光纜-裝置、類型和特性
與銅或鋁導體的電纜不同,光纜使用透明光纖作為傳輸信號的介質。這裡的信號傳輸不是藉助於電流,而是藉助於光。這意味著實際上沒有電子移動,而是光子移動,並且信號傳輸損失被證明是微不足道的。
這些電纜是傳輸信息的理想方式,因為光可以幾乎不受阻礙地穿過透明玻璃纖維數十公里,而光的強度會略有下降。
有 GOF-Cables(玻璃光纖電纜) — 用玻璃纖維,和 POF電纜(塑料光纜) — 帶透明塑料纖維。兩者傳統上都稱為光纜或光纜。
光纜裝置
光纜有一個相當簡單的裝置。在電纜的中心有一個由玻璃纖維製成的光導(其直徑不超過 10 微米),包裹在保護性塑料或玻璃外殼中,由於邊界處的折射率差異,它提供光的全內反射兩種媒體。
事實證明,從發射器到接收器的光不能離開中央靜脈。另外,光不怕電磁干擾,所以這種電纜不需要電磁屏蔽,只需要加固即可。
為了保證光纜的機械強度,採取了特殊措施——對光纜進行鎧裝,特別是對於同時承載多根分離光纖的多芯光纜。懸掛電纜需要使用金屬和 Kevlar 進行特殊加固。
最簡單的光纖電纜設計是 塑料外殼中的玻璃纖維……更複雜的設計是帶有增強元件的多層電纜,例如,用於水下、地下或懸掛安裝。
在多層鎧裝電纜中,支撐加強電纜由包裹在聚乙烯護套中的金屬製成。其周圍放置了載光塑料或玻璃纖維。每根單獨的纖維都塗有一層彩色清漆,用於顏色編碼和防止機械損壞。纖維束被包裝在填充有疏水凝膠的塑料管中。
一根塑料管可以包含 4 到 12 根這樣的光纖,而一根這樣的光纜中的光纖總數可達 288 根。這些管道纏繞著一根線,可以收緊用疏水凝膠潤濕的薄膜——以更好地緩衝機械影響。管道和中央電纜包裹在聚乙烯中。接下來是 Kevlar 絞線,它實際上為絞合電纜提供了鎧裝。然後是聚乙烯以防潮,最後是外殼。
光纖電纜的兩種主要類型
光纖電纜有兩種類型:多模和單模。多模的更便宜,單模的更貴。

單模電纜 確保通過光纖的光線實際上採用相同的路徑而沒有明顯的相互偏差,因此,所有光線同時到達接收器並且信號形狀沒有失真。單模光纜中光纖的直徑約為 1.3 μm,必須在此波長下傳輸光。
出於這個原因,使用具有嚴格必要波長的單色光的激光源作為發射器。正是這種類型(單模)的電纜今天被認為是未來長距離通信最有前途的,但目前它們價格昂貴且壽命短。

多模電纜 不如單模的“準確”。來自發射器的光束以色散進入其中,而在接收器一側,發射信號的形狀有些失真。多模光纜中光纖的直徑為62.5 µm,護套外徑為125 µm。
它在發射端使用傳統(非激光)LED(0.85 μm 波長),設備不像激光光源那麼昂貴,而且目前的多模電纜具有更長的使用壽命。這種類型的電纜長度不超過 5 公里。典型的信號傳輸延遲約為 5 ns/m。
光纖電纜的優點
在某種程度上,光纜以其出色的噪聲保護與普通電纜截然不同,這確保了通過它傳輸的信息的完整性和機密性的最大安全性。
針對光纜的電磁干擾無法扭曲光流,光子本身不會產生外部電磁輻射。不破壞電纜的完整性,就不可能攔截通過它傳輸的信息。
光纖電纜的帶寬理論上為 10 ^ 12 Hz,這無法與當前任何復雜的電纜相提並論。您可以輕鬆地以高達每公里 10 Gbps 的速度傳輸信息。
光纜本身並不像細同軸電纜那麼昂貴。但成品網絡價格上漲的主要部分仍落在傳輸和接收設備上,其任務是將電信號轉換為光信號,反之亦然。
光信號在通過本地網絡光纜時,每1公里衰減不超過5分貝,即與低頻電信號幾乎相同。此外,頻率越高——光學介質相對於傳統電線的優勢越強——衰減略有增加。而在 0.2 GHz 以上的頻率,光纜顯然無法與之競爭。實際上可以將傳輸距離增加到 800 公里。

光纖電纜適用於環形或星形拓撲網絡,同時完全消除了始終與電纜相關的接地和負載平衡問題。
完美的 電流隔離,加上上述優勢,讓分析人士預測,在網絡通信方面,光纜將很快完全取代電力,尤其是在地球上銅資源日益短缺的情況下。
光纖電纜的缺點
平心而論,不能不提光數據傳輸系統的缺點,主要是安裝系統複雜,對連接器安裝精度要求高。連接器組裝過程中的微米偏差會導致其中的衰減增加。這裡需要高精度焊接或特殊的膠粘劑,其折射率與安裝的玻璃纖維本身的折射率相似。
出於這個原因,工作人員的資格不允許寬大處理,需要特殊工具和高技能才能使用。大多數情況下,他們使用現成的電纜,在電纜的末端已經安裝了所需類型的現成連接器。為了將來自光纖的信號分支,專用分路器用於多個通道(從 2 到 8),但是在分支時,不可避免地會發生光衰減。
當然,纖維是一種比銅強度和柔韌性都差的材料,為了安全起見,將纖維彎曲到半徑小於 10 厘米是很危險的。電離輻射降低了光纖的透明度,增加了傳輸光信號的衰減。
抗輻射光纜比傳統光纜更昂貴。溫度的突然變化會導致纖維中形成裂紋。當然,光纖易受機械應力、衝擊和超聲波的影響;為了防止這些因素,電纜護套使用了特殊的軟吸音材料。