Bagaimanakah Gentian Optik Berfungsi? Panduan Lengkap

Teknologi gentian optik ialah salah satu kemajuan paling ketara dalam telekomunikasi yang telah menjadikan penyambungan dan komunikasi di dunia hari ini lebih mudah, pantas dan lebih dipercayai berbanding sebelum ini. Tidak seperti kabel biasa, gentian optik menggunakan cahaya sebagai medium untuk menghantar data, yang membolehkan sambungan dibuat dengan lebih cekap, walaupun dari jarak yang jauh. 

Jadi, mengetahui caranya kabel gentian optik fungsi adalah penting sama ada anda sedang membina rangkaian rumah atau menambah baik seni bina IT syarikat. Oleh itu, dalam blog ini, kami akan membincangkan secara terperinci proses kerja teknologi gentian optik dan banyak lagi. Jadi, ikut kami!

Rajah no 1 Panduan kerja gentian optik

1) Prinsip Penghantaran Cahaya dalam Gentian Optik

Untuk memahami bagaimana an gentian optik melaksanakannya, kita perlu terlebih dahulu melihat prinsip pantulan dalaman total. Inilah yang mengekalkan isyarat cahaya digantung dalam gentian tanpa pengecilan isyarat. Katakan anda memancarkan lampu suluh ke arah salah satu hujung tiub kaca yang sangat panjang dan bayangkan jika cahaya itu mengenai dinding pada sudut yang sesuai; maka ia pasti akan melantun dan bergerak ke hadapan. Jadi, data akan dihantar melalui gentian optik pada kelajuan melepuh pada jarak yang jauh.

• Indeks Biasan dan Peranannya  

Sebab cahaya optik kekal terkandung dalam gentian adalah hasil daripada indeks biasan. Ia adalah sifat bahan yang mengukur keupayaannya untuk membengkokkan sinar cahaya yang datang ke atasnya. Selain itu, gentian optik diperbuat daripada dua lapisan sepusat asas:

• Teras, yang merupakan bahagian telus pusat, mengekalkan isyarat cahaya.

• Pelapisan mempunyai indeks biasan yang lebih rendah dan mengelilingi teras.  

Oleh kerana indeks biasan teras lebih tinggi, maka cahaya akan membengkok kembali ke dalam teras dan bukannya melarikan diri ke pelapisan. Perbezaan dalam indeks biasan adalah penting untuk pantulan dalaman berlaku.

Rajah no 2 Proses transimasi cahaya dalam gentian optik

• Hukum Snell dan Sudut Kejadian

Undang-undang Snell ialah salah satu undang-undang fizik yang memperkatakan bagaimana cahaya membias apabila ia bergerak dari satu bahan ke bahan lain dengan indeks biasan yang berbeza. Sudut tuju ialah ukuran bagaimana cahaya menghampiri permukaan tertentu, sama ada ia akan melintas atau memantul. Jika sudut itu dianggap curam, maka cahaya itu terputus bebas. Walau bagaimanapun, jika ia berada dalam julat tertentu, ia akan melantun tanpa kehilangan isyarat.

Ringkasnya, prinsip ini menunjukkan sebab di sebalik kecekapan gentian optik dan percambahan penggunaannya dalam sistem komunikasi zaman moden.

2) Bagaimanakah kabel gentian optik berfungsi?

A kabel gentian optik menghantar isyarat cahaya melalui beberapa helai plastik atau kaca yang nipis. Yang menjadikannya berbeza daripada wayar tembaga, yang menggunakan isyarat elektrik. Jadi, mari kita lihat bagaimana kabel gentian kecil ini pada asasnya berfungsi!

Rajah no 3 Lembaran aliran kerja Gentian Optik

i) Menjana Isyarat Cahaya

Pertama sekali, isyarat cahaya dicipta dengan pemancar, yang mungkin LED atau laser. Komponen ini mengubah data elektronik seperti telefon atau isyarat internet kepada denyutan cahaya. LED atau laser mencipta aliran data binari dengan menyala dan mematikan secara berturut-turut.

ii) Kemasukan Cahaya ke Teras Gentian

Cahaya diarahkan ke teras kabel gentian optik. Teras mempunyai kaca atau plastik gred tinggi dan dilindungi oleh lapisan kaca yang dikenali sebagai pelapisan.

iii) Menjaga Cahaya Di Dalam Menggunakan Jumlah Pantulan Dalaman

Sekarang, ingatlah bahawa cahaya tidak hanya mengalir melalui; ia melantun dari dinding dalaman teras kerana pantulan dalaman keseluruhan. Ini mungkin kerana:

• Teras mempunyai indeks biasan yang lebih tinggi daripada pelapisan, oleh itu tidak dapat membiarkan cahaya keluar.

• Cahaya, apabila memukul sempadan pelapisan teras pada sudut tertentu, memantul ke dalam dan bukannya melaluinya. 

Oleh itu, disebabkan oleh lantunan ini, cahaya dapat merentasi jarak yang jauh dengan kehilangan yang minimum.

Rajah no 4 Proses kerja gentian optik

iv) Mengekalkan Kekuatan Isyarat

Tidak kira sejauh mana kecekapan perjalanan cahaya, beberapa kehilangan tenaga berlaku pada jarak yang jauh. Oleh itu, untuk mengekalkan isyarat, penguat optik dipasang di sepanjang laluan kabel. Peranti ini menguatkan isyarat cahaya dan tidak perlu menukarnya semula kepada elektrik. 

v) Menerima dan Menukar Cahaya Kembali kepada Data

Akhir sekali, pengesan foto (penerima) pada titik akhir mengumpulkan denyutan cahaya masuk dan menukarkannya kembali kepada isyarat elektrik. Ia kemudiannya diproses oleh komputer, telefon atau penghala internet supaya data boleh dihantar dalam bentuk yang boleh diambil tindakan. 

Oleh itu, semua proses di atas diselesaikan pada kelajuan yang luar biasa, membolehkan Internet pantas, panggilan telefon yang jelas, dan pemindahan data masa nyata pada jarak yang jauh.

3) Adakah Kabel Gentian Optik Berbahaya?

Sudah tentu ya, kabel gentian optik adalah selamat, tetapi salah pengendalian boleh mendatangkan bahaya. Sebagai contoh, tidak seperti wayar tembaga, ia tidak membawa elektrik, jadi tiada risiko kejutan, kebakaran atau litar pintas. Walau bagaimanapun, beberapa bahaya memerlukan penjagaan.

! Pendedahan Cahaya Laser: Penghantaran data pada gentian optik dilakukan dengan penggunaan laser berintensiti tinggi. Cahaya sedemikian biasanya inframerah, yang menjadikannya mustahil untuk seseorang melihatnya, tetapi melihat terus ke dalam kabel gentian aktif boleh membakar retina anda. Kerana kerosakan mata tidak menyakitkan dan kekal, sentiasa pastikan kabel diputuskan sebelum pemeriksaan.

! Zarah Kaca Mikroskopik: Kabel pada gentian optik terdiri daripada helai kaca nipis. Jadi, apabila kabel disambung, dipotong atau dipecahkan, kepingan kaca kecil boleh menjadi bawaan udara. Zarah ini tidak kelihatan dan boleh menyebabkan kerengsaan dengan menusuk kulit anda. Selain itu, ini juga boleh menyebabkan kecederaan teruk dengan memasuki mata anda. Selain itu, ini boleh dihirup, mungkin mencederakan paru-paru anda.

Oleh itu, sentiasa memakai sarung tangan pelindung dan pelindung mata untuk menghapuskan risiko apabila berurusan dengan gentian optik dan memastikan pelupusan sisa kaca dengan betul.

Rajah no 5 Peraturan keselamatan kabel gentian optik

! Salutan Kimia dan Lapisan Pelindung: Kabel gentian optik tertentu mempunyai salutan kimia untuk meningkatkan kekuatan. Salutan sedemikian adalah sangat toksik dalam kes sentuhan kulit atau penyedutan. Itulah sebabnya mencuci tangan diperlukan selepas mengendalikan kabel gentian optik untuk mengelakkan kemungkinan tertelan.  

! Keselamatan Terhadap Kebocoran Data dan Gangguan: Berbanding dengan wayar kuprum, gentian optik jauh lebih sukar untuk diketuk kerana ia tidak menghantar isyarat elektrik, menjadikan data memintas amat sukar. Optik juga tidak memancarkan gangguan elektromagnet, memastikan perlindungan untuk peranti elektronik lain di sekitar.  

Oleh itu, jika diselenggara dengan betul, kabel gentian optik menawarkan keselamatan yang luar biasa berbanding dengan teknologi lain dalam komunikasi dan rangkaian.

4) Adakah kabel gentian optik mengalirkan elektrik?

Tidak, tiada pengaliran elektrik dalam kabel gentian optik. Sifat tidak konduktif ini menjadikan gentian optik selamat daripada bahaya elektrik. 

• Mengapa Gentian Optik Tidak Mengalirkan Elektrik  

• Komposisi Bahan: Kekonduksian elektrik adalah mustahil untuk bahan bukan logam seperti kaca dan plastik, yang terdiri daripada kabel gentian optik.  

• Kaedah Penghantaran Data: Selain itu, tiada aliran elektrik kerana gentian optik menghantar denyutan cahaya yang dihasilkan oleh laser atau LED.  

Rajah no 6 Sifat gentian optik bukan konduktif

• Faedah Praktikal Bukan Kekonduksian  

+ Pemasangan Lebih Selamat: Pertama, kawasan dengan air, struktur logam atau voltan tinggi juga selamat untuk pemasangan menggunakan kabel gentian optik kerana kekurangan bahaya elektrik.  

+ Tiada Gangguan Elektromagnet (EMI): Selain itu, gentian optik boleh digunakan di tempat yang terdapat peralatan elektrik berat kerana ia tidak diganggu oleh medan elektromagnet seperti wayar logam.  

+ Perlindungan Kilat yang Lebih Baik: Kabel logam konvensional terdedah kepada sambaran petir, tetapi rangkaian gentian optik tidak terjejas kerana ia tidak mengalirkan arus elektrik.

5) Apakah kabel gentian optik diperbuat daripada?

Dua bahan utama yang membentuk kabel gentian optik ialah kaca dan plastik. Bahan-bahan ini dipilih kerana keupayaannya untuk menghantar cahaya pada jarak yang jauh dengan sedikit kehilangan kualiti. Di bawah ialah pecahan bagaimana kabel gentian optik dibuat: 

i) Teras

Cahaya bergerak melalui teras, iaitu bahagian tengah kabel. Teras biasanya diperbuat daripada kaca atau plastik: 

• kaca: Hampir semua kabel gentian optik dibina daripada kaca silika ketulenan tinggi kerana ia membenarkan cahaya dihantar pada jarak yang jauh dengan kemerosotan isyarat yang sangat sedikit. Selain itu, kaca adalah sangat teguh dan berdaya tahan, sesuai untuk digunakan dalam infrastruktur telekomunikasi dan internet. 

• plastik: Sesetengah kabel jarak dekat atau bajet menggantikan kaca dengan teras plastik. Walaupun lebih murah, ini datang dengan kelemahan yang ketara dalam bentuk pengecilan isyarat. Ini bermakna mereka kehilangan lebih banyak cahaya pada jarak berbanding gentian kaca. 

ii) Pelapisan 

Lapisan pelapisan merangkumi teras. Ia juga biasanya diperbuat daripada kaca atau plastik tetapi mempunyai indeks biasan yang lebih rendah daripada teras. Pelapisan mempunyai tujuan yang sama penting dengan memastikan cahaya akan kekal di dalam teras dengan memantulkannya supaya isyarat cahaya boleh dihantar pada jarak jauh melalui pantulan dalaman total.

Rajah no 7 Komposisi bahan gentian optik

iii) Salutan

Sarung pelindung kerap digunakan pada teras dan pelapisan untuk mengelakkan kerosakan dan kesan alam sekitar pada gentian. Lapisan pelindung sedemikian biasanya diperbuat daripada polimer (konstituen plastik).

Salutan juga melindungi gentian dan memberikan kekuatan dan fleksibiliti yang diperlukan supaya tidak mudah pecah atau rosak.

iv) Ahli Kekuatan

Ahli kekuatan juga diperbadankan untuk menyediakan kabel dengan sokongan struktur dan mengelakkannya daripada regangan. Gabungan ini diperbuat daripada gentian keluli atau Kevlar. Kevlar, bahan ringan dan tahan lama yang biasa digunakan dalam jaket kalis peluru, menambah kekuatan dan keanjalan pada kabel.

v) Jaket Luar

Jaket luar melindungi kabel daripada kelembapan, kerosakan fizikal dan keadaan persekitaran sambil menyediakan faktor perlindungan lain. Jaket luar diperbuat daripada plastik seperti PVC dan Teflon yang terkenal dengan kekuatannya terhadap bahan kimia, cahaya UV dan variasi suhu.

Kesimpulannya, komponen utama pelapisan luar dan dalam kabel gentian optik ialah kaca dan plastik manakala lapisan pelindung dan anggota kekuatan digunakan untuk kebolehpercayaan tambahan dalam julat aplikasi yang lebih luas.

6) Adakah kabel gentian optik mengeluarkan sinaran?

Kabel gentian optik tidak memancarkan sebarang sinaran seperti sinar-X atau gelombang mikro. Sebaliknya, mereka membawa isyarat cahaya, yang membentuk satu bentuk tenaga elektromagnet, iaitu cahaya inframerah. Cahaya inframerah tidak berbahaya dan mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang daripada sinaran ultraungu atau sinar-X. 

Selain itu, laser dan LED digunakan sebagai sumber cahaya dalam gentian optik, dan walaupun ia boleh menjadi sangat kuat, cahaya hanya dihantar sepanjang gentian dan tidak terpancar keluar dari sistem. Tambahan pula, bertentangan dengan kabel elektrik, gentian optik kebal terhadap gangguan elektromagnet (EMI). Ini bermakna mereka tidak mengganggu peranti elektronik yang diletakkan berdekatan. 

Ketiadaan sinaran sedemikian adalah salah satu sebab gentian optik ini lebih disukai di tempat di mana gangguan dalam isyarat elektronik boleh menimbulkan masalah yang sukar, seperti hospital dan kemudahan tentera.

7) Kata Akhir

Ringkasnya, teknologi gentian optik adalah kaedah yang paling cepat, paling dipercayai dan paling selamat untuk menghantar data dalam isyarat cahaya. Ia dengan ketara mengatasi kabel tembaga tradisional pada hampir semua metrik, terutamanya jarak dan kelajuan tinggi. Jika anda ingin membeli kabel gentian optik yang berkualiti, Dekam Fiber adalah pilihan yang sangat baik. Produk kami boleh dipercayai dan tahan lama, menjamin nilai luar biasa yang disesuaikan dengan keperluan rangkaian anda. Jadi, hubungi kami hari ini!