Entwodiksyon sou diferans ki genyen ant fib optik Glass ak fib optik plastik

Entwodiksyon sou diferans ki genyen ant fib optik Glass ak fib optik plastik

I. Entwodiksyon: De Fib, De Destine

Lè pifò moun panse ak fib optik, yo imajine biwo santral telekominikasyon yo, kab soumaren, ak rezo kolòn vètebral 5G -ki tout depann prèske sèlman sou fib optik vè (GOF). Men, gen yon lòt kalite fib optik ki gen materyèl debaz se pa vè men plastik. Sa a se ke yo rekonèt kòm fib optik plastik (POF).

Enteresan, devlopman POF te kòmanse prèske ansanm ak sa yo ki an fib vè, tou de date tounen nan ane 1960 yo. Sepandan, apati ane 1970 yo, fib vè te avanse ak yon vitès ekstraòdinè-pèt transmisyon li yo te bese dramatikman, epi pèfòmans li yo te monte, sa ki fè li prensipal la nan telekominikasyon modèn yo. POF, okontrè, te rete maltrete pa gwo atenuasyon e li te lite pou jwenn yon pye nan kominikasyon long-.

Men, sa pa vle di POF te "echwe." An reyalite, nan scénarios kout-distans, pri ki ba-, ak gwo-flexibilite, POF jwe yon wòl iranplasabl-ekleraj anbyen otomobil, sistèm kay entelijan, detèktè endistriyèl, ak aparèy medikal yo se tout domèn kote POF ap pwospere.

Se konsa, ki sa egzakteman diferans ki genyen ant de kalite fib sa yo? Ki kote fòs respektif yo ak feblès yo kouche? Ak ki sa pwosesis SI ak GI nan POF vle di? Atik sa a pral bay yon analiz konplè nan sis dimansyon: materyèl, pwosesis fabrikasyon, pèfòmans transmisyon, karakteristik mekanik, enstalasyon ak antretyen, ak aplikasyon tipik.

II. Ki sa ki fib optik plastik? Ki sa ki vè fib optik?

Plastik fib optik (POF)

POF sèvi ak materyèl polymère kòm nwayo li yo. Materyèl debaz komen yo enkli:

- PMMA (Methacrylate Polymethyl) - souvan ke yo rekonèt kòm Acrylic oswa Plexiglas

- PF-PMMA (PMMA fliyò)

- Polikarbonat (PC) ak lòt polymère transparan

Dyamèt nwayo POF tipikman varye ant 0.25 mm ak 3.0 mm -byen pi gwo pase fib vè. Gwo dyamèt sa a fè limyè kouti konsiderableman fasil; menm LED òdinè ka itilize kòm sous limyè san aliyman egzak.

Fib optik vè (GOF)

GOF sèvi ak silica fusion (kwatz) oswa vè espesyal kòm materyèl debaz li yo. Dyamèt nwayo a trè piti:

- Single-fib mòd: dyamèt nwayo sèlman 8-10 μm (mikromèt)

- Multimode fib: dyamèt nwayo anjeneral 50 μm oswa 62.5 μm

GOF mande lazè enfrawouj oswa gwo -pouvwa dirije kòm sous limyè, ak pwosesis kouple a mande aliyman egzak ak tolerans konektè trè sere.

III. Kòt a kòt-Konparezon paramèt kle yo

IV. Eksplikasyon detaye sou pwosesis SI ak GI nan fib optik plastik

Konprann diferans ki genyen ant pwofil SI (Etap-Index) ak GI (Graded-Index) se kle pou konprann pèfòmans POF.

Ki sa ki fib SI (Etap-Endèks)?

Nan SI plastik fib optik, endèks refractive nan nwayo a se inifòm, pandan y ap CLADDING a gen yon endèks sevè pi ba, kreye yon "etap" nan koòdone la. Reyon limyè yo pwopaje atravè refleksyon entèn total, men reyon yo vwayaje sou chemen ki gen diferan longè-tankou kourè sou liy anndan ak deyò yon tras.

Sa kreye yon pwoblèm: dispèsyon modal. Reyon ki vwayaje sou aks sant fib la swiv chemen ki pi kout la epi yo rive an premye, pandan y ap reyon ki nan ang ki pi apik vwayaje sou chemen ki pi long epi yo rive pita. Reta tan sa a limite Pleasant fib la.

Karakteristik SI plastik fib optik:

- Senp pou fabrike lè l sèvi avèk ekstrizyon nan gwo volim

- Pi wo atenuasyon ak pi ba Pleasant (tipikman mwens pase oswa egal a 100 Mbps·100m)

- Pri ki ba, apwopriye pou aplikasyon pou ba-vitès, kout-distans

- Sa a se kalite ki aktyèlman an mas-pwodwi nan Lachin

Ki sa ki fib GI (graded-endèks)?

GI plastik fib optik prezante yon konsepsyon pi plis sofistike. Endèks refraktif nwayo a pa inifòm, men piti piti diminye soti nan sant la rive nan kwen -pi wo nan sant la, pi ba tou pre CLADDING la.

Enjenyeu a manti nan sa a: reyon limyè vwayaje sou aks sant lan pran chemen ki pi kout la, men paske endèks refraktif la pi wo la, yo vwayaje pi dousman. Reyon ki vwayaje pi lwen soti nan sant la pran chemen pi long, men paske endèks refraktif la pi ba la, yo vwayaje pi vit. Lè yo balanse diferans ki genyen nan longè chemen ak diferans ki genyen nan vitès, dispèsyon an elimine lajman, epi tout reyon yo rive prèske nan menm tan an-siyifikativman ranfòse Pleasant.

Karakteristik fib optik plastik GI:

- Siyifikativman amelyore bandwidth, ak kèk modèl rive 10 Gbps·100m

- Opere nan longèdonn 850 nm ak 1300 nm

- Ka ranplase OM1, OM2, ak OM3 multimode fib vè nan anpil senaryo

- Pwosesis fabrikasyon konplèks lè l sèvi avèk desen prefòm; gwo baryè teknik

- Pi gwo pri; kounye a pa an mas-pwodwi nan Lachin, epi chèn endistriyèl mondyal la rete fre

Yon analoji itil:

- SI fib tankou yon gran wout kote tout liy yo gen menm limit vitès-liy deyò a pran plis tan pou rive nan destinasyon an.

- Fib GI se tankou yon gran wout kote liy enteryè a gen yon limit vitès pi ba ak liy deyò a gen yon limit ki pi wo-menm si liy deyò a pi long, vitès ki pi wo a konpanse, kidonk tout machin rive prèske an menm tan.

V. Pwosesis Faktori: Ekstrisyon vs Desen

SI Plastik Fib Optical - Ekstrisyon

Ekstrisyon se pwosesis endikap kounye a itilize pa manifaktirè POF nan Lachin. Yon liy extrusion tipik konsiste de yon Hopper, ponp manje, extruder nwayo, extruder CLADDING, ak pran -bobin.

Koule pwosesis la:

1. PMMA granules pou nwayo a yo manje nan Hopper la.

2. Granules yo transmèt nan extruder nwayo a, kote yo fonn ak èkstrude yo fòme nwayo a.

3. Se materyèl la CLADDING ekstrè alantou nwayo a pa extruder nan CLADDING.

4. Fib la refwadi rapidman epi blese sou bobin ki pran -.

Avantaj nan ekstrizyon: pwodiksyon kontinyèl, efikasite segondè, pri ki ba -byen- apwopriye pou pwodiksyon an mas nan SI POF. Sepandan, li pa ka jisteman kontwole pwofil endèks refraktif la nan nwayo a, ki fè li pa kapab pwodwi fib GI.

GI plastik fib optik - Desen soti nan Preform

Pwosesis desen an premye mande pou fabrike yon prefòm-yon gwo-dyamèt "fib vid" ak pwofil endèks refraktif vle a-sèvi ak metòd chimik. Lè sa a, prefòm la mete nan yon gwo founo tanperati -, adousi, epi trase nan fib amann ki gen dyamèt ki nesesè a, anpil tankou rale taffy.

Defi kritik la chita nan fabrikasyon prefòm. Tout pwopriyete transmisyon fib GI yo "ki fèt" nan preform la; etap desen an se jis yon rediksyon gwosè fizik ki pa chanje distribisyon endèks refraktif la. Pwodui yon prefòm ak yon endèks byen gradye soti nan sant rive nan kwen mande fòmilasyon chimik trè sofistike ak kontwòl pwosesis.

Se jisteman poukisa GI plastik fib optik poko wè gwo -adopsyon echèl- gwo baryè teknik, pwodiksyon ba, ak pri entèdi rete obstak enpòtan.

VI. Pwosesis Faktori nan fib optik vè - Yon konparezon

Manifakti fib optik vè tou swiv yon wout preform + desen, men detay teknik yo byen diferan:

1. Preform fabwikasyon: Metòd tankou MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition), OVD (Deyò Vapor Deposition), oswa VAD (Vapor Axial Deposition) yo itilize pou depoze segondè -silica pite andedan tib kwatz, ak dopan tankou germanium ak fliyò ajoute pou kontwole pwofil endèks refraktif la.

2. Drawing: The preform is heated in a high-temperature draw tower (>2000 degre) ak trase nan mikromèt -fib echèl, pandan y ap de kouch nan kouch résine yo aplike pou pwoteje nwayo a vè.

Tout pwosesis la dwe fèt nan yon anviwonman super-pwòp, ki mande ekipman chè ak konsome gwo kantite enèji-yon lòt rezon kle poukisa fib vè koute siyifikativman plis pase fib plastik.

VII. Enstalasyon ak antretyen: Mond apa

Plastik Fib Optik - Operasyon "Itilizatè-Klas".

Youn nan pi gwo fòs POF se revokasyon li trè senp:

- Ou ka koupe ak sizo òdinè oswa yon zouti koupe devwe

- Fè fas a fen yo ka fini ak polisaj men oswa senp koupe tèmik

- Koneksyon yo pa bezwen fusion splicer; konektè branche yo ase

- Itilizatè final yo ka konplete tout pwosesis routage, koupe, ak revokasyon an

Imajine yon senaryo FTTR (Fibre to the Room): avèk fib optik plastik GI, itilizatè yo ka enstale fib nan kay yo menm jan ak rale kab Ethernet -pa bezwen tann pou yon konpayi asirans voye yon teknisyen ki resevwa fòmasyon pou fusion fusion. Sa a ta redwi dramatikman depans deplwaman ak tan datant.

Fib optik vè - "Pwofesyonèl -Klas" Operasyon

Mete fen nan fib optik vè se yon istwa konplètman diferan:

- Dyamèt nwayo a se sèlman ~10 μm (apeprè 1/10 epesè yon cheve imen)

- Egzije yon fusion splicer (ekipman ki koute dè dizèn de milye de dola)

- Fen-fè fas a presizyon dwe<0.1 μm

- Egzije yon OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer) pou verifye bon jan kalite koneksyon.

- Yo dwe fèt pa teknisyen pwofesyonèl ki resevwa fòmasyon

Sa a se youn nan defi pratik yo ap fè fas deplwaman FTTR jodi a-pri wo ak delè long pou nan-routaj fib lakay ou ak splicing anpeche "dènye mil" fib-a-kouvèti kay la-.

VIII. Senaryo Aplikasyon tipik

Aplikasyon pou plastik fibre optique

SI plastik fib optik (ba-vitès, kout-distans):

- Sistèm kontwòl endistriyèl (fieldbus, ekipman entèkoneksyon)

- Sistèm miltimedya otomobil (pifò otobis, nan-ekleraj anbyen machin)

- Kab odyo optik lakay (koòdone SPDIF)

- Senp transmisyon siyal detèktè

GI plastik fib optik (mwayen-a-wo-vitès, kout-distans):

- Câblage lakay entelijan (câbles optik HDMI 2.1)

- Kout-interkoneksyon sant done distans (ranplase fib multimode OM1/OM2)

- Ekleraj andoskop medikal ak D

- Transmisyon done gwo-vitès nan ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) otomobil

- FTTR nan-kablaj kay (yon altènatif potansyèl)

- 5Rezo kominikasyon kolòn vètebral G/6G (liy entèvil ak entèprovinsyal)

- Sistèm kab soumaren (kominikasyon transoseyan)

- Siveyans nan anviwònman difisil tankou plant nikleyè ak gwo -gwo fò won transmisyon vòltaj

- Chanjman debaz nan sant done (ultra-long-distans, ultra-wo-vitès)

- Enstalasyon rechèch syantifik (akseleratè patikil, teleskòp astwonomik)

IX. Rezime ak pespektiv

Estati Domestik Aktyèl ak Tandans nan lavni

Endistri POF Lachin nan kounye a konsantre sitou sou SI plastik fib optik, ki pwodui atravè ekstrizyon, ak aplikasyon sitou nan kontwòl endistriyèl ak otomobil miltimedya -tou de senaryo vitès ki ba-. Teknoloji manifakti GI plastik fib optik rete konsantre nan mitan kèk jwè entènasyonal, ki pa gen okenn kapasite domestik pwodiksyon mas-nan Lachin ankò.

Pou aplikasyon émergentes tankou FTTR ak bati -cablaj estriktire lajè, kote demand Pleasant yo ap grandi rapidman, GI plastik fib optik kenbe gwo potansyèl teyorik -li pi fasil pou enstale pase fib vè epi li ofri Pleasant ki pi wo pase kab kwiv. Si kou boutèy fabrikasyon yo ka simonte ak pri redwi, li ta ka byen vin mwayen ideyal la pou "dènye 100 mèt" aksè fib.

Malerezman, chèn endistriyèl fib optik plastik GI mondyal la rete fre, epi deplwaman gwo -echèl toujou ap fè fas ak anpil defi. Sepandan, gen rezon pou kwè ke ak pwogrè kontinye nan syans materyèl ak pwosesis fabrikasyon, fib optik plastik -patikilyèman GI POF-ap asire yon pozisyon ki pi enpòtan nan fiti kout -rive nan mache kominikasyon optik.

Tou de fib gen pwòp fòs yo. Kle a pou w chwazi ant yo se pa "ki pi bon," men "ki pi apwopriye." Pou ti distans, deplwaman fleksib, fib optik plastik se chwa ki pi pito. Pou aplikasyon pou anviwònman ki long-dimansye, sevè-, fib optik vè se iranplasabl. Konprann diferans fondamantal yo se sèl fason pou pran bon desizyon teknik.