Оптичний кабель, його конструкція і властивості

___Одиночний двухпровідний ланцюг, одиночна коаксіальна пара є в електричній техніці зв'язку рідким явищем. Як правило, електричний кабель складається з декількох пар. Спільна броня захищає їх від навколишнього впливу різного роду — пошкодження гризунами, вологості і механічних дій.
___Світлопровід, так само як і електричний провідник, окрім вживання як одиночний провідник світла включається до складу оптичного кабелю, і до нього пред'являються вимоги, аналогічні вимогам, що пред'являються до електричних кабелів.
___Але електричні провідники і світлопроводи настільки сильно розрізняються, що було б дивно, якби електричні і оптичні кабелі не відрізнялися між собою по конструкції, способам монтажу, прокладки і експлуатації. В той же час є багатолітній досвід механічного захисту тонких провідників (мідні дроти завтовшки в десяті долі міліметра використовуються досить широко), який може бути використаний для захисту чутливих скляних волокон.
___Коли мова йде про відмінності між світлопроводами і мідними провідниками, необхідно назвати основну властивість, яка до цих пір взагалі ще не називалася: абсолютна нечутливість світлопроводу по відношенню до перешкод від електричного і магнітного полів. Тут можна було б сказати, що екранування електричних кабелів для захисту їх від зовнішніх електромагнітних перешкод абсолютно надмірно в оптичних кабелях.
___Основную роль грає, звичайно, сам матеріал — скло, яке виступає тепер як замінник коштовного кольорового металу — мідь. Цей матеріал-замінник обумовлює великий економічний виграш. Запаси міді в світі постійний виснажуються, а ціни зростають. Основний матеріал для скляних оптичних волокон — кварцовий пісок — є у великих кількостях. У техніці зв'язку декілька кілограмів міді можуть бути замінені 1 г скла високого очищення, якщо за основу прийняти однакову пропускну спроможність кабелю.
___З цього співвідношення виходить ще одна перевага: оптичні кабелі легше електричних. Це особливо помітно в кабелях з високою пропускною спроможністю — із-за малого діаметру світлопровода. Ясно, що обидві ці властивості є, безпосередньою перевагою в багатьох сферах застосування.
___Нарешті, необхідно вказати на чинник гальванічної розв'язки передавача і приймача. У оптичній системі вони електрично повністю ізольовані один від одного, і багато проблем, пов'язаних із заземленням і зняттям потенціалів, які до цих пір виникали при з'єднанні електричних кабелів, втрачають силу.
___Поряд з цими корисними параметрами необхідно звичайно, назвати інші, за якими оптичним волокнам поступається мідь і які повинен враховувати конструктор кабелів.
___Це перш за все чутливість незахищеного волокна до водяної пари. Це критична властивість була дуже швидко виявлено, але було також виявлена і протидія йому: безпосереднє покриття світлопровода захисною плівкою завтовшки декількох мікронметрів безпосередньо в процесі витягування волокна.
___Ця захисна оболонка, що в основному складається з полімеру, повністю захищає світлопровід. Вона підвищує також механічну міцність світлопровода і його пружність. Крім того, забезпечується постійність параметрів за несприятливих навколишніх умов; без захисної оболонки вони знижуються вже через декілька годин або днів.
___Механічна межа міцності при розриві для волокна досить висока і відповідає міцності сталі. Проте скло крихке, вигини з малим радіусом волокно не витримує і ламається. Але і цей недолік відносний: скловолокно, забезпечене згаданим тонким захисним шаром, цілком можна обмотати довкола пальця, а деякі сорти – навіть довкола тонкого олівця. Враховуючи цю типову властивість скла, необхідно, звичайно, приймати заходи захисту в тих випадках, коли декілька світлопроводів об'єднуються в одному кабелі, який надалі згинатиметься і скручуватиметься. Це трапляється при намотуванні на барабан і при укладанні. Конструкція кабелю має бути такою, щоб усунути механічні перевантаження світлопровода. Але небезпечні не лише руйнування волокна, але і мікровигини. Вони виникають, коли світлопровідні волокна лежать на шорсткій поверхні в умовах додаткової розтягуючої сили, і можуть викликати додаткові світлові втрати.
___Щоб зменшити механічні навантаження на волокна, була випробувана лава рішень. Окремі провідники вільно укладаються в поперечному перетині кабелю; в процесі виготовлення кабелю стежать за тим, щоб волокна були декілька довше, ніж кабель. При цьому світлопроводи лежать вільно в тонких гнучких трубках або на них накладається пориста ізоляція.
___При коливаннях навколишньої температури від конструкції кабелю істотно залежать механічні сили, які діють на світлопровід. Єдиним слабким місцем, здається, є оболонка волокон із ступінчастим показником заломлення. Її показник заломлення, який лише не на багато менше показника заломлення сердечника, може в несприятливих випадках збільшитися при низьких температурах, чим будуть порушені умови повного внутрішнього віддзеркалення і відповідно з'являться додаткові втрати на випромінювання.