może być wykonany z innych materiałów. Do przekazywania informacji na krótsze odległości i z mniejszą wymaganą prędkością stosuje się kable światłowodowe z rdzeniem wykonanym z polimerów lub kwarcu.

• Płaszcz

Płaszcz kabli światłowodowych jest najważniejszą ochroną samego rdzenia, ponieważ stanowi barierę dla transmitowanej fali świetlnej. Do tego zapewnia odpowiedni próg załamania światła. Płaszcze wykonywane są ze specjalnego rodzaju włókien.

• Pokrycie

Pokrycie światłowodu to oczywiście zewnętrzna warstwa kabla. Służy ono do ochrony wnętrza światłowodu, szczególnie przed uszkodzeniami mechanicznymi i mikropęknięciami. Pokrycie światłowodu składa się z elementów zewnętrznych i wewnętrznych. Wykonywane są one z polietylenów, polwinitów lub poliamidów odpornych na działanie wilgoci, skrajnych temperatur oraz promieni UV. Rdzeń jest także chroniony kevlarowymi nitkami oraz specjalnym żelem hydrofobowym. Wszystko to ma na celu jak najlepsze zabezpieczenie całej struktury kabla światłowodowego.