Moderní telekomunikační sítě nemohou fungovat bez optických vláken, která umožňují vysokorychlostní přenos dat na velké vzdálenosti. Tyto kabely se skládají z drobných skleněných nebo plastových vláken, která přenášejí informace jako světelné impulsy. Díky jejich schopnosti rychle a efektivně přenášet obrovské objemy dat se zásadně změnil způsob komunikace. V tomto článku se budeme zabývat fungováním optických kabelů, způsobem zachování jejich integrity, jejich maximálním přenosovým dosahem a základy optiky.
Abychom pochopili, jak optické kabely fungují, musíme nejprve pochopit myšlenku úplného vnitřního odrazu. Pokud je úhel dopadu větší než kritický úhel, může se světlo, které přechází z prostředí s vysokým indexem lomu do prostředí s nižším indexem lomu, odrážet zpět do prvního prostředí. Při použití materiálu jádra s vysokým indexem lomu a materiálu pláště s nižším indexem lomu využívají optické kabely této myšlenky.
Místo v optickém kabelu, kde se světlo skutečně přenáší, se nazývá jádro. Obvykle má průměr 9 až 125 mikrometrů a je vyrobeno ze skla nebo plastu. Plášť, který obklopuje jádro a je často vyroben z jiného typu skla nebo plastu, pomáhá udržet světlo uvnitř jádra tím, že ho odráží zpět do jádra prostřednictvím úplného vnitřního odrazu.
K jednomu konci optického vlákna je připojen zdroj světla, například laser nebo LED, který přenáší data. Při pohybu po délce vedení se světlo, které zdroj vydává, při vstupu do jádra mnohokrát odráží. Protože jádro a plášť mají různé indexy lomu, dochází k odrazům. Signál zůstává neporušený a díky neustálému odrážení světla se pohybuje na velké vzdálenosti s malými ztrátami.
Optické kabely mohou mít mnoho jader, z nichž každé může vysílat samostatný datový tok, aby se zabránilo rušení mezi různými přenosy. Pro tyto kabely se používá termín „vícežilová“ nebo „vícemodová vlákna“. Malá jádra jednožilových nebo jednomódových vláken naproti tomu umožňují šíření pouze jednoho módu světla. Vícemódová vlákna jsou vhodnější pro kratší vzdálenosti, zatímco jednovidová vlákna se běžně používají pro komunikaci na dlouhé vzdálenosti.
Odolnost optických kabelů vůči vnějším vlivům je jednou z jejich úžasných vlastností. Odolnost optického kabelu je dána tím, jak byl vyroben. Vysoká pevnost v tahu je vlastnost, která umožňuje materiálům jádra a pláště odolávat natahování a ohýbání. Aby se zvýšila pevnost a odolnost kabelu, používá se k jeho ochraně také plášť složený z PVC nebo kevlaru.
Typ použitých vláken, standard dílů a přenosové zařízení jsou jen některé z proměnných, které ovlivňují maximální přenosový dosah optického kabelu. Jednovidová vlákna mají často větší přenosový rozsah než vícevidová vlákna. Zatímco mnohovidová vlákna jsou obvykle omezena na několik kilometrů, jednovidová vlákna mohou přenášet signály na délku více než 100 kilometrů bez nutnosti regenerace signálu.
Stručně řečeno, optické kabely fungují na principu úplného vnitřního odrazu při vysílání světelných pulzů nesoucích data přes jádro kabelu. Plášť, který jádro obklopuje, zaručuje, že světelné signály zůstanou zachovány a přenesou se na dlouhé vzdálenosti s malými ztrátami. Optické kabely jsou pevné a mají dlouhou životnost díky své konstrukci a struktuře, která jim umožňuje odolávat vnějším silám, aniž by se zlomily. Maximální přenosová vzdálenost je ovlivněna například typem vlákna a kvalitou komponent. Moderní telekomunikace prošly revolucí díky optickým vláknům, která umožňují rychlý a efektivní přenos dat na velmi dlouhé vzdálenosti.
Optická vlákna se obvykle vedou pod zemí, podél stávajících inženýrských sítí nebo vedle silnic. Vedení optických vláken zahrnuje řadu kroků.
Nejprve se podél zamýšlené trasy vybuduje výkop a zajistí se, aby byl dostatečně hluboký a chránil optické vedení před poškozením. Poté se z výkopu odstraní všechny odpadky nebo jiné předměty, které by mohly bránit instalaci.
Poté se do výkopu vloží ochranné potrubí, tzv. conduit. Trubka slouží jako obal optického kabelu, chrání ho před povětrnostními vlivy a zvyšuje jeho bezpečnost.
Po instalaci se optický kabel opatrně zatlačí nebo zatáhne do trubky. Aby bylo zajištěno, že kabel bude uložen hladce a bez jakýchkoli zkroucení nebo ohybů, které by mohly ovlivnit jeho funkci, je zapotřebí specializované vybavení, jako jsou stroje na vytahování kabelů nebo zafukovací stroje.
Jakmile je kabel na místě, připojí se k požadované infrastruktuře, jako jsou rozvodné body nebo svorkovnice. Tyto přípojné body umožňují dodávku optického signálu do dalších míst, včetně budov, domů a datových center. Poté je optický kabel bezpečně zakopán a odstíněn před případným poškozením, než je výkop zasypán a uveden do původního stavu.
Je důležité mít na paměti, že přesný způsob vedení optických kabelů se může měnit v závislosti na projektu, lokalitě a specifikacích. Součástí instalace může být i vzdušné nasazení, v takovém případě je optický kabel navlečen na stávající sloupy inženýrských sítí nebo zřízen na specifické vzdušné infrastruktuře.