Kable światłowodowe – rodzaje, budowa i oznaczenia

Kable światłowodowe wyróżniają się pod względem ogromnej szybkości przesyłu danych, dzięki czemu są stosowane m.in. przy tworzeniu łączy internetowych o dużej prędkości transferu. Do tego dochodzi także wysoka wytrzymałość i odporność na warunki zewnętrzne. Warto dowiedzieć się nieco więcej o światłowodach, a dokładniej o ich budowie, rodzajach i stosowanych oznaczeniach.

Podstawowa charakterystyka i rodzaje kabli światłowodowych

Światłowody to kable odznaczające się strukturą modową, których główna cecha to wykorzystanie wiązek światła w celu transportowania informacji. To właśnie dzięki temu są one w stanie zapewnić tak dużą szybkość przesyłu danych. Mimo że osiągają ok. 60–70% pełnej prędkości światła, wciąż jest to wynik wielokrotnie lepszy niż w przypadku innych typów przewodów. Warto przy tym podkreślić, że same światłowody dzielą się na kilka różnych rodzajów, które różnią się pod względem:

• geometrii włókien,
• grubości rdzenia szklanego,
• rozkładu współczynnika załamania światła,
• liczby poszczególnych rdzeni.

Podstawowy podział rozróżnia światłowody jedno- i wielomodowe, które różnią się ścieżką transmisji światła oraz grubością przewodu.

Kable jednomodowe

Kable światłowodowe jednomodowe mają rdzeń o średnicy ok. 9 +/- 2 µm, z kolei płaszcz ma średnicę 125 µm. Zmiana współczynnika załamania światła jest w tym przypadku skokowa, a przewody nie ulegają dyspersji modowej. W kablach tego rodzaju transmisja fali świetnej przebiega równolegle do osi światłowodu, aby dotrzeć do końca włókna. Taki układ pozwala na spore ograniczenie zakłóceń transmisji. Tego typu kable światłowodowe są wykorzystywane do przesyłu informacji na długich dystansach – nawet do 120 kilometrów, bez użycia jakichkolwiek wzmacniaczy czy regeneratorów sygnału.

Kable wielomodowe

Światłowód wielodomowy charakteryzuje się za to znacznie grubszym rdzeniem. Standardowa średnica wynosi 50 lub 62,5 µm – ponad 5 razy więcej niż w przypadku kabla jednomodowego. Zadaniem takiego przewodu jest nie samo dostarczenie informacji do danego urządzenia, a rozproszenie długości fali pomiędzy wieloma modami. Kable światłowodowe wielomodowe używane są na krótkich dystansach, np. 2 km.

Budowa kabli światłowodowych

Kabel światłowodowy składa się z trzech podstawowych elementów: rdzenia, płaszcza i pokrycia (wewnętrznego oraz zewnętrznego). Najważniejszą częścią jest rdzeń światłowodu, który umożliwia transmisję fal światła. Przeważnie jest on wytwarzany z polimerów, tworzyw krystalicznych, kwarcu lub szkła – aby zapewnić stabilność przekazu danych, niezbędne jest zastosowanie wytrzymałych materiałów.

Rdzeń jest z kolei otoczony płaszczem, który stanowi ochronę światłowodu. Element ten funkcjonuje jako bariera dla transmitowanej fali świetlnej, jednocześnie zapewniając odpowiedni próg załamania światła. Na płaszcz montowane jest pokrycie, które przeważnie jest wykonane z kilku warstw – jego zadaniem jest ochrona kabla, amortyzacja oraz absorbowanie energii kinetycznej. Pokrycie służy do zabezpieczenia przewodu przed uszkodzeniami mechanicznymi, mikropęknięciami, wilgocią, zmianami temperatur czy promieniami UV. Podobnie jak w przypadku innych kabli, jest wykonywane zazwyczaj z polietylenu, polwinitu lub poliamidów.

Oznaczenia kabli światłowodowych

Każdy kabel światłowodowy musi być odpowiednio oznaczony – w przypadku przewodów sprzedawanych w Europie oznaczenia muszą być wykonane co metr na powierzchni pokrycia zewnętrznego. Mają one formę ciągu cyfr i liter, które określają m.in. typ konstrukcji, rodzaj uszczelnienia, materiał poszycia zewnętrznego, liczbę włókien czy parametry wytrzymałościowe. Poszczególne znaki opisują kolejno:

• zastosowanie kabla, m.in.:
  • zewnętrzne (polskie oznaczenie – Z, europejskie – A),
  • wewnętrzne (Polska – W, Europa – I),
  • zewnętrzno-wewnętrzne (ZW, I/A);

• materiał powłoki zewnętrznej:
  • Y – polwinit,
  • – (kreska pozioma) – polietylen,
  • Q – poliuretan,
  • V – poliamid,
  • Xn – polietylenowa niepalna,
  • Yn – polwinitowa niepalna,
• symbol kabla: OTK – optotelekomunikacyjny lub OTKG – optotelekomunikacyjny górniczy;
• rodzaj ośrodka:
  • d – tubowy żelowany,
  • ts – tubowy z uszczelnieniem suchym, tc – tuba centralna, tm – mikrotuba,
  • r – rozetowy, rs – rozetowy z uszczelnieniem suchym,
  • S – tuba półścisła lub ścisła;
• przewodność elektryczną: w przypadku światłowodów niemal zawsze jest to „d”, czyli przewód dielektryczny (bez elementów metalowych)
• wzmocnienie: D lub Dd – dodatkowe wzmocnienie dielektryczne;
• pancerz:
  • Fo – drut stalowy,
  • Ft – taśma stalowa,
  • Ftl – lakierowana taśma stalowa;
• rodzaje włókien:
  • J/Jm – jednomodowe bez przesuniętej dyspersji,
  • Jp – jednomodowe z przesuniętą dyspersją,
  • Jn – jednomodowe z niezerową dyspersją,
  • G – włókno wielomodowe;
• dopuszczalną siłę naciągu w kN.

Obok oznaczenia rodzaju włókien pojawiają się także liczby oznaczające liczbę włókien oraz symbole kategorii. Dodatkowo kable płaskie są oznaczane małą literą „p”.