OFC(光纖電纜)憑藉其無與倫比的速度和可靠性,正在改變互聯網、醫學成像、軍事通訊和智慧城市等領域的世界。與傳統銅線不同,OFC電纜採用光訊號傳輸數據,損耗極小,這對於5G、人工智慧和太空探索都至關重要。
因此,撰寫這篇部落格的目的是讓您對OFC電纜有基本的了解,無論您是學生、技術愛好者還是專業人士。我們將討論OFC電纜是什麼、其工作原理、類型、規格等等。請繼續閱讀這篇博客,以了解這些電纜如何塑造通訊行業的未來趨勢。
圖 1 光纖初學者指南
1)什麼是OFC電纜?
“光纖電纜 (光纖電纜)是一種使用光而不是電來傳輸資料的電纜,因此可以提供極快的速度而不會丟失訊號。 」
光纖因其能夠以光速的99.7%傳輸資料的能力而被廣泛應用於互聯網、電視、手術器械和空間通訊。此外,據估計,它能夠持續傳輸超過100公里的資料而不會產生品質下降,傳輸速度高達每秒100Tbps。此外,OFC電纜沒有電氣幹擾,因此非常適合在全球範圍內實現快速且清晰的通訊。
圖2 OFC電纜
同樣,Broad Spectrum 的高級電信網路專家 Sam Fredericks 在 Qoura 上分享了他對光纖電纜的評價。他還表示,光纖電纜比銅線更快、更可靠,因為它們使用光介質而不是電。
2)誰發明了光纖?
你知道,透過細光纖傳輸光的概念始於19世紀40年代。然而,一位名叫納林德·辛格·卡帕尼的印度科學家於1956年首次製造出真正的光纖電纜,從那時起,他就被尊為「光纖之父」。因為他揭示了光在玻璃光纖中傳輸的原理。
圖3 光纖之父
隨後,1970年,康寧玻璃廠生產出第一條可用的光纖電纜,其訊號損耗低於每公里10%。
3) 光纖電纜 部分
此外,為了實現快速且清晰的通信,光纖電纜包含幾個重要組件。現在,讓我們簡化一下,以便您了解它的工作原理:
i)核心: 這是光傳播的中心透明部分,由玻璃或塑膠製成。您可以將其想像成一個引導光的圓柱形隧道。在單模光纜中,它的厚度可以薄至 8 微米 (µm),在多模光纜中,它的厚度可以達到 62.5 µm。
ii)包層: 接下來,包層是保護纖芯的一層。它透過將光反射回纖芯內部來防止光線外洩。這確保您始終獲得強勁且清晰的訊號。
圖 4 光纖組件
iii)緩衝塗層: 此外,線纜芯線和包層周圍還包裹著一層凝膠或塑料,可以保護它們免受潮濕、灰塵和其他可能造成損壞的因素的影響,讓您無需擔心連接不牢固的問題。
iv) 強化纖維: 這些纖維由凱夫拉縴維(與防彈背心使用的材料相同)製成。它們可以防止電纜彎曲或斷裂,從而確保電纜經久耐用。
v) 外套: 這是最後一種保護層,由其他堅固材料製成,例如 PVC. 它可以保護電纜免受水、熱和物理損壞,從而確保連接的安全。
4)如何 光纖電纜 工作?
現在,讓我們看看OFC電纜的上述組件如何協同工作以確保無縫連接!
步驟1)將訊息轉換為光訊號
- 首先,在播放影片、檢視電子郵件或瀏覽網頁時,您的裝置會將要傳送的資料轉換為光脈衝。這些光脈衝分別由雷射和LED產生,用於較長距離和較短距離。這些編碼光脈衝會翻譯由1和0組成的電腦語言(二進位代碼)。
步驟2)光進入核心
- 接下來,光脈衝進入由超純矽玻璃構成的核心(8至62.5微米)。因此,它顯著減少了訊號損失,並允許光線不間斷地穿過。
圖5 光纖工作機制
步驟3)全內反射
- 當光進入纖芯時,它會不斷地從包層(纖芯周圍的保護層)反射回來。這種情況的發生是由於全內反射,即將光困在折射腔內。這確保了資料到達最終目的地時損失最小。
步驟4)完全控制訊號強度。
- 然後,像光學放大器 摻鉺光纖放大器 摻鉺光纖放大器(Erbium-Doped Fiber Amplifiers)每隔50至100公里提升一次訊號速率。這樣可以在遠距離傳輸中保持訊號強度,而無需切換回電力傳輸。
步驟5)將光轉換回數據
- 在通訊接收端,光電探測器(通常稱為光電二極體)將光脈衝轉換回電訊號。利用這些訊號,您可以透過閱讀文字、瀏覽照片和觀看即時影片進行互動。
5)OFC電纜類型
在本節中,我們將為您概述 光纖電纜類型 這將幫助您根據您的需求購買合適的產品。
核心尺寸 | 傳播方式 | 特徵 | 最適合 | |
單模 (單模光纖) | 8–10 | 單光路 | 低訊號損耗,高頻寬 | 長途通訊(電信、網際網路骨幹) |
多模式 (MMF) | 50–62.5 | 多條光路 | 衰減更高,比 SMF 更便宜 | 短距離網路(區域網路、資料中心) |
單工 | 單核 | 單向傳輸 | 用於感測器、射頻通信 | 單向通訊(醫療、工業) |
雙面列印 | 兩個核心 | 雙向傳輸 | 平行資料傳輸 | 雙向資料傳輸(網路、電話) |
裝甲 | 各不相同 | 單模或多模 | 金屬防護,防囓齒動物和壓力 | 惡劣環境(地下、軍事) |
天線 | 各不相同 | 單模或多模 | 抗紫外線、防風雨 | 架空設施(桿、塔) |
鬆套管 | 管內有 250µm 光纖 | 單模或多模 | 凝膠填充管,防潮 | 戶外使用(長途網路) |
緊緩衝 | 900µm緩衝光纖 | 單模或多模 | 靈活、易於安裝 | 室內使用(跳線、短網) |
6)光纖電纜顏色代碼:TIA-598C標準
本標準 TIA-598C 是一種全球通用的顏色代碼,用於記錄光纖電纜內單一光纖的規格。它能夠快速識別光纖,防止您在連接光纖時出錯。此標準適用於單模和多模光纖,為網路和電信系統帶來更大的靈活性。請看下表:
- 原色光纖(TIA-598C – 12 條光纖)
芯數(光纖數量) | 顏色 |
單芯光纖 | 藍色的 |
雙芯光纖 | 橘子 |
三芯光纖 | 綠色的 |
四芯光纖 | 棕色的 |
5芯光纖 | 板岩(灰色) |
6芯光纖 | 白色的 |
7芯光纖 | 紅色的 |
8芯光纖 | 黑色的 |
9芯光纖 | 黃色的 |
10芯光纖 | 紫羅蘭色(紫色) |
11芯光纖 | 玫瑰(粉紅色 |
12芯光纖 | 水藍色(淺藍色) |
圖號 光纖顏色代碼
- 外護套顏色 – 光纖類型識別
夾克顏色 | 纖維類型 | 應用 |
黃色的 | 單模光纖(SMF) | 長距離、高速通訊 |
橘子 | 多模光纖(MMF、OM1 和 OM2) | 短距離資料傳輸 |
水藍色 | 多模光纖(OM3 和 OM4) | 高速短距離網絡 |
綠色的 | 角拋光連接器 (APC) | 低反射光學連接 |
7)光纖電纜規格
- 通用光纖電纜規格
單模光纖(SMF) | 多模光纖(MMF、OM1 和 OM2) | 多模光纖(OM3 和 OM4) | |
芯徑 | 8-10 微米 | 50 微米 (OM2)、62.5 微米 (OM1 | 50 微米 |
包層直徑 | 125 微米 | 125 微米 | 125 微米 |
使用的波長 | 1310奈米,1550奈米 | 850奈米,1300奈米 | 850奈米,1300奈米 |
衰減(dB/km) | 0.2-0.5分貝/公里 | 3.0-3.5分貝/公里 | 2.3-3.5分貝/公里 |
資料傳輸 | 長距離(最長80公里) | 短距離(最遠550公尺) | 短距離至中距離(最長 1 公里) |
速度容量 | 10 Gbps 至 400 Gbps | 10 Mbps 至 1 Gbps | 10 Gbps 至 100 Gbps |
- 光纖電纜機械和環境規格
電纜拉伸強度 | 最小彎曲半徑 | 工作溫度 | 儲存溫度 | 防水等級 | 防火 | |
光纖電纜 | 500-3000 N(取決於應用) | 10-20倍電纜直徑 | -40°C 至 +85°C | -60°C 至 +85°C | 室外電纜 IP67/IP68 | LSZH(低煙無鹵)可用 |
- 光纖電纜的光學性能
OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | 作業系統1 | 作業系統2 | |
頻寬 | 200兆赫·公里 | 500兆赫·公里 | 2000兆赫·公里 | 4700兆赫·公里 | 無限(僅色散受限) | 無限(僅色散受限) |
最大距離(10Gbps) | 33米 | 82米 | 300米 | 400米 | 10-40公里 | 40-80公里 |
8)OFC電纜價格
什麼時候 採購光纖電纜 無氧銅 (OFC) 電纜的價格會根據您的需求(例如電纜類型、芯數和品質)而有所不同。因此,了解這些方面的知識可以幫助您最大限度地提高投資價值。
- 購買 OFC 電纜時需要考慮什麼?
- 纖維類型: 單模電纜價格較低(每米$0.10起)。相反,多模電纜由於傳輸資訊量較大,價格較高(每公尺超過$0.50)。
- 核心數: 此外,芯數少價格也更低。例如,2芯電纜比24芯或48芯電纜便宜得多。芯數越多,成本就越高。
- 夾克材質: 同樣,室外或耐火電纜的價格將比基本的室內電纜更昂貴。
單模(單工,2 芯) | 單模(12 芯,鎧裝) | 多模(OM3、雙工、2 芯) | 多模(OM4,12芯,鎧裝) | 高密度(MTP/MPO,24 芯以上) | |
每米價格 | $0.10 – $0.50 | $0.80 – $2.00 | $0.50 – $1.50 | $2.00 – $5.00 | $5.00 – $20.00 |
9)結論
簡而言之,光纖電纜 (OFC) 能夠實現資料的無縫傳輸,並革新通訊技術,包括 5G、人工智慧、智慧城市、電信、先進醫療技術、太空技術等等。這些技術依靠 OFC 來確保現代的無縫連接。
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