Оптоволоконный кабель (fiber optic cable)

Основой кабеля является оптическое волокно, состоящее из стеклянного цилиндра (жилы), окруженного оболочкой - слоем стекла, обладающего меньшим коэффициентом преломления, чем центральный проводник, и защитного диэлектрического покрытия (рис.4.44).

Рис. 4.44 – Структура оптоволокна

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов, а не электрических сигналов. Поэтому такой кабель не подвержен электрическим помехам, перекрестным наводкам, и не излучает. Оптоволоконный кабель позволяет передавать данные на высокой скорости (до 100 Мбит/с), т.к. работают с очень высокой частотой несущей. Передача может осуществляться на большие расстояние, т.к. у оптоволокна очень малый коэффициент затухания сигнала.

Недостатками оптоволоконных кабелей является высокая стоимость и сложность установки.

Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами (рис. 4.45).

Рис. 4.45 - Оптоволоконный кабель

В зависимости от показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:

• одномодовое волокно (рис. 4.46 а),

• многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления (рис. 4.46 б),

• многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления (рис. 4.46 в).

В одномодовом волокне (single mode) диаметр световодной жилы сравним с длиной световой волны (5-15 мкм). Поэтому при прохождении светового луча по оптоволокну отражения от экрана не происходит. Следовательно в волокне может распространяться только один световой луч (одна мода).

В многомодовом волокне жила имеет диаметр 40-100 мкм, поэтому световой луч при прохождении по оптоволокну отражается от экрана, что делает возможным распространение большого числа световых лучей (мод).

Рис. 4.46 – Типы оптоволокна а) одномодовое б) многомодовое со ступенчатым изменением показателя преломления в) многомодовое с плавным изменением показателя преломления

Одномодовый кабель обладает большей полосой пропускания и длиной передачи по сравнению с многомодовым, но он достаточно дорог, что связано со сложностью технологии производства жил малого диаметра.

Многомодовый кабель дешевле и проще в изготовлении, чем одномодовый (центральные жилы имеют больший диаметр), но имеет более узкую полосу пропускания.

Выбор кабеля

Выбор кабельной системы осуществляется по следующим параметрам:

• Требования безопасности (помехозащищенность),

• Необходимая скорость передачи,

• Максимальное расстояние между узлами сети,

• Простота установки,

• Стоимость.

В табл. 4.4 приведена сравнительная характеристика кабелей для сетей Ethernet по перечисленным параметрам и даны рекомендации по их применению.

Таблица 4.4. - Сравнительные характеристики кабелей

Характеристики	Тонкий коаксиальный кабель (10Base-2)	Толстый коаксиальный кабель (10Base-5)	(10Base-T)	(10Base-F)
Помехо-защищенность	Хорошая	Хорошая	Плохая	Не подвержен действию помех
Скорость передачи	10 Мбит/с	10 Мбит/с	4-100 Мбит/с	100 Мбит/с и выше
Стоимость	Дороже витой пары	Дороже тонкого коаксиального кабеля	Самый дешевый	Самый дорогой
Максимальное расстояние между узлами	185	500	100	1 км (многомодовый) 2 км (одномодовый)
Простота установки	Прост в установке	Прост в установке	Очень прост в установке	Труден в установке
Гибкость	Довольно гибкий (более 3 диаметров)	Менее гибкий, чем тонкий коаксиальный кабель (более 5 диаметров)	Самый гибкий (менее 3 диаметров)	Не гибкий (более 10 диаметров)
Рекомендуемое применение	Средние и большие сети с высокими требованиями к защите данных	Средние и большие сети с высокими требованиями к защите данных	UTP – сети с ограниченным бюджетом, STP – Token Ring любого размера	Сети любого размера с высокими требованиями к скорости передачи