Fiberoptiska kablar möjliggör överföring av dataströmmar över längre avstånd och vid högre bandbredd än något annat nätverksmedium. Till skillnad från kopparbaserade kablar kan fiberoptiska kablar överföra signaler med minimal dämpning eftersom de är immuna mot elektromagnetisk interferens (EMI) och radiofrekvensinterferens (RFI).

Fiberoptiska kablar bygger på principen om totalreflektion, där ljuset som skickas in i kabeln hålls inuti och reflekteras tillbaka genom fibern. Detta möjliggör överföring av signaler över långa avstånd med minimalt signalförlust.

Kabel Konstruktion

Konstruktionen av en fiberoptisk kabel involverar en flexibel och tunn transparent kärna, vanligtvis tillverkad av rent glas och inte mycket större än ett mänskligt hår. En fiberoptisk kabel består av en kärna, som är den tunna fibern där ljuset överförs, och en mantel som omger och skyddar kärnan. Manteln är vanligtvis tillverkad av plast eller glas med låg brytningsindex för att underlätta totalreflektion.

Fiberoptiska kablar används i nätverksmiljöer vanligtvis i par, eftersom ljus kan färdas enbart i en riktning, där varje fiber stöder full duplex-kommunikation. Genom att ansluta optiska fibrer med enkla fiberanslutningar kan kommunikationen upprätthållas både sändnings- och mottagningsriktningen.

Signaler i fiberoptiska kablar

Signalomvandling till ljuspulser i fiberoptiska kablar sker genom användning av en sändarenhet som genererar ljus impulser från elektriska signaler. Vid mottagarenheten används sedan fotodioder för att detektera och konvertera ljuspulserna till elektriska signaler igen för att bearbetas och tolkas av mottagningsutrustningen. Det är värt att notera att korrekt justering av sändare- och mottagarenheter är viktigt för att säkerställa effektiv överföring av ljuspulser och undvika signalförluster i fiberoptiska system.

Det finns olika tekniker och komponenter som kan användas för att utföra denna omvandling. De vanligaste metoderna är användning av lysdioder (LED) och laserdioder.

• Lysdioder (LED) fungerar genom att omvandla elektrisk ström till ljus. När en elektrisk ström passerar genom en LED, skapas ljus genom ett fenomen som kallas elektroluminiscens. Lysdioden emitterar ljus som sänds in i den optiska fiberkabeln för att överföra signalen som ljuspulser.
• Laserdioder, å andra sidan, genererar en intensivare och mer fokuserad ljusstråle jämfört med lysdioder. Laserdioder fungerar genom att använda en stimulerad emission av strålningseffekt (stimulated emission of radiation – laser), vilket innebär att fotoner släpps ut i fas och skapar en koherent ljusstråle. Laserdioder ger bättre prestanda när det gäller signalstyrka, räckvidd och bandbredd i fiberoptiska kommunikationssystem.

Det är viktigt att vara försiktig när man hanterar fiberoptiska kablar, särskilt när de är aktiva och sänder laserljus. Direkt exponering för laserljuset kan vara skadligt för ögonen.

Typer av fiberoptiska kablar

Det finns två huvudtyper av fiberoptiska kablar: singelmode och multimode:

• Single-Mode Fiber (SMF) är en typ av fiberoptisk kabel med en tunn kärna (vanligtvis 9 mikrometer) och en mantel (cladding) som är något tjockare. SMF används för att överföra en enda ljusstråle (ljusvåg) och är optimal för långdistansöverföring (upp till 100 km). Standardbeteckningar för SMF inkluderar OS1 (för inomhusbruk) och OS2 (för utomhusbruk).
• Multimode Fiber (MMF): Multimode Fiber är en annan typ av fiberoptisk kabel där kärnan är större än i single-mode fiber (vanligtvis 50 eller 62,5 mikrometer). MMF används för kortare avstånd (upp till 2 km) och är vanligtvis mer kostnadseffektiv än SMF. Eftersom ljuset kommer in i fibern från olika vinklar tar dem olika mycket tid att resa genom fibern vilket kan resultera i suddiga pulser vid mottagningen. Denna effekt kallas dispersion, den begränsar längden på multimode fibersegment. Beteckningar för MMF inkluderar OM1, OM2, OM3 och OM4, där varje beteckning representerar olika prestandanivåer och bandbredder.

Utöver dessa två finns det också andra typer av fiberkablar beroende på användningsområde. Här är några vanliga typer av fiberoptiska kablar och deras beteckningar enligt gällande standarder:

• Bend-Insensitive Fiber: Bend-Insensitive Fiber är en typ av fiberoptisk kabel som är utformad för att vara mindre känslig för böjningar och vridningar än traditionella fibrer. Detta gör det enklare att installera och hantera kabeln utan att försämra prestandan. Beteckningar för bend-insensitive fiber inkluderar OS2-BI och OM4-BI.
• Loose Tube Fiber: Loose Tube Fiber är en konstruktion där de optiska fibrerna är placerade inuti en löst rör (loose tube) för extra skydd. Denna typ av kabel är vanligtvis används i utomhusmiljöer där extra skydd mot fukt och mekanisk påverkan behövs.
• Tight-Buffered Fiber: Tight-Buffered Fiber är en typ av fiberoptisk kabel där varje fiber är omgiven av ett tätt skyddande skikt (buffer). Detta ger extra skydd och gör kabeln mer lämplig för inomhusbruk och installation i trånga utrymmen.

Optiska kablar med täta och lösa rör är två vanliga typer av optiska kablar. Optiska kablar med täta rör används vanligtvis för inomhusapplikationer, medan optiska kablar med lösa rör ofta används för utomhusapplikationer.

Dessa är några av de vanligaste typerna av fiberoptiska kablar som används inom nätverk. Det är viktigt att notera att standardbeteckningar kan variera beroende på vilken standardorganisation som används och specifika tillverkare. Det är alltid bäst att konsultera tillämpliga standarder och specifikationer för att få exakt information om beteckningar och prestanda för fiberoptiska kablar.

Vanliga fiberoptiska kontaktdon

Fiberoptiska kablar används med olika typer av kontaktdon, inklusive ST (Straight-Tip), SC (Subscriber Connector) och LC (Lucent Connector). Dessa kontaktdon används för att ansluta fiberoptiska kablar till enheter och möjliggör pålitlig överföring av data.

Fiberoptiska kontaktdon finns i en mängd olika typer. Bilden ovan visar några av de vanligaste:

• Straight – Tip (ST) (varumärkesskyddat av AT & T) – en mycket vanlig bajonett-kontakt i stor utsträckning används med multimode fiber.
• Subscriber Connector (SC) – en kontakt som använder en push – pull mekanism för att säkerställa en positiv tillförande. Denna typ av kontakt används ofta med singelmod fiber.
• Lucent Connector (LC) – En liten kontakt som ofta används med singelmode fiber och stöder även multimod fiber.

Sammanfattningsvis är fiberoptiska kablar avancerade kommunikationsmedier som möjliggör snabb och pålitlig överföring av data över långa avstånd. Genom att använda ljus-impulser kan de erbjuda hög bandbredd och immunitet mot elektromagnetisk störning, vilket gör dem idealiska för telekommunikation och datanätverk.