Повний посібник із волоконно-оптичних кабелів: основи, методи, практичні прийоми та поради

Волоконно-оптичні кабелі забезпечують фізичну інфраструктуру, що забезпечує високошвидкісну передачу даних для телекомунікацій, мереж і підключення між програмами. Удосконалення оптоволоконних технологій дозволило збільшити пропускну здатність і відстань, одночасно зменшивши розмір і вартість, дозволивши розширити впровадження від далекого зв’язку до центрів обробки даних і мереж розумних міст.

 

Цей докладний ресурс пояснює волоконно-оптичні кабелі зсередини. Ми дослідимо, як працює оптичне волокно для передачі сигналів даних за допомогою світла, основні специфікації для одномодових і багатомодових волокон, а також популярні типи кабелів на основі кількості волокон, діаметра та призначення. Оскільки попит на пропускну здатність зростає в геометричній прогресії, вибір відповідного оптоволоконного кабелю на основі вимог до мережі щодо відстані, швидкості передачі даних і довговічності є ключовим для перспективного підключення.

 

Щоб зрозуміти волоконно-оптичні кабелі, ми повинні почати з ниток оптичного волокна — тонких ниток зі скла або пластику, які направляють світлові сигнали через процес повного внутрішнього відбиття. Серцевина, оболонка та покриття, які містять кожну нитку волокна, визначають її модальну смугу пропускання та застосування. Кілька волоконно-волоконних ниток зв’язуються в вільні трубчасті, щільно буферизовані або розподільні кабелі для маршрутизації волоконно-оптичних з’єднань між кінцевими точками. Компоненти підключення, такі як з’єднувачі, панелі та апаратне забезпечення, забезпечують інтерфейси до обладнання та засоби для переналаштування оптоволоконних мереж за потреби.  

 

Правильне встановлення та завершення волоконно-оптичних кабелів вимагає точності та навичок, щоб мінімізувати втрати та забезпечити оптимальну передачу сигналу. Ми розглянемо загальні процедури завершення для одномодових і багатомодових волокон з використанням популярних типів роз’ємів, таких як LC, SC, ST і MPO. Знаючи найкращі практики, новачки-практики можуть впевнено проектувати та розгортати оптоволоконні мережі для високої продуктивності та масштабованості.

 

На завершення ми обговорюємо міркування щодо планування волоконно-оптичних мереж і шляхів, які можуть розвиватися для підтримки майбутніх потреб у пропускній здатності. Рекомендації галузевих експертів надають додаткову інформацію про поточні та нові тенденції, що впливають на розвиток оптоволокна в телекомунікаційних мережах, центрах обробки даних та інфраструктурах розумних міст.    

Часті питання (FAQ)

Q1: Що таке волоконно-оптичний кабель?

 

A1: Волоконно-оптичні кабелі складаються з одного або кількох оптичних волокон, які є тонкими нитками скла або пластику, які можуть передавати дані за допомогою світлових сигналів. Ці кабелі використовуються для високошвидкісного та міжміського зв’язку, забезпечуючи вищу швидкість передачі даних порівняно з традиційними мідними кабелями.

 

Q2: Як працюють волоконно-оптичні кабелі?

 

A2: Волоконно-оптичні кабелі передають дані за допомогою імпульсів світла через тонкі нитки оптично чистого скла або пластикових волокон. Ці волокна передають світлові сигнали на великі відстані з мінімальними втратами сигналу, забезпечуючи високошвидкісний і надійний зв'язок.

 

Q3: Як встановлюються волоконно-оптичні кабелі?

 

A3: Волоконно-оптичні кабелі можна прокладати різними способами, наприклад протягуванням або проштовхуванням кабелів через труби або канали, повітряним монтажем за допомогою стовпів або веж або прямим закопуванням у землю. Спосіб встановлення залежить від таких факторів, як навколишнє середовище, відстань і конкретні вимоги проекту. Монтаж оптоволоконного кабелю вимагає спеціальних навичок і обладнання, але це не обов’язково складно. Належна підготовка та знання техніки монтажу, як-от зрощування волокон або завершення роз’єму, є важливими. Рекомендується залучати досвідчених професіоналів або сертифікованих техніків для встановлення, щоб забезпечити належне поводження та оптимальну продуктивність.

 

Q4: Який термін служби волоконно-оптичних кабелів?

 

A4: Волоконно-оптичні кабелі мають тривалий термін служби, як правило, від 20 до 30 років або навіть більше. Вони відомі своєю довговічністю та стійкістю до деградації з часом.

 

Q5: На яку відстань можуть передавати дані волоконно-оптичні кабелі?

 

A5: Відстань передачі волоконно-оптичних кабелів залежить від різних факторів, таких як тип волокна, швидкість передачі даних і мережеве обладнання, що використовується. Одномодові волокна можуть передавати дані на великі відстані, як правило, від кількох кілометрів до сотень кілометрів, тоді як багатомодові волокна підходять для коротших відстаней, зазвичай у межах кількох сотень метрів.

 

Q6: Чи можна зрощувати або підключати волоконно-оптичні кабелі?

 

A6: Так, волоконно-оптичні кабелі можна зрощувати або з’єднувати. Зварювання зварюванням і механічне зрощування — це широко використовувані методи з’єднання двох або більше волоконно-оптичних кабелів. Сплайсинг дозволяє розширювати мережі, підключати кабелі або ремонтувати пошкоджені ділянки.

 

Q7: Чи можна використовувати волоконно-оптичні кабелі для передачі голосу та даних?

 

A7: Так, волоконно-оптичні кабелі можуть передавати як голосові сигнали, так і сигнали даних одночасно. Вони зазвичай використовуються для високошвидкісного підключення до Інтернету, потокового відео, телекомунікаційних мереж і програм голосового зв’язку через IP (VoIP).

 

Q8: Які переваги волоконно-оптичних кабелів перед мідними?

 

A8: Волоконно-оптичні кабелі мають ряд переваг перед традиційними мідними кабелями, зокрема:

 

• Більша пропускна здатність: оптоволокно може передавати більше даних на великі відстані порівняно з мідними кабелями.
• Стійкість до електромагнітних перешкод: волоконно-оптичні кабелі не піддаються впливу електромагнітних полів, що забезпечує надійну передачу даних.
• Покращена безпека: до волоконно-оптичних мереж важко підключитися, що робить їх більш безпечними для передачі конфіденційної інформації.
• Легші та тонші: волоконно-оптичні кабелі легші та тонші, тому їх легше встановлювати та використовувати.

 

Q9: Чи всі волоконно-оптичні кабелі однакові?

 

A9: Ні, волоконно-оптичні кабелі бувають різних типів і конфігурацій, щоб відповідати різним вимогам застосування. Двома основними типами є одномодові та багатомодові кабелі. Одномодові кабелі мають менший сердечник і можуть передавати дані на великі відстані, тоді як багатомодові кабелі мають більший сердечник і підтримують коротші відстані. Крім того, існують різні конструкції кабелів для задоволення конкретних потреб, наприклад кабелі з вільними трубками, з щільним буфером або стрічкові кабелі.

 

Питання 10: чи безпечно використовувати волоконно-оптичні кабелі?

 

A10: Волоконно-оптичні кабелі, як правило, безпечні у використанні. На відміну від мідних кабелів, волоконно-оптичні кабелі не пропускають електричний струм, що виключає ризик ураження електричним струмом. Однак слід бути обережним, щоб запобігти травмам очей лазерними джерелами світла, які використовуються для тестування або обслуговування. Рекомендується носити відповідні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) і дотримуватися правил техніки безпеки під час роботи з волоконно-оптичними кабелями.

 

Q11: Чи можна оновити стару мережеву інфраструктуру до волоконно-оптичних кабелів?

 

A11: Так, існуючу мережеву інфраструктуру можна модернізувати до волоконно-оптичних кабелів. Це може передбачати заміну або модернізацію систем на основі міді оптоволоконним обладнанням. Перехід на волоконну оптику забезпечує підвищену продуктивність і перспективні можливості, забезпечуючи здатність задовольняти зростаючі вимоги до пропускної здатності сучасних систем зв’язку.

 

Питання 12: Чи стійкі волоконно-оптичні кабелі до факторів навколишнього середовища?

 

A12: Волоконно-оптичні кабелі розроблені таким чином, щоб бути стійкими до різних факторів зовнішнього середовища. Вони витримують перепади температури, вологість і навіть вплив хімічних речовин. Однак екстремальні умови навколишнього середовища, такі як надмірне згинання або здавлювання, можуть вплинути на роботу кабелів.

Глосарій волоконно-оптичних мереж

• Загасання - Зменшення потужності сигналу по довжині оптичного волокна. Вимірюється в децибелах на кілометр (дБ/км). 
• ширина смуги - Максимальний обсяг даних, який можна передати по мережі за фіксований проміжок часу. Пропускна здатність вимірюється в мегабітах або гігабітах на секунду.
• Облицювання - Зовнішній шар, що оточує серцевину оптичного волокна. Має нижчий показник заломлення, ніж серцевина, що спричиняє повне внутрішнє відбиття світла всередині серцевини.
• з'єднувач - Механічний кінцевий пристрій, який використовується для приєднання волоконно-оптичних кабелів до комутаційних панелей, обладнання чи інших кабелів. Прикладами є роз’єми LC, SC, ST і FC. 
• Core - центр оптичного волокна, по якому світло поширюється шляхом повного внутрішнього відбиття. Виготовляється зі скла або пластику і має вищий показник заломлення, ніж оболонка.
• дБ (децибел) - Одиниця вимірювання, що представляє логарифмічне співвідношення двох рівнів сигналу. Використовується для вираження втрати потужності (загасання) у волоконно-оптичних лініях. 
• Ethernet - Мережева технологія для локальних мереж (LAN), яка використовує оптоволоконний кабель і проходить через виту пару або коаксіальний кабель. Стандарти включають 100BASE-FX, 1000BASE-SX і 10GBASE-SR. 
• Перемичка - Короткий патч-кабель, який використовується для з’єднання волоконно-оптичних компонентів або перехресних з’єднань у кабельних системах. Також називається патч-кордом. 
• Втрата - Зниження потужності оптичного сигналу під час передачі по волоконно-оптичному каналу зв'язку. Вимірюється в децибелах (дБ), більшість стандартів оптоволоконної мережі вказують максимально допустимі значення втрат.
• Модальна пропускна здатність - Найвища частота, на якій кілька мод світла можуть ефективно поширюватися в багатомодовому волокні. Вимірюється в мегагерцах (МГц) на кілометр. 
• Числова апертура - Міра кута прийняття світла оптичного волокна. Волокна з вищою NA можуть сприймати світло, що проникає під більш широкими кутами, але зазвичай мають більш високе затухання. 
• Показник заломлення - Показник того, наскільки швидко світло поширюється через матеріал. Чим вищий показник заломлення, тим повільніше світло рухається крізь матеріал. Різниця в показниках заломлення між сердечником і оболонкою забезпечує повне внутрішнє відбиття.
• Одномодове волокно - Оптичне волокно з малим діаметром серцевини, яке дозволяє поширювати лише одну моду світла. Використовується для високошвидкісної передачі на великі відстані через низькі втрати. Типовий розмір ядра 8-10 мікрон. 
• Сплісувати - Постійне з'єднання між двома окремими оптичними волокнами або двома волоконно-оптичними кабелями. Для точного з’єднання скляних сердечників для безперервного шляху передачі з мінімальними втратами потрібна машина для з’єднання.

 

Читайте також: Термінологія оптоволоконного кабелю 101: повний список і пояснення

Що таке волоконно-оптичні кабелі? 

Волоконно-оптичні кабелі — це довгі тонкі нитки з надчистого скла передавати цифрову інформацію на великі відстані. Вони виготовлені з кремнеземного скла та містять світлопровідні волокна, розташовані в пучках або пучках. Ці волокна передають світлові сигнали через скло від джерела до пункту призначення. Світло в серцевині волокна проходить через волокно, постійно відбиваючись від межі між серцевиною та оболонкою.

 

Існує два основних типи волоконно-оптичних кабелів: одномодовий і багатомодовий. Одномодові волокна мають вузьку серцевину, яка дозволяє пропускати світло в одному режимі багатомодові волокна мають ширший сердечник, який дозволяє одночасно передавати кілька режимів світла. Одномодові волокна зазвичай використовуються для передачі на великі відстані, тоді як багатомодові волокна найкраще підходять для коротших відстаней. Серцевини обох типів волокон виготовлені з надчистого кварцевого скла, але для виробництва одномодових волокон потрібні більш суворі допуски.

 

Ось класифікація:

 

Типи одномодових оптоволоконних кабелів

 

• OS1/OS2: Призначений для мереж з високою пропускною здатністю на великих відстанях. Типовий розмір ядра 8.3 мкм. Використовується для постачальників телекомунікацій/послуг, магістральних каналів підприємства та з’єднань центрів обробки даних.
• Вільний тюбик, наповнений гелем: Кілька волокон діаметром 250 мкм містяться у кольорових вільних трубках у зовнішній оболонці. Використовується для зовнішньої установки установки.
• Тісний буфер: Волокна 250 мкм із захисним шаром під курткою. Також використовується для зовнішніх установок у повітряних лініях, трубопроводах і каналах.

 

Типи багатомодового оптоволоконного кабелю: 

 

• OM1/OM2: Для коротких відстаней зменшіть пропускну здатність. Розмір ядра 62.5 мкм. Переважно для застарілих мереж.
• OM3: Для 10Gb Ethernet до 300 м. Розмір ядра 50 мікрон. Використовується в центрах обробки даних і побудові магістралей.  
• OM4: Вища пропускна здатність, ніж OM3, для 100G Ethernet і 400G Ethernet до 150 м. Також ядро ​​50 мікрон. 
• OM5: Найновіший стандарт для найвищої пропускної здатності (до 100G Ethernet) на найкоротші відстані (принаймні 100 м). Для таких нових додатків, як 50G PON у бездротових мережах 5G і мережах розумного міста. 
• Розподільні кабелі: Містить 6 або 12 волокон 250 мкм для з’єднання між телекомунікаційними кімнатами/поверхами в будівлі.  

 

Композитні кабелі, що містять як одномодові, так і багатомодові волокна, також зазвичай використовуються для магістральних з’єднань інфраструктури, де повинні підтримуватися обидва модальності.      

 

Читайте також: Протистояння: багатомодовий оптоволоконний кабель проти одномодового оптоволоконного кабелю

 

Волоконно-оптичні кабелі зазвичай містять багато окремих волокон, об’єднаних разом для міцності та захисту. Усередині кабелю кожне волокно вкрите власним захисним пластиковим покриттям і додатково захищено від зовнішніх пошкоджень і світла додатковим екрануванням та ізоляцією між волокнами та зовні всього кабелю. Деякі кабелі також містять водозахисні або водостійкі компоненти, щоб запобігти пошкодженню водою. Правильне встановлення також вимагає ретельного зрощування та завершення волокон, щоб мінімізувати втрату сигналу під час тривалого сполучення.

 

У порівнянні зі стандартними металевими мідними кабелями, волоконно-оптичні кабелі мають ряд переваг для передачі інформації. Вони мають набагато більшу пропускну здатність, що дозволяє передавати більше даних. Вони легші за вагою, міцніші та здатні передавати сигнали на великі відстані. Вони стійкі до електромагнітних перешкод і не проводять електрику. Це також робить їх набагато безпечнішими, оскільки вони не випромінюють жодних іскор, їх неможливо прослухати або контролювати так само легко, як мідні кабелі. Загалом волоконно-оптичні кабелі значно підвищили швидкість і надійність підключення до Інтернету.

Типові типи волоконно-оптичних кабелів

Волоконно-оптичні кабелі широко використовуються для передачі даних і телекомунікаційних сигналів на високій швидкості на великі відстані. Існує кілька типів волоконно-оптичних кабелів, кожен з яких призначений для певних застосувань. У цьому розділі ми обговоримо три поширені типи: повітряний волоконно-оптичний кабель, підземний волоконно-оптичний кабель і підводний волоконно-оптичний кабель.

1. Повітряний волоконно-оптичний кабель

Повітряні волоконно-оптичні кабелі призначені для встановлення над землею, як правило, на стовпах і вежах. Вони захищені міцною зовнішньою оболонкою, яка захищає тонкі нитки волокна від факторів навколишнього середовища, таких як погодні умови, ультрафіолетове випромінювання та втручання дикої природи. Повітряні кабелі часто використовуються в сільській місцевості або для міжміського зв'язку. Вони економічно ефективні та відносно прості в установці, що робить їх популярним вибором для телекомунікаційних компаній у певних регіонах.

 

Читайте також: Вичерпний посібник із надземного оптоволоконного кабелю

2. Підземний волоконно-оптичний кабель

Як випливає з назви, це підземні волоконно-оптичні кабелі поховали під землею забезпечити безпечне та захищене середовище передачі. Ці кабелі розроблені таким чином, щоб витримувати вплив суворих умов навколишнього середовища, таких як вологість, коливання температури та фізичне навантаження. Підземні кабелі зазвичай використовуються в міських районах, де простір обмежений, і захист від випадкового пошкодження або вандалізму є важливим. Їх часто встановлюють через підземні трубопроводи або безпосередньо закопують у траншеї.

3. Підводний волоконно-оптичний кабель

Підводні волоконно-оптичні кабелі спеціально розроблені для прокладання через дно океану з’єднати континенти та забезпечити глобальне спілкування. Ці кабелі розроблені таким чином, щоб витримувати величезний тиск і суворі умови підводного середовища. Зазвичай вони захищені кількома шарами сталевої або поліетиленової броні разом із водонепроникним покриттям. Підводні кабелі використовуються для міжнародної передачі даних і відіграють вирішальну роль у забезпеченні глобального підключення до Інтернету. Вони можуть охоплювати тисячі кілометрів і є важливими для міжконтинентального зв’язку, підтримуючи передачу даних високої ємності та глобальне підключення.

4. Оптоволоконний кабель із прямим підведенням

Волоконно-оптичні кабелі з прямим закопуванням призначені для закопування безпосередньо в землю без використання труб або захисних кожухів. Вони часто використовуються там, де умови ґрунту є відповідними та ризик пошкодження чи перешкод низький. Ці кабелі виготовлені з додатковими шарами захисту, такими як надміцні оболонки та броня, щоб протистояти потенційним небезпекам, таким як вологість, гризуни та механічні навантаження.

5. Стрічковий волоконно-оптичний кабель

Стрічкові волоконно-оптичні кабелі складаються з кількох оптичних волокон, організованих у плоскі стрічкові структури. Волокна зазвичай укладаються одне на одне, що забезпечує велику кількість волокон в одному кабелі. Стрічкові кабелі зазвичай використовуються в програмах, які вимагають високої щільності та компактності, наприклад, центри обробки даних або телекомунікаційні станції. Вони полегшують транспортування, зрощування та завершення, що робить їх ідеальними для установок, де потрібна велика кількість волокон.

6. Волоконно-оптичний кабель із вільною трубкою

Волоконно-оптичні кабелі з вільною трубкою складаються з одного або кількох оптичних волокон, укладених у захисні буферні трубки. Ці буферні трубки діють як окремі захисні одиниці для волокон, забезпечуючи стійкість до вологи, механічного впливу та факторів навколишнього середовища. Трубчасті кабелі використовуються в основному на відкритому повітрі або в суворих умовах, наприклад у міжміських телекомунікаційних мережах або в місцях, схильних до коливань температури. Конструкція вільної трубки дозволяє легко ідентифікувати волокно, ізолювати його та оновлювати в майбутньому.

7. Броньований волоконно-оптичний кабель

Броньовані волоконно-оптичні кабелі зміцнюються додатковими шарами броні, такими як гофровані сталеві або алюмінієві стрічки або обплетення. Цей додатковий шар забезпечує посилений захист від фізичного пошкодження в складних умовах, де кабелі можуть піддаватися впливу зовнішніх сил, включаючи важку техніку, гризунів або суворі промислові умови. Броньовані кабелі зазвичай використовуються в промислових умовах, на гірничих роботах або в середовищах зі значним ризиком випадкового пошкодження.

 

Ці додаткові типи волоконно-оптичних кабелів пропонують спеціалізовані функції та захист, щоб відповідати різноманітним вимогам встановлення та умовам навколишнього середовища. Вибір типу кабелю залежить від таких факторів, як сценарій використання, необхідний захист, спосіб встановлення та очікувані небезпеки. Вибір відповідного волоконно-оптичного кабелю гарантує надійну та ефективну передачу даних, незалежно від того, чи використовується це для прямих захоронень, установок з високою щільністю, відкритих мереж або складних умов.

8. Новіші типи волоконно-оптичних кабелів

Волоконно-оптична технологія продовжує розвиватися з новими конструкціями волокна та матеріалами, які створюють додаткові можливості. Деякі з останніх типів волоконно-оптичних кабелів включають:

 

• Волокна, оптимізовані для вигину - Волокна з градієнтним профілем серцевини, що запобігає втраті світла або пошкодженню інтерфейсу серцевини/оболонки під час згинання навколо вузьких кутів або намотування. Оптимізовані для вигину волокна можуть витримувати радіус вигину до 7.5 мм для одномодового і 5 мм для багатомодового без значного загасання. Ці волокна дозволяють розгортати волокна в просторах, непридатних для більших радіусів вигину та завершення підключення з високою щільністю. 
• Пластикові оптичні волокна (POF) - Оптичні волокна, виготовлені з пластикового сердечника та оболонки, а не скла. POF є більш гнучким, легшим для завершення та нижчою ціною, ніж скляне оптичне волокно. Однак POF має більш високе затухання та меншу пропускну здатність, що обмежує його зв’язками на відстані до 100 метрів. POF корисний для побутової електроніки, автомобільних мереж і промислових засобів керування, де висока продуктивність не є критичною. 
• Багатоядерні волокна - Нові конструкції волокна, що містять 6, 12 або навіть 19 окремих одномодових або багатомодових сердечників у загальній оболонці та оболонці. Багатожильні волокна можуть передавати кілька дискретних сигналів за допомогою однієї нитки волокна та однієї кінцевої точки або точки з’єднання для більшої щільності кабелю. Однак багатожильні волокна вимагають складнішого обладнання для підключення, наприклад багатожильних розколювачів і роз’ємів MPO. Максимальне загасання та пропускна здатність також можуть відрізнятися від традиційних одно- та двоядерних волокон. Багатожильні волокна знаходять застосування в телекомунікаційних мережах і мережах центрів обробки даних. 
• Пустоволокна - Новий тип волокна з порожнистим каналом у серцевині, оточеним мікроструктурованою оболонкою, яка обмежує світло всередині порожнистої серцевини. Волокна з порожнистим сердечником мають меншу затримку та зменшені нелінійні ефекти, які спотворюють сигнали, але їх складно виготовити та все ще перебувають у стадії технологічного розвитку. У майбутньому волокна з порожнистим сердечником зможуть створити швидші мережі завдяки збільшеній швидкості, з якою світло може поширюватися по повітрю порівняно з твердим склом. 

 

Залишаючись спеціальними продуктами, нові типи волокон розширюють застосування, де волоконно-оптичні кабелі є практичними та економічно ефективними, дозволяючи мережам працювати на вищих швидкостях, у обмеженому просторі та на коротших відстанях. Оскільки нові волокна стають все більш поширеними, вони пропонують опції для оптимізації різних частин мережевої інфраструктури на основі потреб у продуктивності та вимог до встановлення. Використання оптоволокна наступного покоління дозволяє підтримувати мережеві технології на передньому краї.     

Специфікації та вибір оптоволоконного кабелю

Волоконно-оптичні кабелі бувають різних типів, щоб відповідати різним додаткам і вимогам мережі. Основні характеристики, які слід враховувати при виборі оптоволоконного кабелю, включають:

 

• Розмір ядра - Діаметр сердечника визначає, скільки даних можна передати. Одномодові волокна мають меншу серцевину (8-10 мікрон), що дозволяє поширювати лише одну моду світла, забезпечуючи високу пропускну здатність і великі відстані. Багатомодові волокна мають більшу серцевину (50-62.5 мікрон), що дозволяє поширювати кілька мод світла, найкраще для коротших відстаней і меншої пропускної здатності.  
• Облицювання - Оболонка оточує сердечник і має нижчий показник заломлення, затримуючи світло в сердечнику шляхом повного внутрішнього відбиття. Діаметр оболонки зазвичай становить 125 мікрон незалежно від розміру сердечника.
• Буферний матеріал - Буферний матеріал захищає нитки волокон від пошкоджень і вологи. Загальні варіанти включають тефлон, ПВХ і поліетилен. Зовнішні кабелі потребують водостійких, стійких до погодних умов буферних матеріалів. 
• куртка - Зовнішня оболонка забезпечує додатковий фізичний і екологічний захист кабелю. Оболочки кабелю виготовляються з таких матеріалів, як ПВХ, ПНД і броньована сталь. Куртки для використання на відкритому повітрі повинні витримувати широкий діапазон температур, ультрафіолетове опромінення та стирання. 
• В приміщенні проти відкритого - На додаток до різних оболонок і буферів, внутрішні та зовнішні волоконно-оптичні кабелі мають різну конструкцію. Зовнішні кабелі поділяють окремі волокна на вільні трубки або щільні буферні трубки всередині центрального елемента, дозволяючи волозі стікати. Стрічкові кабелі для внутрішніх приміщень створюють стрічки та складають волокна для більшої щільності. Зовнішні кабелі вимагають належного заземлення та додаткових міркувань про встановлення щодо захисту від УФ-випромінювання, зміни температури та вітрового навантаження.

 

До вибрати оптоволоконний кабель, враховуйте програму, бажану пропускну здатність і середовище встановлення. Одномодові кабелі найкраще підходять для міжміського зв’язку з високою пропускною здатністю, як магістральні мережі. Багатомодові кабелі добре працюють на коротких відстанях і потребують меншої пропускної здатності в межах будівель. Для внутрішніх кабелів не потрібні вдосконалені оболонки чи водонепроникність, тоді як для зовнішніх кабелів використовуються міцніші матеріали для захисту від погодних умов і пошкоджень.  

 

Кабелі:

 

тип	Волокно	Buffer	куртка	рейтинг	додаток
Однорежимна OS2	9/125 мкм	Вільна трубка	PVC	кімнатний	Магістр приміщень
Багатомодовий OM3/OM4	50/125 мкм	Щільний буфер	ОФНР	Outdoor	Дата-центр/кампус
Броньований	Одно/багаторежимний	Послаблена трубка/щільний буфер	ПЕ/поліуретан/сталевий дріт	Зовнішнє/пряме поховання	Суворе середовище
ADSS	Одномодовий	Небуферизований	Самоокупний	Антена	FTTA/полюси/комунальне підприємство
OPGW	Одномодовий	Вільна трубка	Самонесучі/сталеві нитки	Повітряна статика	Повітряні лінії електропередач
Скинути кабелі	Одно/багаторежимний	субодиниці 900 мкм/3 мм	ПВХ/пленум	Внутрішній / зовнішній	Підключення кінцевого клієнта

  

Зв'язок: 

 

тип	Волокно	Зв'язок	полірування	Припинення	додаток
LC	Одно/багаторежимний	ПК/БТР	Фізичний контакт (PC) або кут 8° (APC)	Одиночне волокно або дуплекс	Найпоширеніший одно-/двоволоконний роз’єм, застосування з високою щільністю
MPO/MTP	Багатомодовий (волокно 12/24)	ПК/БТР	Фізичний контакт (PC) або кут 8° (APC)	Багатоволоконний масив	Підключення 40/100G, транкінг, центри обробки даних
SC	Одно/багаторежимний	ПК/БТР	Фізичний контакт (PC) або кут 8° (APC)	Симплекс або дуплекс	Застарілі програми, деякі мережі операторів
ST	Одно/багаторежимний	ПК/БТР	Фізичний контакт (PC) або кут 8° (APC)	Симплекс або дуплекс	Застарілі програми, деякі мережі операторів
MU	Одномодовий	ПК/БТР	Фізичний контакт (PC) або кут 8° (APC)	симплекс	Суворе середовище, волокно до антени
сплайс-корпуси/лотки	N / A	NA	NA	Оплавлення або механічний	Перехід, реставрація або доступ до середини прольоту

 

Зверніться до цього посібника під час вибору волоконно-оптичних продуктів, щоб визначити відповідний тип для ваших програм і мережевого середовища. Щоб дізнатися більше про будь-який продукт, зв’яжіться безпосередньо з виробником або повідомте мені, як я можу надати додаткові рекомендації чи допомогу у виборі.

  

Волоконно-оптичні кабелі забезпечують збалансований набір властивостей, щоб задовольнити потреби мережі в будь-якому середовищі, якщо правильний тип вибрано на основі ключових специфікацій щодо застосування, розміру сердечника, рейтингу оболонки та місця встановлення. Врахування цих характеристик допомагає забезпечити максимальну ефективність, захист і цінність.

Галузеві стандарти волоконно-оптичних кабелів

Індустрія волоконно-оптичних кабелів дотримується різних стандартів, щоб забезпечити сумісність, надійність і взаємодію між різними компонентами та системами. У цьому розділі розглядаються деякі ключові галузеві стандарти, які регулюють волоконно-оптичний кабель, і їхнє значення для забезпечення безперебійних мереж зв’язку.

 

• TIA/EIA-568: Стандарт TIA/EIA-568, розроблений Асоціацією телекомунікаційної індустрії (TIA) і Альянсом електронних промисловостей (EIA), надає рекомендації щодо проектування та монтажу структурованих кабельних систем, включаючи волоконно-оптичні кабелі. Він охоплює різні аспекти, такі як типи кабелів, роз’єми, продуктивність передачі та вимоги до тестування. Відповідність цьому стандарту забезпечує послідовну та надійну роботу в різних мережевих установках.
• ISO/IEC 11801: Стандарт ISO/IEC 11801 встановлює вимоги до загальних кабельних систем, включаючи волоконно-оптичні кабелі, у комерційних приміщеннях. Він охоплює такі аспекти, як продуктивність передачі, категорії кабелів, роз’єми та методи встановлення. Відповідність цьому стандарту забезпечує взаємодію та узгодженість продуктивності різних кабельних систем.
• ANSI/TIA-598: Стандарт ANSI/TIA-598 надає вказівки щодо кольорового кодування волоконно-оптичних кабелів, вказуючи колірні схеми для різних типів волокон, буферних покриттів і кольорів роз’єму. Цей стандарт забезпечує одноманітність і полегшує ідентифікацію та підбір волоконно-оптичних кабелів під час встановлення, обслуговування та усунення несправностей.
• ITU-T G.651: Стандарт ITU-T G.651 визначає характеристики та параметри передачі для багатомодових оптичних волокон. Він охоплює такі аспекти, як розмір серцевини, профіль показника заломлення та модальна смуга пропускання. Відповідність цьому стандарту забезпечує стабільну продуктивність і сумісність багатомодових волоконно-оптичних кабелів у різних системах і програмах.
• ITU-T G.652: Стандарт ITU-T G.652 визначає характеристики та параметри передачі для одномодових оптичних волокон. Він охоплює такі аспекти, як затухання, дисперсія та гранична довжина хвилі. Відповідність цьому стандарту забезпечує постійну та надійну роботу одномодових волоконно-оптичних кабелів для додатків зв’язку на великі відстані.

 

Дотримання цих галузевих стандартів має вирішальне значення для підтримки сумісності, надійності та продуктивності волоконно-оптичних кабелів. Відповідність гарантує безперебійну роботу кабелів, роз’ємів і мережевих компонентів від різних виробників, спрощуючи процеси проектування, встановлення та обслуговування мережі. Це також полегшує взаємодію та забезпечує спільну мову для спілкування між професіоналами галузі.

 

Хоча це лише деякі галузеві стандарти для волоконно-оптичних кабелів, їх важливість неможливо переоцінити. Дотримуючись цих стандартів, розробники мереж, інсталятори та оператори можуть забезпечити цілісність і якість волоконно-оптичної інфраструктури, сприяючи ефективним і надійним комунікаційним мережам.

 

Читайте також: Демістифікація стандартів волоконно-оптичних кабелів: вичерпний посібник

Конструкція оптоволоконного кабелю та передача світла

Волоконно-оптичні кабелі складаються з двох концентричних шарів плавленого кремнезему, надчистого скла з високою прозорістю. Внутрішня серцевина має вищий показник заломлення, ніж зовнішня оболонка, що дозволяє світлу направлятися вздовж волокна шляхом повного внутрішнього відбиття.  

 

Оптоволоконний кабель складається з наступних частин:

 

Компоненти та конструкція волоконно-оптичного кабелю визначають його придатність для різних застосувань і середовищ встановлення. Основні аспекти конструкції кабелю включають:

 

• Розмір ядра - Внутрішня скляна нитка, яка передає оптичні сигнали. Загальні розміри: 9/125 мкм, 50/125 мкм і 62.5/125 мкм. Одномодове волокно 9/125 мкм має вузьку серцевину для передачі на великі відстані з високою пропускною здатністю. Багатомодове волокно 50/125 мкм і 62.5/125 мкм має ширшу серцевину для більш коротких з’єднань, коли не потрібна висока пропускна здатність. 
• Буферні трубки - Пластикові покриття, які оточують волокна для захисту. Волокна можна згрупувати в окремі буферні трубки для організації та ізоляції. Буферні трубки також утримують вологу від волокон. Використовуються конструкції вільних труб і щільних буферних труб. 
• Силові члени - Арамідні нитки, стрижні зі скловолокна або сталеві дроти, що входять до складу сердечника кабелю, щоб забезпечити міцність на розрив і запобігти навантаженню на волокна під час монтажу або змін середовища. Зміцнювачі зменшують подовження та забезпечують більший натяг під час встановлення кабелю.
• наповнювачі - Додаткова підкладка або набивка, часто виготовлена ​​зі скловолокна, додається до сердечника кабелю, щоб забезпечити амортизацію та зробити кабель круглим. Наповнювачі просто займають місце і не додають міцності чи захисту. Додається лише за потреби для досягнення оптимального діаметру кабелю. 
• Зовнішня куртка - Шар пластику, який охоплює сердечник кабелю, наповнювачі та міцні елементи. Куртка захищає від вологи, стирання, хімічних речовин та інших пошкоджень навколишнього середовища. Поширеними матеріалами оболонки є HDPE, MDPE, PVC і LSZH. Для зовнішнього кабелю використовуються більш товсті, стійкі до УФ-променів оболонки, такі як поліетилен або поліуретан. 
• броня - Додаткове металеве покриття, як правило, сталь або алюміній, додається поверх оболонки кабелю для максимального механічного захисту та захисту від гризунів. Броньований волоконно-оптичний кабель використовується при монтажі в несприятливих умовах, які можуть бути пошкоджені. Броня значно збільшує вагу та зменшує гнучкість, тому рекомендується лише за необхідності. 
• Ripcord - Нейлоновий шнур під зовнішньою оболонкою, який дозволяє легко зняти оболонку під час завершення та підключення. Просто потягнувши за шнур, куртка роз’єднається, не пошкодивши нижні волокна. Ripcord не входить до складу всіх типів волоконно-оптичних кабелів. 

 

Спеціальна комбінація цих конструктивних компонентів створює волоконно-оптичний кабель, оптимізований для передбачуваного робочого середовища та вимог до продуктивності. Інтегратори можуть вибрати з ряду типів кабелів для будь-якої волоконно-оптичної мережі. 

 

Докладніше: Компоненти оптоволоконного кабелю: повний список і пояснення

 

Коли світло передається в волоконно-оптичний сердечник, воно відбивається від межі оболонки під кутами, що перевищують критичний кут, безперервно проходячи через волокно. Це внутрішнє відбиття по довжині волокна забезпечує незначну втрату світла на великих відстанях.

 

Різниця показників заломлення між серцевиною та оболонкою, виміряна за допомогою числової апертури (NA), визначає, скільки світла може потрапити у волокно та скільки кутів відбиватиметься всередині. Вища NA забезпечує більш високі кути прийняття світла та відбиття, що найкраще підходить для коротких відстаней, тоді як нижча NA має нижчу прийнятність світла, але може передавати з меншим ослабленням на великі відстані.

 

Конструкція та властивості передачі волоконно-оптичних кабелів забезпечують неперевершену швидкість, пропускну здатність і охоплення волоконно-оптичних мереж. Не маючи електричних компонентів, оптоволокно є ідеальною платформою відкритого доступу для цифрового зв’язку та впровадження технологій майбутнього. Розуміння того, як можна оптимізувати світло для проходження кілометрів у скляному волокні, тонкому як людська волосина, є ключовим для розкриття потенціалу волоконно-оптичних систем.

Історія волоконно-оптичних кабелів

Розробка волоконно-оптичних кабелів почалася в 1960-х роках з винаходом лазера. Вчені визнали, що лазерне світло може передаватися на великі відстані через тонкі нитки скла. У 1966 році Чарльз Као і Джордж Хокхем висунули теорію про те, що скляні волокна можна використовувати для передачі світла на великі відстані з малими втратами. Їхня робота заклала основу сучасної волоконно-оптичної технології.

 

У 1970 році дослідники Corning Glass Роберт Маурер, Дональд Кек і Пітер Шульц винайшли перше оптичне волокно з достатньо низькими втратами для комунікаційних застосувань. Створення цього волокна дозволило дослідити використання волоконної оптики для телекомунікацій. У наступне десятиліття компанії почали розробляти комерційні волоконно-оптичні телекомунікаційні системи. 

 

У 1977 році компанія General Telephone and Electronics надіслала перший живий телефонний трафік через волоконно-оптичні кабелі в Лонг-Біч, Каліфорнія. Це випробування продемонструвало життєздатність волоконно-оптичних телекомунікацій. Протягом 1980-х років компанії, які працювали над розгортанням міжміських оптоволоконних мереж, з’єднували великі міста США та Європи. Наприкінці 1980-х і на початку 1990-х років громадські телефонні компанії почали замінювати традиційні мідні телефонні лінії волоконно-оптичними кабелями.

 

Серед ключових новаторів і піонерів оптоволоконних технологій Наріндер Сінгх Капані, Джун-ічі Нішізава та Роберт Маурер. Капані відомий як «батько волоконної оптики» за його роботу в 1950-х і 1960-х роках над розробкою та впровадженням волоконно-оптичної технології. У 1953 році Нішізава винайшов першу систему оптичного зв’язку. Маурер очолював команду Corning Glass, яка винайшла перше оптичне волокно з низькими втратами, яке забезпечило сучасний оптоволоконний зв’язок.  

 

Розвиток волоконно-оптичних кабелів здійснив революцію в глобальних комунікаціях і створив високошвидкісний Інтернет і глобальні інформаційні мережі, які ми маємо сьогодні. Оптоволоконна технологія об’єднала світ, дозволивши передавати величезні обсяги даних по всьому світу за лічені секунди.

 

Підсумовуючи, за роки роботи вчених і дослідників було розроблено та оптимізовано волоконно-оптичні кабелі для передачі світлових сигналів на великі відстані. Їх винахід і комерціалізація змінили світ, створивши нові методи глобальної комунікації та доступу до інформації.

Будівельні блоки оптоволоконного підключення  

За своєю суттю волоконно-оптична мережа складається з кількох основних частин, які з’єднуються між собою для створення інфраструктури для передачі та отримання даних за допомогою світлових сигналів. Основні компоненти включають:   

 

• Волоконно-оптичні кабелі, як-от легкий броньований кабель Unitube (GYXS/GYXTW) або неметалічний мікрокабель Unitube (JET), містять тонкі нитки зі скляних або пластикових волокон і забезпечують шлях, по якому передаються сигнали. Типи кабелів включають одномодовий, багатомодовий, гібридний волоконно-оптичний кабель і розподільні кабелі. Факторами вибору є режим/кількість волокон, конструкція, спосіб встановлення та мережеві інтерфейси. Оптичні волокна — це тонкі гнучкі нитки зі скла або пластику, які служать середовищем для передачі світлових сигналів на великі відстані. Вони призначені для мінімізації втрати сигналу та підтримки цілісності переданих даних.
• Джерело світла: джерело світла, як правило, лазер або світлодіод (світлодіод), використовується для генерації світлових сигналів, які передаються через оптичні волокна. Джерело світла повинне виробляти стабільний і постійний вихід світла, щоб забезпечити надійну передачу даних.
• Компоненти з’єднання: ці компоненти з’єднують кабелі з обладнанням, дозволяючи підключати. Такі роз’єми, як LC, SC і MPO, з’єднують волокна з портами обладнання та кабелями. Адаптери, такі як волоконно-оптичний адаптер/фланець муфти/швидкий оптичний роз’єм, з’єднують роз’єми в патч-панелях. Патч-корди з попередньо завершеними роз'ємами створюють тимчасові зв'язки. Підключення передає світлові сигнали між жилами кабелю, обладнанням і патч-кордами вздовж з’єднання. Підбирайте типи роз’ємів відповідно до потреб встановлення та портів обладнання.  
• З’єднувачі: з’єднувачі використовуються для з’єднання окремих оптичних волокон разом або для з’єднання волокон з іншими компонентами мережі, такими як комутатори або маршрутизатори. Ці роз’єми забезпечують безпечне та точне з’єднання для збереження цілісності переданих даних.
• З’єднувальне обладнання: це включає такі пристрої, як патч-панелі, з’єднувальні корпуси та кінцеві коробки. Ці апаратні компоненти забезпечують зручний і організований спосіб керування та захисту оптичних волокон та їх з’єднань. Вони також допомагають у вирішенні проблем та обслуговуванні мережі.
• Корпуси, як-от автономні оптоволоконні шафи, оптоволоконні корпуси для монтажу в стійку або настінні оптоволоконні корпуси, забезпечують захист для з’єднань оптоволокна та слабих/петлевих волокон із варіантами високої щільності. Лотки для провисання та напрямні волокна зберігають зайву довжину кабелю. Корпуси захищають від небезпеки навколишнього середовища та забезпечують високий об’єм волокна. 
• Трансивери: Трансивери, також відомі як оптичні модулі, служать інтерфейсом між волоконно-оптичною мережею та іншими мережевими пристроями, такими як комп’ютери, комутатори або маршрутизатори. Вони перетворюють електричні сигнали в оптичні сигнали для передачі та навпаки, забезпечуючи бездоганну інтеграцію між волоконно-оптичними мережами та традиційними мережами на основі міді.
• Повторювачі/підсилювачі: волоконно-оптичні сигнали можуть погіршуватися на великих відстанях через затухання (втрату потужності сигналу). Ретранслятори або підсилювачі використовуються для регенерації та посилення оптичних сигналів через регулярні проміжки часу, щоб забезпечити їх якість і надійність.
• Комутатори та маршрутизатори: ці мережеві пристрої відповідають за спрямування потоку даних у оптоволоконній мережі. Комутатори полегшують спілкування в локальній мережі, а маршрутизатори забезпечують обмін даними між різними мережами. Вони допомагають керувати трафіком і забезпечують ефективну передачу даних.
• Механізми захисту: волоконно-оптичні мережі можуть містити різні механізми захисту, такі як резервні шляхи, резервні джерела живлення та резервне зберігання даних, щоб забезпечити високу доступність і надійність даних. Ці механізми допомагають мінімізувати час простою мережі та захистити від втрати даних у разі збоїв або збоїв.
• Тестове обладнання, таке як OTDR та оптичні вимірювачі потужності, вимірює продуктивність, щоб забезпечити належну передачу сигналу. OTDRs перевіряють встановлення кабелю та виявляють проблеми. Лічильники електроенергії перевіряють втрати на підключеннях. Продукти для управління інфраструктурою допомагають у документуванні, маркуванні, плануванні та усуненні несправностей.   

 

Ці компоненти працюють разом для створення надійної та високошвидкісної інфраструктури оптоволоконної мережі, що забезпечує швидку та надійну передачу даних на великі відстані.

 

Об’єднання компонентів разом із належною технікою встановлення, завершення, з’єднання та латання забезпечує передачу оптичного сигналу для даних, голосу та відео між кампусами, будівлями та мережевим обладнанням. Розуміння вимог до швидкості передачі даних, бюджету втрат, зростання та середовища визначає необхідну комбінацію кабелів, підключення, тестування та корпусів для будь-якої мережевої програми. 

Варіанти волоконно-оптичних кабелів  

Волоконно-оптичні кабелі забезпечують фізичне середовище передачі для маршрутизації оптичних сигналів на короткі та великі відстані. Існує кілька типів, доступних для підключення мережевого обладнання, клієнтських пристроїв і телекомунікаційної інфраструктури. Такі фактори, як середовище встановлення, режим і кількість волокон, типи роз’ємів і швидкість передачі даних визначатимуть, яка конструкція оптоволоконного кабелю підходить для кожного застосування.  

 

Мідні кабелі, як-от мідний кабель для передачі даних CAT5E або мідний кабель для передачі даних CAT6, містять волоконно-волоконні жилки, об’єднані мідними парами, що корисно, коли потрібне підключення як оптоволокна, так і міді в одному кабелі. Варіанти включають симплексний/зіп-шнур, дуплексний, розподільний та розривний кабелі.

 

Броньовані кабелі містять різні армуючі матеріали для захисту від пошкоджень або екстремальних умов. Типи включають багатожильну вільну трубку, неметалевий міцний армований кабель (GYFTA53) або багатожильний вільний трубчастий легкоброньований кабель (GYTS/GYTA) із заповненими гелем трубками та сталевими арматурами для використання в кампусі. Блокуюча броня або гофрована сталева стрічка забезпечують надзвичайний захист від гризунів/блискавок.  

 

Кабелі роз’єму використовуються для кінцевого з’єднання від розподілу до місць розташування. Варіанти, як-от самонесучий спусковий кабель (GJYXFCH) Або Стрибковий трос (GJXFH) не вимагають підтримки пасом. Strenath Луковий кабель (GJXFA) має посилені міцні елементи. Дуговий кабель для повітроводу (GJYXFHS) для монтажу трубопроводу. Повітряні варіанти включають Рисунок 8 Кабель (GYTC8A) або повністю діелектричний самонесучий повітряний кабель (ADSS).

 

Інші варіанти для використання в приміщенні включають легкий броньований кабель Unitube (GYXS/GYXTW), неметалічний мікрокабель Unitube (JET) або багатожильний трубчастий неметалевий міцний неброньований кабель (GYFTY). Гібридні волоконно-оптичні кабелі містять волокно та мідь в одній оболонці. 

 

Вибір волоконно-оптичного кабелю, наприклад самонесучого дугоподібного кабелю (GJYXFCH), починається з визначення методу встановлення, середовища, типу волокна та необхідної кількості. Специфікації щодо конструкції кабелю, рівня вогнестійкості/роздавлювання, типу з’єднувача та натягу повинні відповідати призначеному використанню та маршруту. 

 

Правильне розгортання, завершення, зрощування, встановлення та тестування волоконно-оптичних кабелів сертифікованими фахівцями забезпечують передачу з високою пропускною здатністю через мережі FTTx, метро та міжміські мережі. Нові інновації покращують оптоволоконне з’єднання, збільшуючи щільність волокон у менших композитних кабелях, які не чутливі до вигинів, у майбутньому.

  

Гібридні кабелі містять як мідні пари, так і оптоволоконні жилки в одній оболонці для додатків, які потребують передачі голосу, даних і високошвидкісного підключення. Кількість міді/волокна залежить від потреб. Використовується для краплинних установок у МДУ, лікарнях, школах, де можлива лише одна прокладка кабелю.

 

Інші варіанти, як-от вісімка та круглі антенні кабелі, є повністю діелектричними або мають міцні елементи зі скловолокна/полімеру для антенних установок, які не потребують сталевого підсилення. Можуть також використовуватися конструкції волоконно-волоконного кабелю з вільною трубкою, центральною жилою та стрічкою.

 

Вибір волоконно-оптичного кабелю починається з визначення середовища встановлення та необхідного рівня захисту, а потім кількості волокон і типу, необхідних для підтримки поточних і майбутніх вимог до пропускної здатності. Характеристики типів роз’ємів, конструкції кабелю, вогнестійкості, ступеня роздавлювання/удару та натягу мають відповідати призначеному маршруту та використанню. Вибір надійного виробника кабелю, який відповідає стандартам, і перевірка того, що всі робочі характеристики належним чином оцінені для середовища встановлення, забезпечать якісну оптоволоконну інфраструктуру з оптимальною передачею сигналу. 

 

Волоконно-оптичні кабелі є основою для побудови високошвидкісних оптоволоконних мереж, але потребують кваліфікованих і сертифікованих техніків для належного закінчення, зрощування, встановлення та тестування. При розгортанні якісних компонентів зв’язку в добре спроектованій інфраструктурі волоконно-оптичні кабелі забезпечують передачу з високою пропускною здатністю через мережі метро, ​​міжміські мережі та мережі FTTx, що революціонізує зв’язок для додатків даних, голосу та відео по всьому світу. Нові інновації щодо менших кабелів, більшої щільності волокон, композитних конструкцій і волокон, нечутливих до вигинів, продовжують покращувати оптоволоконне з’єднання в майбутньому.

 

Вас також може зацікавити:

 

• Імпорт волоконно-оптичних кабелів з Китаю: інструкції та найкращі поради
• 4 найкращі виробники волоконно-оптичних кабелів у Туреччині
• 5 найкращих постачальників волоконно-оптичних кабелів на Філіппінах
• 5 найкращих виробників волоконно-оптичних кабелів у Малайзії

Оптоволоконне підключення

Компоненти підключення забезпечують засоби для з’єднання волоконно-оптичних кабелів із мережевим обладнанням і створення патч-з’єднань через панелі та касети. Опції для з’єднувачів, адаптерів, патч-кордів, перегородок і патч-панелей забезпечують зв’язок між обладнанням і реконфігурацію оптоволоконної інфраструктури за потреби. Вибір підключення вимагає відповідності типів роз’ємів, типів кабелів і портів обладнання, специфікацій втрат і довговічності відповідно до вимог мережі та потреб встановлення.

 

З’єднувачі: з’єднувачі завершують волоконно-волоконні нитки для під’єднання кабелів до портів обладнання або інших кабелів. Поширені типи:

 

• LC (роз'єм Lucent): Наконечник з цирконію 1.25 мм. Для патч-панелей, медіаконвертерів, трансиверів. Низькі втрати та висока точність. Поєднується з роз’ємами LC. 
• SC (роз'єм абонента): Наконечник 2.5 мм. Міцний, для більш довгих посилань. Поєднується з роз'ємами SC. Для мереж кампусу, телекомунікацій, промисловості.
• ST (прямий наконечник): Наконечник 2.5 мм. Доступні симплексні або дуплексні кліпи. Телеком стандарт, але деякі втрати. Сполучений з роз'ємами ST. 
• MPO (Multi-fiber Push On): Стрічковий волоконний роз'єм для паралельної оптики. 12-волоконний або 24-волоконний варіанти. Для високої щільності, центрів обробки даних, 40G/100G Ethernet. Поєднується з гніздовими роз'ємами MPO. 
• MTP - Варіація MPO від US Conec. Сумісний з MPO.
• SMA (субмініатюрний A): Наконечник 2.5 мм. Для тестового обладнання, приладів, медичних приладів. Зазвичай не використовується для мереж передачі даних.

 

Читайте також: Вичерпний посібник із волоконно-оптичних з’єднувачів

 

Перегородки монтуються в обладнанні, панелях і розетках для надійного з’єднання роз’ємів. Варіанти включають симплексні, дуплексні, масивні або спеціальні конфігурації з гніздовими роз’ємами для сполучення з патч-кордами або перемичними кабелями того самого типу роз’єму.

 

Перехідники з'єднують два з'єднувачі одного типу. Конфігурації симплексні, дуплексні, MPO та спеціальні для високої щільності. Встановлюйте в оптоволоконні патч-панелі, розподільчі рами або корпуси настінних розеток для полегшення перехресних з’єднань і реконфігурації. 

 

Патч-корди з попередньо завершеними роз’ємами створюють тимчасові зв’язки між обладнанням або всередині патч-панелей. Доступні одномодові, багатомодові або композитні кабелі для різних діапазонів. Стандартна довжина від 0.5 до 5 метрів з індивідуальною довжиною за запитом. Виберіть тип волокна, конструкцію та типи роз’ємів відповідно до потреб монтажу. 

 

Патч-панелі забезпечують підключення волоконно-волоконних ниток у централізованому місці, уможливлюючи перехресні з’єднання та переміщення/додавання/зміни. Опції включають:

 

• Стандартні патч-панелі: 1U до 4U, тримайте від 12 до 96 волокон або більше. Варіанти адаптерів LC, SC, MPO. Для центрів обробки даних, побудова інтерконнекту. 
• Кутові патч-панелі: Те саме, що стандарт, але під кутом 45° для видимості/доступності. 
• MPO/MTP касети: Вставте в патч-панелі від 1U до 4U. Кожен містить 12-волоконні роз’єми MPO для роз’єднання на окремі волокна за допомогою адаптерів LC/SC або для з’єднання кількох джгутів MPO/MTP. Висока щільність, для 40G/100G Ethernet. 
• Стелажі та каркаси розподілу волокна: Більша площа, більша кількість портів, ніж патч-панелі. Для основних крос-з'єднань, центральних офісів телекомунікаційних/провайдерів.

 

Оптоволоконні корпуси вміщують патч-панелі, систему керування провисанням і лотки для з’єднання. Варіанти для монтажу в стійку, на стіну та автономні варіанти з різною кількістю портів/займаною площею. Екологічно контрольовані або неконтрольовані версії. Забезпечте організацію та захист оптоволоконних з’єднань. 

 

Жгути MTP/MPO (транки) приєднуються до роз’ємів MPO для паралельної передачі в мережевих з’єднаннях 40/100G. Варіанти «жінка-жінка» та «жінка-чоловічий» з конструкцією з 12 або 24 волокон.

 

Правильне розгортання якісних компонентів підключення кваліфікованими фахівцями є ключовим фактором оптимальної продуктивності та надійності оптоволоконних мереж. Вибір компонентів, які відповідають потребам встановлення та мережевому обладнанню, забезпечить інфраструктуру високої щільності з підтримкою застарілих і нових програм. Нові інновації щодо менших форм-факторів, більшої щільності оптоволокна/роз’єму та швидших мереж підвищують вимоги до оптоволоконного підключення, вимагаючи масштабованих рішень і адаптивних конструкцій. 

 

Підключення є фундаментальним будівельним блоком для волоконно-оптичних мереж, що забезпечує інтерфейси між кабельними лініями, крос-з’єднаннями та мережевим обладнанням. Специфікації щодо втрат, довговічності, щільності та швидкості передачі даних визначають правильну комбінацію з’єднувачів, адаптерів, патч-кордів, панелей і джгутів для створення оптоволоконних з’єднань, які будуть масштабуватися відповідно до майбутніх потреб у пропускній здатності.

Волоконно-оптичні системи розподілу

Волоконно-оптичні кабелі потребують корпусів, шаф і каркасів для організації, захисту та забезпечення доступу до волокон. Основні компоненти системи розподілу волокна включають:

 

1. Оптоволоконні корпуси - Стійкі до атмосферних впливів ящики, розміщені вздовж кабельної траси для розміщення з’єднань, зберігання слабих кабелів і точок завершення або доступу. Корпуси захищають елементи від пошкодження навколишнім середовищем, забезпечуючи постійний доступ. Звичайними є корпуси, що кріпляться на стіну та на стовп. 
2. Оптоволоконні розподільні шафи - Шафи містять волоконно-оптичні панелі з’єднання, лотки для з’єднання, сховище для волокон та комутаційні кабелі для точки з’єднання. Шафи доступні як внутрішні або зовнішні/загартовані блоки. Зовнішні шафи забезпечують стабільне середовище для чутливого обладнання в суворих умовах.
3. Оптоволоконні розподільні рами - Великі розподільчі блоки, що містять кілька волоконно-волоконних патч-панелей, вертикальну та горизонтальну організацію кабелів, з’єднувальні шафи та кабелі для додатків перехресного з’єднання з високою щільністю волокна. Розподільні системи підтримують магістралі та центри обробки даних.
4. Оптоволоконні патч-панелі - Панелі містять кілька волоконно-волоконних адаптерів для кінцевих ниток оптоволоконних кабелів і з’єднання патч-кабелів. Завантажені панелі ковзають у оптоволоконні шафи та каркаси для перехресного з’єднання та розподілу оптоволокна. Перехідні панелі та касетні панелі є двома поширеними типами.  
5. Лотки для зрощування - Модульні лотки, які організовують окремі з’єднання волокон для захисту та зберігання. Кілька лотків розміщені в волоконних шафах і каркасах. Лотки для з’єднання дозволяють залишати надлишки провислих волокон після з’єднання для гнучкості переміщення/додавання/зміни без повторного з’єднання. 
6. Провисання котушок - Обертові котушки або котушки, встановлені в блоках розподілу оптоволокна, для зберігання надлишку або запасу довжини оптоволоконного кабелю. Провисання котушок не дозволяє волокну перевищувати мінімальний радіус вигину, навіть під час переміщення у вузьких просторах корпусів і шаф. 
7. Патч-кабелі - Довжини волоконного шнура, постійно закінчені на обох кінцях з’єднувачами для забезпечення гнучких з’єднань між комутаційними панелями, портами обладнання та іншими кінцевими точками. Комутаційні кабелі дозволяють швидко змінювати волоконно-оптичні лінії, коли це необхідно. 

 

Волоконно-оптичні компоненти підключення разом із захисними кожухами та шафами створюють інтегровану систему для розподілу оптоволокна між мережевим обладнанням, користувачами та об’єктами. При проектуванні волоконно-оптичних мереж інтегратори повинні враховувати потреби повної інфраструктури на додаток до самого оптоволоконного кабелю. Правильно обладнана розподільна система підтримує продуктивність оптоволокна, забезпечує доступ і гнучкість, а також подовжує довговічність оптоволоконних мереж. 

Застосування волоконно-оптичних кабелів 

Волоконно-оптичні мережі стали основою сучасних телекомунікаційних систем, забезпечуючи високошвидкісну передачу даних і зв’язок у багатьох сферах.

 

Одне з найбільш значущих застосувань волоконно-оптичних кабелів – це телекомунікаційна інфраструктура. Волоконно-оптичні мережі забезпечили високошвидкісні широкосмугові з’єднання для Інтернету та телефонного зв’язку по всьому світу. Висока пропускна здатність волоконно-оптичних кабелів дозволяє швидко передавати голос, дані та відео. Великі телекомунікаційні компанії вклали значні кошти в створення глобальних оптоволоконних мереж.

 

Волоконно-оптичні датчики мають багато застосувань у медицині та охороні здоров’я. Їх можна інтегрувати в хірургічні інструменти для забезпечення підвищеної точності, візуалізації та контролю. Волоконно-оптичні датчики також використовуються для моніторингу життєво важливих показників пацієнтів у критичному стані та можуть виявляти зміни, непомітні для органів чуття. Лікарі досліджують використання волоконно-оптичних датчиків для неінвазивного виявлення захворювань шляхом аналізу властивостей світла, що проходить через тканини пацієнтів.

 

Військові використовують волоконно-оптичні кабелі для безпечного зв’язку та сенсорних технологій. Літаки та транспортні засоби часто використовують волоконну оптику для зменшення ваги та електричних перешкод. Волоконно-оптичні гіроскопи забезпечують точні навігаційні дані для систем наведення. Військові також використовують розподілене волоконно-оптичне зондування для моніторингу великих ділянок землі або споруд на предмет будь-яких порушень, які можуть свідчити про ворожу активність або пошкодження конструкції. Деякі винищувачі та новітні системи озброєння покладаються на оптоволокно. 

 

Волоконно-оптичне освітлення використовує волоконно-оптичні кабелі для передачі світла для декоративних застосувань, таких як декоративне освітлення в будинках або прожектори в музеях. Яскраве, енергозберігаюче світло можна змінювати кольорами, формами та іншими ефектами за допомогою фільтрів і лінз. Волоконно-оптичне освітлення також генерує дуже мало тепла порівняно зі стандартним освітленням, зменшує витрати на обслуговування та має набагато довший термін служби.    

 

Моніторинг стану конструкцій використовує волоконно-оптичні датчики для виявлення змін або пошкоджень у будівлях, мостах, дамбах, тунелях та іншій інфраструктурі. Датчики можуть вимірювати вібрації, звуки, коливання температури та дрібні рухи, невидимі для інспекторів, щоб визначити потенційні проблеми до повного виходу з ладу. Цей моніторинг має на меті покращити громадську безпеку шляхом запобігання катастрофічним руйнуванням конструкцій. Волоконно-оптичні датчики ідеально підходять для цього застосування завдяки своїй точності, відсутності перешкод і стійкості до факторів навколишнього середовища, наприклад корозії.     

Окрім згаданих вище застосувань, існує багато інших випадків використання оптоволоконних кабелів у різних галузях промисловості та налаштуваннях, наприклад:

 

• Дистриб'юторська мережа кампусу
• Мережа ЦОД
• Промислова волоконна мережа
• Оптоволокно до антени (FTTA)
• Мережі FTTx
• Бездротові мережі 5G
• Телекомунікаційні мережі
• Мережі кабельного телебачення
• і т.п.

 

Якщо вас цікавить більше, ласкаво просимо переглянути цю статтю: Застосування волоконно-оптичних кабелів: повний список і пояснення (2023)

Волоконно-оптичні кабелі проти мідних кабелів 

Пропозиція оптоволоконних кабелів значні переваги перед традиційними мідними кабелями для передачі інформації. Найбільш помітними перевагами є вища пропускна здатність і висока швидкість. Волоконно-оптичні лінії передачі здатні передавати набагато більше даних, ніж мідні кабелі того ж розміру. Один волоконно-оптичний кабель може передавати кілька терабіт даних за секунду, що достатньо для потокової передачі тисяч фільмів високої чіткості одночасно. Ці можливості дозволяють волоконно-оптичній системі відповідати зростаючим вимогам до передачі даних, голосу та відео.

 

Оптоволоконні кабелі також забезпечують швидше підключення до Інтернету та швидкість завантаження для домівок і підприємств. У той час як мідні кабелі обмежені максимальною швидкістю завантаження близько 100 мегабіт на секунду, волоконно-оптичні з’єднання можуть перевищувати 2 гігабіти на секунду для житлових послуг – у 20 разів швидше. Оптоволокно зробило надшвидкісний широкосмуговий доступ до Інтернету широко доступним у багатьох частинах світу. 

 

Волоконно-оптичні кабелі легші, компактніші, міцніші та стійкі до погодних умов, ніж мідні кабелі. Вони не схильні до впливу електромагнітних перешкод і не потребують посилення сигналу для передачі на великі відстані. Волоконно-оптичні мережі також мають термін служби понад 25 років, набагато довше, ніж мідні мережі, які потребують заміни через 10-15 років. Завдяки своїй непровідній та негорючій природі волоконно-оптичні кабелі представляють меншу небезпеку для безпеки та пожежі.

 

Хоча волоконно-оптичні кабелі, як правило, мають вищі початкові витрати, вони часто забезпечують економію протягом усього терміну служби мережі за рахунок зменшення витрат на обслуговування та експлуатацію, а також більшої надійності. Вартість волоконно-оптичних компонентів і з’єднань також різко знизилася за останні кілька десятиліть, що зробило волоконно-оптичні мережі фінансово життєздатним вибором як для великих, так і для малих комунікаційних потреб. 

 

Таким чином, у порівнянні з традиційними мідними та іншими середовищами передачі, волоконно-оптичні кабелі мають значні технічні переваги для високошвидкісної передачі інформації на великі відстані та великої ємності, а також економічні та практичні переваги для комунікаційних мереж і програм. Ці чудові властивості призвели до широкомасштабної заміни мідної інфраструктури на волоконно-оптичну в багатьох технологічних галузях.  

Монтаж волоконно-оптичних кабелів

Встановлення волоконно-оптичних кабелів вимагає належного поводження, зрощування, підключення та тестування, щоб мінімізувати втрати сигналу та забезпечити надійну роботу. Волоконно-оптичне зрощення з’єднує два волокна, розплавляючи їх і ідеально вирівнюючи, щоб продовжувати передавати світло. Механічні з’єднання та з’єднання зварюванням є двома поширеними методами, причому з’єднання з зварюванням забезпечує меншу втрату світла. Волоконно-оптичні підсилювачі також використовуються на великих відстанях для посилення сигналу без необхідності перетворювати світло назад в електричний сигнал.

 

Волоконно-оптичні конектори використовуються для з'єднання та від'єднання кабелів у місцях з'єднання та інтерфейсів обладнання. Правильне встановлення роз’ємів має вирішальне значення для мінімізації зворотного відбиття та втрати потужності. Поширені типи волоконно-оптичних з’єднувачів включають з’єднувачі ST, SC, LC і MPO. Волоконно-оптичні передавачі, приймачі, комутатори, фільтри та розгалужувачі також встановлюються в оптоволоконних мережах для спрямування та обробки оптичних сигналів.      

 

Безпека є важливим фактором під час встановлення волоконно-оптичних компонентів. Лазерне світло, що передається через волоконно-оптичні кабелі, може призвести до незворотного пошкодження очей. Слід дотримуватися належного захисту очей і обережного поводження. Кабелі мають бути належним чином закріплені та захищені, щоб уникнути сплутування, згинання або поломки, що може зробити кабель непридатним для використання. Зовнішні кабелі мають додаткову атмосферостійку ізоляцію, але все одно вимагають відповідних специфікацій встановлення, щоб уникнути шкоди навколишньому середовищу.

 

Оптоволоконна установка вимагає ретельного очищення, перевірки та тестування всіх компонентів перед розгортанням. Навіть невеликі недоліки або забруднення на роз’ємах, точках з’єднання або оболонках кабелю можуть порушити сигнали або сприяти втручанню факторів навколишнього середовища. Тестування оптичних втрат і тестування вимірювача потужності протягом усього процесу інсталяції гарантує, що система буде працювати з достатнім запасом потужності для необхідної відстані та швидкості передачі даних.    

 

Встановлення волоконно-оптичної інфраструктури вимагає технічних навичок і досвіду для належного завершення, забезпечуючи високу надійність і мінімізуючи майбутні проблеми. Багато технологічних компаній і кабельних підрядників пропонують послуги з монтажу волоконно-оптичних мереж, щоб впоратися з цими складними технічними вимогами для створення волоконно-оптичних мереж як великого, так і малого масштабу. За наявності відповідних технологій і досвіду волоконно-оптичні кабелі можуть забезпечувати чітку передачу сигналу протягом багатьох років, якщо їх правильно встановити. 

Кінцеві волоконно-оптичні кабелі

Кінцеві волоконно-оптичні кабелі включає в себе прикріплення з’єднувачів до жил кабелю для забезпечення з’єднання між мережевим обладнанням або всередині патч-панелей. Процедура завершення вимагає точності та належної техніки, щоб мінімізувати втрати та оптимізувати роботу підключення. Загальні кроки припинення включають:

 

1. Зніміть оболонку кабелю та будь-яке посилення, оголивши оголені нитки волокна. Виміряйте точну необхідну довжину та щільно закрийте невикористане волокно, щоб уникнути впливу вологи/забруднення.  
2. Визначте тип волокна (одномодове/багатомодове) і характеристики розміру (SMF-28, OM1 тощо). Виберіть сумісні роз’єми, такі як LC, SC, ST або MPO, призначені для одномодових або багатомодових. Зіставте розмір наконечника з’єднувача з діаметром волокна. 
3. Очистіть і зачистіть волокно до точної довжини, необхідної для типу конектора. Зрізи робіть обережно, уникаючи пошкодження волокон. Повторно очистіть поверхню волокна, щоб видалити будь-які забруднення. 
4. Нанесіть епоксидну смолу або волокнисту суміш для полірування (для багатоволоконного MPO) на торцеву поверхню наконечника з’єднувача. Бульбашок повітря не повинно бути видно. Для попередньо відполірованих з’єднувачів просто очистіть і перевірте торцеву поверхню наконечника.
5. Обережно вставте волокно в наконечник з’єднувача під належним збільшенням. Наконечник повинен підтримувати кінець волокна на його торцевій поверхні. Волокно не повинно виступати з торця.  
6. Висушіть епоксидну смолу або полірувальну суміш згідно з інструкцією. Для епоксидної смоли зазвичай потрібно 10-15 хвилин. Залежно від специфікацій виробу може знадобитися термозатвердіння або затвердіння УФ-променями. 
7. Огляньте торцеву поверхню під великим збільшенням, щоб переконатися, що волокно відцентровано та трохи виступає з кінця наконечника. Для попередньо відполірованих з’єднувачів просто повторно перевірте торцеву поверхню на наявність будь-яких забруднень або пошкоджень перед сполученням. 
8. Перевірте завершене завершення, щоб переконатися в оптимальній продуктивності перед розгортанням. Використовуйте принаймні візуальний тестер безперервності волокна, щоб підтвердити передачу сигналу через нове з’єднання. OTDR також можна використовувати для вимірювання втрат і виявлення будь-яких проблем. 
9. Дотримуйтеся належних процедур очищення та перевірки торцевих поверхонь роз’єму після сполучення, щоб уникнути втрати сигналу або пошкодження обладнання через забруднення. Ковпачки повинні захищати непідключені роз’єми. 

 

З практикою та правильними інструментами/матеріалами досягнення кінцевих з’єднань із низькими втратами стає швидким і послідовним. Однак, враховуючи необхідну точність, рекомендовано, щоб сертифіковані спеціалісти з оптоволоконної комунікації завершували завершення критичних мережевих з’єднань із високою пропускною здатністю, щоб забезпечити максимальну продуктивність і безвідмовну роботу системи. Навички та досвід мають значення для оптоволоконного підключення. 

Зварювання волоконно-оптичних кабелів

У волоконно-оптичних мережах сплайсинг відноситься до процесу з’єднання двох або більше волоконно-оптичних кабелів. Ця техніка дозволяє безперебійна передача оптичних сигналів між кабелями, що дозволяє розширювати або ремонтувати волоконно-оптичні мережі. Оптоволоконне зрощення зазвичай виконується при підключенні щойно встановлених кабелів, розширенні існуючих мереж або ремонті пошкоджених ділянок. Він відіграє фундаментальну роль у забезпеченні надійної та ефективної передачі даних.

 

Існує два основних способи зрощування волоконно-оптичних кабелів:

1. Зварювання зварюванням:

Зварювання зварювальним методом передбачає постійне з’єднання двох волоконно-оптичних кабелів шляхом плавлення та сплавлення їх торців. Ця техніка вимагає використання зварювального апарату, спеціального пристрою, який точно вирівнює та розплавляє волокна. Після розплавлення волокна з’єднуються разом, утворюючи безперервне з’єднання. Зварювання методом оплавлення забезпечує низькі внесені втрати та чудову довгострокову стабільність, що робить його кращим методом для високопродуктивних з’єднань.

 

Зазвичай процес зварювання оплавленням включає такі етапи:

 

• Підготовка клітковини: Захисне покриття з волокон знімається, а оголені волокна очищаються, щоб забезпечити оптимальні умови зрощування.
• Вирівнювання волокон: Зварювальний апарат вирівнює волокна, точно підбираючи їх серцевину, оболонку та покриття.
• Fiber Fusion: Зварювальний апарат генерує електричну дугу або лазерний промінь, щоб розплавити та сплавити волокна.
• Захист з’єднання: Захисний рукав або корпус накладається на зрощену область, щоб забезпечити механічну міцність і захистити з’єднання від факторів навколишнього середовища.

2. Механічне зрощення:

Механічне зрощування передбачає з’єднання волоконно-оптичних кабелів за допомогою механічних пристроїв для вирівнювання або з’єднувачів. На відміну від зварювання оплавленням, механічне зрощування не плавить і не сплавляє волокна разом. Замість цього він покладається на точне вирівнювання та фізичні роз’єми для встановлення оптичної безперервності. Механічні з’єднання зазвичай підходять для тимчасового або швидкого ремонту, оскільки вони пропонують дещо вищі внесені втрати та можуть бути менш міцними, ніж з’єднання зварюванням.

 

Процес механічного зрощування зазвичай включає наступні етапи:

 

• Підготовка клітковини: Волокна готують шляхом зняття захисних покриттів і розколювання їх для отримання плоских, перпендикулярних торців.
• Вирівнювання волокон: Волокна точно вирівнюються та утримуються разом за допомогою пристроїв для вирівнювання, муфт для з’єднання або з’єднувачів.
• Захист з’єднання: Подібно до зварювання, захисний рукав або корпус використовується для захисту зрощеної області від зовнішніх факторів.

 

І зварювання зварюванням, і механічне зрощування мають свої переваги та можливість застосування на основі конкретних вимог волоконно-оптичної мережі. Зварювання зварюванням забезпечує більш постійне та надійне з’єднання з меншими внесеними втратами, що робить його ідеальним для довгострокових установок і високошвидкісного зв’язку. З іншого боку, механічне зрощування пропонує більш швидке та гнучке рішення для тимчасових з’єднань або ситуацій, коли очікуються часті зміни або оновлення.

 

Таким чином, зрощування волоконно-оптичних кабелів є вирішальною технікою для розширення, ремонту або з’єднання волоконно-оптичних мереж. Ці методи забезпечують безперебійну передачу оптичних сигналів, забезпечуючи ефективну та надійну передачу даних у різних додатках, незалежно від того, чи використовується зварювання для постійних з’єднань чи механічне з’єднання для тимчасового ремонту. 

Внутрішні та зовнішні волоконно-оптичні кабелі

1. Що таке внутрішні волоконно-оптичні кабелі та як вони працюють

Внутрішні волоконно-оптичні кабелі спеціально розроблені для використання всередині будівель або замкнутих просторах. Ці кабелі відіграють вирішальну роль у забезпеченні високошвидкісної передачі даних і зв’язку в таких інфраструктурах, як офіси, центри обробки даних і житлові будинки. Ось кілька ключових моментів, які слід враховувати при обговоренні волоконно-оптичних кабелів для приміщень:

 

• Проектування та будівництво: Внутрішні волоконно-оптичні кабелі розроблені таким чином, щоб бути легкими, гнучкими та простими для встановлення всередині приміщень. Зазвичай вони складаються з центрального сердечника, оболонки та захисної зовнішньої оболонки. Серцевина, виготовлена ​​зі скла або пластику, забезпечує передачу світлових сигналів, тоді як оболонка допомагає мінімізувати втрати сигналу, відбиваючи світло назад у серцевину. Зовнішня оболонка забезпечує захист від фізичних пошкоджень і факторів зовнішнього середовища.
• Типи внутрішніх волоконно-оптичних кабелів: Існують різні типи волоконно-оптичних кабелів для внутрішнього використання, включаючи кабелі з щільною буферизацією, кабелі з вільними трубками та стрічкові кабелі. Кабелі з щільною буферизацією мають покриття безпосередньо на жилах волокон, що робить їх більш придатними для застосування на коротких відстанях і встановлення в приміщенні. Кабелі з вільними трубками мають заповнені гелем трубки, які охоплюють нитки волокна, забезпечуючи додатковий захист для зовнішнього та внутрішнього/зовнішнього застосування. Стрічкові кабелі складаються з кількох волокон, складених разом у плоску стрічкову конфігурацію, що забезпечує велику кількість волокон у компактній формі.
• Область застосування: Внутрішні волоконно-оптичні кабелі широко використовуються для різних застосувань у будівлях. Вони зазвичай розгортаються в локальних мережах (LAN) для підключення комп’ютерів, серверів та інших мережевих пристроїв. Вони забезпечують передачу даних із високою пропускною здатністю, таких як потокове відео, хмарні обчислення та передача великих файлів, із мінімальною затримкою. Внутрішні волоконно-оптичні кабелі також використовуються в структурованих кабельних системах для підтримки телекомунікацій, підключення до Інтернету та голосових послуг.
• переваги: Внутрішні волоконно-оптичні кабелі мають ряд переваг перед традиційними мідними кабелями. Вони мають набагато вищу пропускну здатність, що забезпечує більшу швидкість передачі даних і покращену продуктивність мережі. Вони стійкі до електромагнітних перешкод (EMI) і радіочастотних перешкод (RFI), оскільки передають світлові сигнали замість електричних. Волоконно-оптичні кабелі також більш безпечні, оскільки їх важко підключити або перехопити без помітної втрати сигналу.
• Особливості встановлення: Правильні методи монтажу мають вирішальне значення для оптимальної роботи волоконно-оптичних кабелів для приміщень. Важливо поводитися з кабелями обережно, щоб уникнути згинання або скручування за межі рекомендованого радіусу вигину. Під час встановлення та обслуговування бажано чисте та вільне від пилу середовище, оскільки забруднення можуть вплинути на якість сигналу. Крім того, належне керування кабелями, включаючи прокладку, маркування та закріплення кабелів, забезпечує легкість обслуговування та масштабованість.

 

Загалом волоконно-оптичні кабелі для внутрішніх приміщень забезпечують надійний і ефективний засіб передачі даних усередині будівель, підтримуючи постійно зростаючий попит на високошвидкісне підключення в сучасних середовищах.

2. Що таке зовнішні волоконно-оптичні кабелі та як це працює

Зовнішні волоконно-оптичні кабелі призначені для витримувати суворі умови навколишнього середовища і забезпечують надійну передачу даних на великі відстані. Ці кабелі в основному використовуються для з’єднання мережевої інфраструктури між будівлями, кампусами або великими географічними областями. Ось кілька ключових моментів, які слід враховувати при обговоренні зовнішніх волоконно-оптичних кабелів:

 

• Будівництво та захист: Зовнішні волоконно-оптичні кабелі виготовлені з міцних матеріалів і захисних шарів, щоб забезпечити їх стійкість до факторів навколишнього середовища. Зазвичай вони складаються з центрального сердечника, оболонки, буферних трубок, міцних елементів і зовнішньої оболонки. Серцевина та оболонка виготовлені зі скла або пластику для забезпечення передачі світлових сигналів. Буферні трубки захищають окремі нитки волокон і можуть бути заповнені гелем або водоблокуючими матеріалами, щоб запобігти проникненню води. Міцні елементи, такі як арамідні нитки або стрижні зі скловолокна, забезпечують механічну підтримку, а зовнішня оболонка захищає кабель від УФ-випромінювання, вологи, температурних коливань і фізичних пошкоджень.
• Типи зовнішніх волоконно-оптичних кабелів: Існують різні типи зовнішніх волоконно-оптичних кабелів, які відповідають різним вимогам встановлення. Кабелі з вільними трубками зазвичай використовуються для зовнішньої установки на великі відстані. Вони мають окремі нитки волокна, розміщені всередині буферних трубок для захисту від вологи та механічних впливів. Стрічкові кабелі, подібні до своїх аналогів для внутрішнього використання, містять кілька волокон, складених разом у плоску стрічкову конфігурацію, що забезпечує більшу щільність волокон у компактній формі. Повітряні кабелі призначені для встановлення на стовпах, тоді як кабелі з прямим закопуванням призначені для прокладання під землею без необхідності додаткового захисного кабелепроводу.
• Застосування зовнішньої установки: Зовнішні волоконно-оптичні кабелі розгортаються в широкому діапазоні додатків, включаючи телекомунікаційні мережі на великі відстані, міські мережі (MAN) і розгортання волокна до дому (FTTH). Вони забезпечують зв’язок між будівлями, кампусами та центрами обробки даних, а також можуть використовуватися для з’єднання віддалених областей або встановлення транзитних з’єднань високої пропускної здатності для бездротових мереж. Зовнішні волоконно-оптичні кабелі забезпечують високошвидкісну передачу даних, потокове відео та доступ до Інтернету на великих відстанях.
• Екологічні міркування: Зовнішні волоконно-оптичні кабелі повинні протистояти різноманітним екологічним викликам. Вони створені для захисту від екстремальних температур, вологи, УФ-випромінювання та хімічних речовин. Вони спеціально розроблені, щоб мати чудову міцність на розрив і стійкість до ударів, стирання та пошкодження гризунами. Спеціальні броньовані кабелі або повітряні кабелі з проводами зв’язку використовуються в місцях, схильних до фізичного навантаження, або там, де монтаж може передбачати підвіску на стовпах.
• Технічне обслуговування та ремонт: Зовнішні волоконно-оптичні кабелі потребують періодичної перевірки та обслуговування для забезпечення оптимальної роботи. Необхідно регулярно очищати та перевіряти з’єднувачі, з’єднання та кінцеві точки. Для виявлення будь-яких потенційних проблем слід вживати захисні заходи, такі як періодичне тестування на проникнення води та моніторинг втрати сигналу. У разі пошкодження кабелю для відновлення безперервності оптичного волокна можуть бути використані процеси ремонту, що включають зварювання або механічне зрощування.

 

Зовнішні волоконно-оптичні кабелі відіграють важливу роль у встановленні міцних і надійних мережевих з’єднань на великих відстанях. Їхня здатність протистояти суворим умовам навколишнього середовища та підтримувати цілісність сигналу робить їх незамінними для розширення мережевих з’єднань за межі будівель і великих відкритих територій.

3. Внутрішні та зовнішні волоконно-оптичні кабелі: як вибрати

Вибір відповідного типу волоконно-оптичного кабелю для середовища встановлення має вирішальне значення для продуктивності, надійності та терміну служби мережі. Основні міркування щодо внутрішніх та зовнішніх кабелів включають: 

 

• Умови встановлення - Зовнішні кабелі розраховані на вплив погоди, сонячного світла, вологи та екстремальних температур. Вони використовують більш товсті, стійкі до УФ-випромінювання оболонки та гелі або жири для захисту від проникнення води. Внутрішні кабелі не вимагають цих властивостей і мають тоншу оболонку без оцінки. Використання внутрішнього кабелю поза приміщенням може швидко пошкодити кабель. 
• Рейтинг компонентів - Зовнішні кабелі використовують компоненти, спеціально призначені для суворих умов, як-от міцні елементи з нержавіючої сталі, водонепроникні арамідні нитки та з’єднувачі/з’єднання з гелевими ущільненнями. Ці компоненти непотрібні для встановлення всередині приміщень, а відсутність їх у зовнішніх умовах значно скоротить термін служби кабелю.  
• Кондуіт проти прямого поховання - Зовнішні кабелі, встановлені під землею, можуть проходити через трубопровід або бути безпосередньо закопаними. Кабелі з прямим захороненням мають важчу оболонку з поліетилену (PE) і часто включають загальний шар броні для максимального захисту при прямому контакті з ґрунтом. Кабелі з класом трубопровід мають легшу оболонку та не мають броні, оскільки трубопровід захищає кабель від пошкодження навколишнім середовищем. 
• Повітря проти підземного - Кабелі, призначені для повітряної установки, мають конструкцію вісімки, яка є самонесучою між опорами. Їм потрібні стійкі до ультрафіолетового випромінювання куртки, стійкі до погодних умов, але без броні. Підземні кабелі мають круглу, компактну конструкцію і часто включають броню та водоблокуючі компоненти для встановлення в траншеях або тунелях. Повітряний кабель не витримує навантажень під землею. 
• Вогнестійкість - Для деяких кабелів для внутрішніх приміщень, особливо для вентиляційних приміщень, потрібні вогнестійкі та нетоксичні оболонки, щоб уникнути поширення полум’я чи отруйних парів під час пожежі. Ці кабелі з низьким вмістом диму, нульовим вмістом галогенів (LSZH) або вогнезахисні кабелі без азбесту (FR-A) виділяють мало диму та не виділяють небезпечних побічних продуктів під час дії вогню. Стандартний кабель може виділяти токсичні пари, тому пожежобезпечний кабель безпечніший для місць, де можуть постраждати великі групи людей. 

 

Див також: Внутрішні та зовнішні волоконно-оптичні кабелі: основи, відмінності та як вибрати

 

Вибір правильного типу кабелю для середовища встановлення забезпечує безперебійну роботу та продуктивність мережі, уникаючи дорогої заміни неправильно вибраних компонентів. Компоненти, призначені для зовнішнього використання, також зазвичай мають вищу вартість, тому обмеження їх використання зовнішніми ділянками кабелю допомагає оптимізувати загальний бюджет мережі. За допомогою відповідного кабелю для кожного набору умов навколишнього середовища надійні волоконно-оптичні мережі можна розгорнути всюди, де це необхідно.

Проектування оптоволоконної мережі

Волоконно-оптичні мережі вимагають ретельного проектування, щоб вибрати компоненти, які відповідатимуть поточним потребам, але масштабуватимуться для майбутнього зростання та забезпечуватимуть стійкість завдяки резервуванню. Основні фактори при проектуванні оптоволоконної системи включають:

 

• Тип волокна: Виберіть одномодове або багатомодове волокно. Одномодовий для >10 Гбіт/с, більші відстані. Багатомодовий для <10 Гбіт/с, короткі пробіги. Розгляньте OM3, OM4 або OM5 для багатомодового волокна та OS2 або OS1 для одномодового. Виберіть діаметр волокна, який відповідає підключенню та портам обладнання. Плануйте типи волокон відповідно до потреб у відстані, пропускній здатності та бюджеті втрат. 
• Топологія мережі: Типовими варіантами є «точка-точка» (пряме з’єднання), шина (багатоточкова: з’єднання даних у кабель між кінцевими точками), кільце (багатоточкова: коло з кінцевими точками), «дерево/гілка» (ієрархічні відгалуження) та сітка (багато пересічних з’єднань) . Виберіть топологію на основі вимог до підключення, доступних шляхів і рівня резервування. Кільцева та сітчаста топології забезпечують найбільшу стійкість із багатьма потенційними шляхами. 
• Кількість волокон: Виберіть кількість жил волокна в кожній кабельній трасі, корпусі, панелі на основі поточного попиту та майбутніх прогнозів пропускної здатності/зростання. Це більш масштабоване встановлення максимальної кількості кабелів/компонентів, яке дозволяє бюджет, оскільки зрощення та перенаправлення волокон є складними, якщо пізніше знадобиться більше ниток. Для ключових магістральних з’єднань оптоволокно плану приблизно в 2-4 рази перевищує очікувану пропускну здатність протягом 10-15 років.  
• Масштабованість: Проектуйте оптоволоконну інфраструктуру з урахуванням майбутнього попиту на пропускну здатність. Вибирайте компоненти з найбільшою ємністю оптоволокна, що є практичним і залишайте місце для розширення в корпусах, стійках і шляхах. Купуйте лише патч-панелі, касети та джгути з типами адаптерів і кількістю портів, необхідних для поточних потреб, але вибирайте модульне обладнання з простором для додавання додаткових портів із зростанням пропускної здатності, щоб уникнути дорогих замін. 
• Надмірність: Включіть резервні з’єднання в кабельну/оптоволоконну інфраструктуру, де недопустимий простой (лікарня, центр обробки даних, комунальне підприємство). Використовуйте сітчасті топології, подвійне наведення (подвійні зв’язки від сайту до мережі) або протоколи охоплюючого дерева через топологію фізичного кільця, щоб блокувати надлишкові зв’язки та вмикати автоматичне перемикання після відмови. Крім того, сплануйте окремі кабельні маршрути та шляхи для забезпечення повністю резервованих варіантів підключення між ключовими об’єктами/будівлями. 
• Реалізація: Робота з сертифікованими проектувальниками та монтажниками з досвідом розгортання оптоволоконної мережі. Для досягнення оптимальної продуктивності потрібні навички завершення та зрощування волоконно-оптичних кабелів, тестування з’єднань і введення в експлуатацію компонентів. Чітко задокументуйте інфраструктуру для цілей управління та усунення несправностей.

 

Для ефективного довгострокового оптоволоконного підключення ключовим є планування масштабованого дизайну та системи високої ємності, яка може розвиватися разом із технологіями цифрового зв’язку. Враховуйте поточні та майбутні потреби під час вибору волоконно-оптичних кабелів, компонентів зв’язку, шляхів і обладнання, щоб уникнути дорогих перепроектувань або вузьких місць у мережі, оскільки вимоги до пропускної здатності збільшуються протягом терміну служби інфраструктури. Завдяки надійній, перспективній конструкції, яка належним чином реалізована досвідченими професіоналами, волоконно-оптична мережа стає стратегічним активом зі значним поверненням інвестицій.

Конструкція волоконно-оптичних кабелів: найкращі поради та практики

Нижче наведено кілька порад щодо передового використання волоконно-оптичної мережі.

 

• Завжди дотримуйтесь рекомендованих обмежень радіусу вигину для конкретного типу оптоволоконного кабелю. Занадто туге згинання волокна може пошкодити скло та порушити оптичні шляхи. 
• Тримайте волоконно-оптичні роз’єми та адаптери в чистоті. Брудні або подряпані з’єднання розсіюють світло та знижують потужність сигналу. Часто вважається причиною №1 втрати сигналу.
• Використовуйте лише дозволені засоби для чищення. Ізопропіловий спирт і спеціальні розчини для чищення волоконно-оптичних кабелів безпечні для більшості волоконних з’єднань за умови правильного використання. Інші хімічні речовини можуть пошкодити поверхні волокна та покриття. 
• Захистіть волоконно-оптичні кабелі від ударів і здавлювання. Падіння або защемлення оптоволокна може розтріскати скло, поламати покриття або стиснути та деформувати кабель, що призведе до незворотного пошкодження.
• Дотримуйтесь належної полярності дуплексних волокон і магістралей MPO. Використання неправильної полярності перешкоджає передачі світла між правильно спареними волокнами. Опануйте схему розводки A, B і багатопозиційні діаграми для підключення. 
• Позначте всі волоконно-оптичні кабелі чітко та послідовно. Схема на кшталт «Rack4-PatchPanel12-Port6» дозволяє легко ідентифікувати кожне оптоволоконне з’єднання. Мітки мають відповідати документації. 
• Виміряйте втрати та перевірте все встановлене волокно за допомогою OTDR. Переконайтеся, що втрата відповідає специфікаціям виробника або є нижчою перед запуском. Шукайте аномалії, які вказують на пошкодження, погані з’єднання або невідповідні роз’єми, які потребують виправлення. 
• Навчіть техніків належній техніці зварювання. Сплайсинг повинен точно вирівнювати серцевини волокон і мати гарну геометрію сколу в точках з’єднання для оптимальних втрат. Погана техніка призводить до більших втрат і зниження продуктивності мережі. 
• Відповідально керуйте провислим волокном, використовуючи блоки розподілу волокна та шпулі. Надлишок провислого волокна, застряглого в корпусі, напружує роз’єми/адаптери, і його важко отримати або відстежити пізніше для переміщення/додавання/зміни. 
• Задокументуйте всі встановлені волокна, включаючи результати випробувань, місця провисання, типи/класи роз’ємів і полярність. Документація дозволяє спростити пошук несправностей, технічне обслуговування та безпечне оновлення/модифікацію мереж. Відсутність записів часто означає починати з нуля. 
• Плануйте розширення та більшу пропускну здатність у майбутньому. Встановлення більшої кількості оптоволоконних ниток, ніж потрібно на даний момент, і використання кабелепроводу з тяговими струнами/направляючими дротами дозволяє згодом економічно підвищити швидкість/ємність мережі.

Оптоволоконний кабель MPO/MTP

З’єднувачі та вузли MPO/MTP використовуються в мережах із великою кількістю волокон, де важко керувати окремими волокнами/з’єднувачами, наприклад у з’єднаннях 100G+ Ethernet і FTTA. Основні компоненти MPO включають:

1. Магістральні кабелі

Містять від 12 до 72 волокон, закінчених одним роз’ємом MPO/MTP на кожному кінці. Використовується для з’єднання між обладнанням у центрах обробки даних, FTTA підіймається до веж і об’єктів спільного розташування операторів. Дозвольте високу щільність волокна в одному підключеному блоці. 

2. Жгути кабелів

Мати один роз’єм MPO/MTP на одному кінці та кілька симплексних/дуплексних роз’ємів (LC/SC) на іншому. Забезпечити перехід від багатоволоконного підключення до індивідуального волокна. Встановлюється між магістральними системами та обладнанням із роз’ємами для дискретних портів.

3. Стрічки

Завантажений модулями-адаптерами, які підтримують роз’єми MPO/MTP та/або симплекс/дуплекс для забезпечення модульного перехресного з’єднання. Касети встановлюються в волоконно-розподільні блоки, каркаси та патч-панелі. Використовується як для мереж з’єднання, так і для перехресних мереж. Набагато вища щільність, ніж традиційні адаптерні панелі.

4. Стовбурові розгалужувачі

Мати роз’єм MPO на вхідному кінці з двома виходами MPO, щоб розділити одну магістраль з високим числом волокон на дві магістралі з меншою кількістю волокон. Наприклад, вхід 24 волокон, розділених на два виходи по 12 волокон кожен. Дозволяє ефективне перенастроювання транкінгових мереж MPO. 

5. Модулі адаптера MEPPI

Вставте в касети та завантажені панелі. Містить адаптери MPO ззаду для підключення одного або кількох з’єднань MPO та кілька адаптерів LC/SC спереду, які роз’єднують кожне волокно в каналах MPO. Забезпечте інтерфейс між транкінгом MPO та підключенням LC/SC на обладнанні. 

6. Полярність

Кабелі MPO/MTP вимагають підтримки правильного розташування волокна та полярності в каналі для наскрізного з’єднання на правильних оптичних шляхах. Для MPO доступні три типи полярності: Тип A - від ключа вгору до ключа вгору, тип B - від ключа вниз до ключа вниз і тип C - волокна центрального ряду, волокна нецентрального ряду транспоновані. Належна полярність через кабельну інфраструктуру має важливе значення, інакше сигнали не будуть правильно проходити між підключеним обладнанням.

7. Документація та маркування

Через велику кількість волокон і складність інсталяції MPO мають значний ризик неправильної конфігурації, що може спричинити проблеми з усуненням несправностей. Ретельна документація магістральних шляхів, кінцевих точок джгутів, призначення слотів для касет, орієнтація магістральних розгалужувачів і типи полярності повинні бути записані як створені для подальшого використання. Комплексне маркування також має вирішальне значення. 

Тестування волоконно-оптичних кабелів

Щоб переконатися, що волоконно-оптичні кабелі встановлені та функціонують належним чином, необхідно виконати кілька тестів, включаючи перевірку безперервності, перевірку торцевої поверхні та перевірку оптичних втрат. Ці тести підтверджують, що волокна не пошкоджені, з’єднувачі високої якості, а втрати світла знаходяться в межах допустимих рівнів для ефективної передачі сигналу.

 

• Перевірка безперервності - Використовує візуальний локатор несправностей (VFL), щоб надсилати видиме червоне лазерне світло через волокно, щоб перевірити наявність розривів, вигинів або інших проблем. Червоне світіння на дальньому кінці вказує на неушкоджене безперервне волокно. 
• Перевірка торця - Використовує зонд волоконного мікроскопа для перевірки торців волокон і роз’ємів на наявність подряпин, ямок або забруднень. Якість торця має вирішальне значення для мінімізації внесених втрат і зворотного відбиття. Торці волокна повинні бути належним чином відполіровані, очищені та не пошкоджені.
• Випробування оптичних втрат - Вимірює втрату світла в децибелах (дБ) між волокнами та компонентами, щоб переконатися, що вона нижча від максимально допустимої. Набір для перевірки оптичних втрат (OLTS) містить джерело світла та вимірювач потужності для вимірювання втрат. Рівні втрат визначаються на основі таких факторів, як тип кабелю, довжина хвилі, відстань і стандарт мережі. Занадто великі втрати зменшують силу сигналу та пропускну здатність.

 

Для тестування оптоволоконного кабелю потрібні кілька інструментів, зокрема:

 

• Візуальний локатор несправностей (VFL) - Випромінює видиме червоне лазерне світло для перевірки безперервності волокна та відстеження шляхів волокна.
• Зонд волоконного мікроскопа - Збільшує та освітлює торці волокон у 200–400 разів для огляду.
• Тест на оптичні втрати (OLTS) - Включає стабілізоване джерело світла та вимірювач потужності для вимірювання втрат у дБ між волокнами, роз’ємами та з’єднаннями. 
• Засоби для очищення волокна - М'які тканини, серветки для чищення, розчинники та тампони для належного очищення волокон і торців перед тестуванням або підключенням. Забруднювачі є основним джерелом втрат і пошкоджень. 
• Еталонні тестові кабелі - Короткі патч-кабелі для підключення тестового обладнання до кабелю, що тестується. Еталонні кабелі повинні бути високоякісними, щоб уникнути перешкод під час вимірювань.
• Інструменти візуального огляду - Ліхтарик, бороскоп, оглядове дзеркало, що використовується для перевірки компонентів оптоволоконного кабелю та монтажу на наявність пошкоджень або проблем. 

 

Ретельне тестування волоконно-оптичних каналів і мереж потрібне для підтримки належної продуктивності та відповідності галузевим стандартам. Тестування, перевірку та очищення слід виконувати під час початкової інсталяції, коли вносяться зміни або виникають проблеми з втратою чи пропускною здатністю. Оптоволокно, яке пройшло всі перевірки, забезпечить довгі роки швидкої та надійної служби.

Розрахунок бюджету втрат зв’язку та вибір кабелю

При проектуванні волоконно-оптичної мережі важливо розрахувати загальні втрати зв’язку, щоб забезпечити достатню потужність для виявлення світла на приймальному кінці. Бюджет втрат у каналі зв’язку враховує все загасання в каналі зв’язку, включаючи втрати в волоконно-волоконному кабелі, втрати з’єднувача, втрати на з’єднанні та втрати будь-яких інших компонентів. Загальна втрата зв’язку має бути меншою за втрату, яку можна допустити, зберігаючи адекватну потужність сигналу, відому як «бюджет потужності».

 

Втрати зв’язку вимірюються в децибелах на кілометр (дБ/км) для конкретного волокна та довжини хвилі джерела світла. Типові значення втрат для звичайного волокна та типи довжини хвилі: 

 

• Одномодове (SM) волокно @ 1310 нм - 0.32-0.4 дБ/км      
• Одномодове (SM) волокно при 1550 нм - 0.25 дБ/км 
• Багатомодове (ММ) волокно при 850 нм - 2.5-3.5 дБ/км 

 

Втрати з’єднувача та з’єднання є фіксованим значенням для всіх з’єднань, приблизно –0.5 дБ на сполучену пару з’єднувача або з’єднання. Кількість з’єднувачів залежить від довжини з’єднання, оскільки для більш довгих з’єднань може знадобитися з’єднання кількох секцій волокна.  

 

Бюджет потужності каналу зв’язку повинен враховувати діапазон потужності передавача та приймача, запас надійності потужності та будь-які додаткові втрати від комутаційних кабелів, волоконних атенюаторів або активних компонентів. Повинна бути достатня потужність передавача та чутливість приймача, щоб канал працював ефективно з деяким запасом надійності, зазвичай близько 10% від загального бюджету.

 

Виходячи з бюджету втрат зв’язку та вимог до потужності, необхідно вибрати відповідний тип волокна та передавач/приймач. Одномодове волокно слід використовувати для великих відстаней або високої пропускної здатності через його менші втрати, тоді як багатомодове волокно може працювати для коротших з’єднань, коли нижча вартість є пріоритетом. Джерела світла та приймачі вказуватимуть сумісний розмір серцевини волокна та довжину хвилі. 

 

Зовнішні кабелі також мають вищі специфікації втрат, тому бюджети втрат у з’єднанні повинні бути скориговані для компенсації при використанні зовнішніх секцій кабелю. Вибирайте активне обладнання та роз’єми, призначені для використання поза приміщеннями, щоб уникнути пошкодження цих з’єднань вологою та погодою. 

 

Волоконно-оптичні лінії зв’язку можуть підтримувати лише обмежену кількість втрат, забезпечуючи при цьому достатню потужність для передачі читаного сигналу до приймача. Розрахувавши загальні втрати зв’язку з усіма коефіцієнтами загасання та вибравши компоненти з сумісними значеннями втрат, можна спроектувати та розгорнути ефективні та надійні волоконно-оптичні мережі. Втрати, що перевищують бюджет потужності, призведуть до погіршення сигналу, бітових помилок або повного збою з’єднання. 

Стандарти волоконно-оптичної галузі 

Стандарти на волоконно-оптичні технології розробляються та підтримуються кількома організаціями, зокрема:

1. Асоціація телекомунікаційної промисловості (TIA)

Створює стандарти для продуктів підключення, таких як волоконно-оптичні кабелі, з’єднувачі, з’єднання та тестове обладнання. Стандарти TIA визначають вимоги до продуктивності, надійності та безпеки. Основні стандарти волокна включають TIA-492, TIA-568, TIA-606 і TIA-942.

 

• ТІА-568 - Commercial Building Telecommunications Cabling Standard від TIA охоплює вимоги до тестування та монтажу мідних і оптоволоконних кабелів у корпоративних середовищах. TIA-568 визначає типи кабелів, відстані, продуктивність і полярність для оптоволоконних з’єднань. Посилання Стандарт ISO/IEC 11801.
• TIA-604-5-D - Стандарт сумісності волоконно-оптичних роз’ємів (FOCIS), що визначає геометрію роз’єму MPO, фізичні розміри, параметри продуктивності для досягнення сумісності між джерелами та кабелями. FOCIS-10 посилається на 12-волоконний MPO, а FOCIS-5 посилається на 24-волоконний MPO-роз’єм, який використовується в паралельній оптиці 40/100G і кабельній системі MPO.

2. Міжнародна електротехнічна комісія (IEC)

Розробляє міжнародні стандарти оптоволокна, зосереджені на продуктивності, надійності, безпеці та тестуванні. Стандарти IEC 60794 і IEC 61280 охоплюють специфікації волоконно-оптичних кабелів і роз’ємів.

 

• ISO / IEC 11801 - Міжнародний загальний стандарт кабельної розводки для приміщень клієнтів. Визначає специфікації продуктивності для різних класів волокна (від OM1 до OM5 багатомодового, від OS1 до OS2 одномодового). специфікації в 11801 прийняті в усьому світі та посилаються на TIA-568.
• МЕК 61753-1 - Стандарт продуктивності волоконно-оптичних сполучних пристроїв і пасивних компонентів. Визначає випробування та процедури випробувань для оцінки оптичних характеристик волоконно-волоконних з’єднувачів, адаптерів, протекторів для з’єднання та інших пасивних з’єднань, що використовуються у волоконно-оптичних з’єднаннях. Відповідає стандартам Telcordia GR-20-CORE і кабелям.

3. Міжнародний союз електрозв'язку (МСЕ)

Агентство Організації Об’єднаних Націй, яке встановлює стандарти для телекомунікаційних технологій, включаючи волоконну оптику. ITU-T G.651-G.657 надає специфікації для типів і характеристик одномодового волокна.

  

4. Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE)

Видає стандарти для волоконно-оптичних технологій, що стосуються центрів обробки даних, мережевого обладнання та транспортних систем. IEEE 802.3 визначає стандарти для оптоволоконних мереж Ethernet.

 

• IEEE 802.3 - Стандарт Ethernet від IEEE, який використовує волоконно-оптичні кабелі та інтерфейси. Технічні характеристики оптоволокна для 10GBASE-SR, 10GBASE-LRM, 10GBASE-LR, 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10 і 100GBASE-LR4 наведено на основі типів оптоволокна OM3, OM4 і OS2. З’єднання MPO/MTP указано для деяких оптоволоконних носіїв. 

5. Асоціація електронної промисловості (EIA)

Співпрацює з TIA над розробкою стандартів для продуктів підключення, з EIA-455 і EIA/TIA-598, зосередженими на волоконно-оптичних з’єднувачах і заземленні. 

6. Telcordia / Bellcore

Створює стандарти для мережевого обладнання, зовнішніх кабелів заводу та волоконної оптики центральних офісів у Сполучених Штатах. GR-20 забезпечує стандарти надійності для волоконно-оптичних кабелів. 

 

• Telcordia GR-20-CORE - Стандарт Telcordia (раніше Bellcore), що визначає вимоги до волоконно-оптичних кабелів, що використовуються в операторських мережах, центральних офісах і зовнішніх підприємствах. Посилається на стандарти TIA та ISO/IEC, але містить додаткові кваліфікаційні вимоги щодо температурного діапазону, довговічності, конструкції кабелю та тестування продуктивності. Надає виробникам і операторам мережевого обладнання загальні рекомендації щодо високонадійної оптоволоконної інфраструктури.

7. Вісник РУС

• Вісник РУС 1715Е-810 - Оптоволоконна специфікація від Rural Utilities Service (RUS), яка містить інструкції щодо проектування, встановлення та тестування оптоволоконних систем для комунальних послуг. Базується на галузевих стандартах, але містить додаткові вимоги щодо з’єднання корпусів корпусів, монтажного обладнання, маркування, з’єднання/заземлення для середовищ комунальних мереж

 

Стандарти важливі для волоконно-оптичних мереж з кількох причин: 

 

• Взаємодія - Компоненти, які відповідають однаковим стандартам, можуть сумісно працювати разом, незалежно від виробника. Стандарти гарантують, що передавачі, кабелі та приймачі функціонуватимуть як інтегрована система.
• Надійність - Стандарти визначають критерії продуктивності, методи випробувань і коефіцієнти безпеки для забезпечення рівня надійності оптоволоконних мереж і компонентів. Щоб вироби відповідали стандартам, вони повинні відповідати мінімальним радіусом вигину, натягу, діапазону температур та іншим вимогам. 
• Якість - Виробники повинні дотримуватися стандартів дизайну, матеріалів і виробництва, щоб створювати сумісні продукти. Це призводить до вищої та сталішої якості волоконно-оптичних виробів. 
• Підтримайте - Обладнання та мережі, засновані на широко прийнятих стандартах, матимуть кращу довгострокову підтримку та доступність сумісних запасних частин. Запатентована або нестандартна технологія може застаріти.

 

Оскільки волоконно-оптичні мережі та технології продовжують розширюватися в усьому світі, стандарти спрямовані на прискорення зростання за рахунок сумісності, підвищення якості, надійності та підтримки життєвого циклу. Для високопродуктивних критично важливих мереж волоконно-оптичні компоненти на основі стандартів є важливими. 

Варіанти резервування для волоконно-оптичних мереж 

Для критично важливих мереж, які вимагають максимального часу безвідмовної роботи, надлишковість є важливою. Кілька варіантів включення резервування в волоконно-оптичні мережі включають:

 

1. Кільця мережі самовідновлення - З’єднання вузлів мережі в кільцевій топології з двома незалежними оптоволоконними шляхами між кожним вузлом. Якщо один з оптоволоконних шляхів перерізаний або пошкоджений, трафік автоматично перенаправляється в протилежному напрямку навколо кільця. Найбільш поширені в мережах метрополітену та центрах обробки даних. 
2. Сітчасті топології - Кожен мережевий вузол підключений до кількох навколишніх вузлів, створюючи резервні шляхи підключення. Якщо будь-який шлях не вдається, трафік може перенаправлятися через інші вузли. Найкраще підходить для кампусних мереж, де високі потреби у простоях. 
3. Різноманітна маршрутизація - Трафік первинних і резервних даних проходить двома фізично різними шляхами від джерела до місця призначення. Якщо основний шлях не вдається, трафік швидко переключається на резервний шлях. Для максимального резервування використовується різне обладнання, кабелі та навіть географічні шляхи. 
4. Дублювання обладнання - Важливе мережеве обладнання, наприклад комутатори та маршрутизатори, розгортається в паралельних наборах із дзеркальними конфігураціями. Якщо один пристрій виходить з ладу або потребує обслуговування, дублюючий пристрій негайно бере на себе підтримку роботи мережі. Вимагає подвійних джерел живлення та ретельного керування конфігурацією. 
5. Різноманітність волоконних шляхів - Там, де це можливо, волоконно-оптичні кабелі для основних і резервних маршрутів слідують за роздільними кабельними шляхами між місцями. Це захищає від єдиної точки відмови на будь-якому одному шляху через пошкодження або екологічні проблеми. Використовуються окремі входи в будівлі та прокладка кабелю в різних частинах кампусу. 
6. Дублювання транспондера - Для оптоволоконних мереж, що охоплюють великі відстані, підсилені транспондери або регенератори розміщуються приблизно кожні 50-100 км для підтримки потужності сигналу. Надлишкові транспондери (захист 1+1) або паралельні маршрути з окремими транспондерами на кожному шляху захищають канал від збоїв підсилювача, які інакше перервали б трафік. 

 

У будь-якій конструкції резервування необхідне автоматичне перемикання після відмови до компонентів резервного копіювання, щоб швидко відновити службу в разі несправності. Програмне забезпечення для керування мережею активно відстежує основні шляхи та обладнання, миттєво запускаючи резервні ресурси, якщо виявлено збій. Резервування вимагає додаткових інвестицій, але забезпечує максимальний час безперебійної роботи та стійкість для критично важливих оптоволоконних мереж, що передають голос, дані та відео. 

 

Для більшості мереж добре працює комбінація надлишкових стратегій. Оптоволоконне кільце може мати сітчасті з’єднання з дубльованими маршрутизаторами та комутаторами на різних джерелах живлення. Транспондери могли б забезпечити надлишковість для з'єднань на великі відстані між містами. Завдяки комплексному резервуванню в стратегічних точках мережі загальна надійність і час безперебійної роботи оптимізовані для задоволення навіть вимогливих вимог. 

Оцінка вартості волоконно-оптичних мереж 

У той час як волоконно-оптичні мережі вимагають вищих початкових інвестицій, ніж мідні кабелі, оптоволокно забезпечує значну довгострокову цінність завдяки вищій продуктивності, надійності та довговічності. Витрати на волоконно-оптичні мережі включають:

 

• Матеріальні витрати - Кабелі, з’єднувачі, корпуси для з’єднання, мережеве обладнання та компоненти, необхідні для волоконно-оптичної мережі. Волоконно-оптичний кабель дорожчий за фут, ніж мідний, від 0.15 до понад 5 доларів за фут залежно від типу. Комутаційні панелі, комутатори та маршрутизатори, розроблені для оптоволокна, також зазвичай у 2-3 рази дорожчі за еквівалентні мідні пристрої. 
• Витрати на встановлення - Робота та послуги зі встановлення інфраструктури волоконно-оптичних кабелів, включаючи протягування кабелю, зрощування, закінчення, тестування та усунення несправностей. Вартість установки коливається від 150-500 доларів США за кінцівку волокна, 750-2000 доларів США за кабельне з’єднання та 15,000 XNUMX доларів США за милю для зовнішньої установки кабелю. Складні мережі в перевантажених районах або повітряні установки збільшують витрати. 
• Поточні витрати - Витрати на експлуатацію, управління та технічне обслуговування волоконно-оптичної мережі, включаючи енергопостачання, вимоги до охолодження для активного обладнання, оренду права доступу та витрати на системи моніторингу/керування мережею. Річні контракти на технічне обслуговування для підтримки критичної інфраструктури коливаються в межах 10-15% початкової вартості обладнання. 

 

У той час як витрати на матеріали та монтаж волокна вищі, життєвий цикл волоконно-оптичних систем значно довший. Волоконно-оптичний кабель може працювати 25-40 років без заміни проти лише 10-15 років для мідного кабелю та потребує меншого загального обслуговування. Пропускна здатність також потребує подвоєння кожні 2-3 роки, тобто будь-яка мідна мережа потребуватиме повної заміни для підвищення пропускної здатності протягом життєвого циклу. 

 

У таблиці нижче представлено порівняння витрат для різних типів оптоволоконних мереж підприємства:

 

Тип мережі	Вартість матеріалу/фут	Вартість встановлення/фунтів	Очікувана тривалість життя
Однорежимна OS2	$ 0.50- $ 2	$5	25-40 років
OM3 Багаторежимний	$ 0.15- $ 0.75	$ 1- $ 3	10-15 років
OS2 з 12-жильними волокнами	$ 1.50- $ 5	$ 10- $ 20	25-40 років
Резервна мережа	2-3x стандарт	2-3x стандарт	25-40 років

 

Хоча волоконно-оптичні системи вимагають більшого початкового капіталу, довгострокові переваги в продуктивності, стабільності та економічній ефективності роблять оптоволокно кращим вибором для організацій, які дивляться на 10-20 років уперед. Для перспективного підключення, максимального часу безвідмовної роботи та уникнення передчасного старіння оптоволокно демонструє нижчу загальну вартість володіння та високу віддачу від інвестицій, оскільки мережі з часом збільшують швидкість і пропускну здатність.

Майбутнє волоконно-оптичних кабелів 

Волоконно-оптична технологія продовжує швидко розвиватися, створюючи нові компоненти та додатки. Сучасні тенденції включають розширення бездротових мереж 5G, ширше використання оптоволокна до дому (FTTH) і зростання інфраструктури центрів обробки даних. Ці тенденції залежать від високошвидкісних волоконно-оптичних мереж з великою пропускною здатністю та сприятимуть подальшим інноваціям у волоконно-оптичних компонентах і модулях для задоволення зростаючих вимог до пропускної здатності.

 

Розробляються нові волоконно-оптичні з’єднувачі, комутатори, передавачі та приймачі для обробки вищих швидкостей передачі даних і більшої щільності з’єднання. Оптичні підсилювачі та альтернативні лазерні джерела оптимізуються для посилення сигналів на великих відстанях без повторювачів. Більш вузькі волокна та багатожильні волокна в одному кабелі збільшать пропускну здатність і ємність даних. Удосконалення методів з’єднання, тестування та очищення оптоволокна спрямовані на подальше зменшення втрат сигналу для більш надійної роботи.  

 

Потенційні майбутні застосування волоконно-оптичної технології захоплюючі та різноманітні. Інтегровані волоконно-оптичні датчики можуть забезпечити безперервний моніторинг здоров’я, точну навігацію та автоматизацію розумного будинку. Технологія Li-Fi використовує світло від волоконної оптики та світлодіодів для бездротової передачі даних на високій швидкості. Нові біомедичні пристрої можуть використовувати волоконну оптику для доступу до важкодоступних ділянок тіла або стимуляції нервів і тканин. Квантові обчислення можуть також використовувати волоконно-оптичні зв’язки між вузлами.

 

Безпілотні транспортні засоби можуть використовувати волоконно-оптичні гіроскопи та датчики для навігації дорогами. Удосконалення технології волоконного лазера може покращити різні технології виробництва, такі як різання, зварювання, маркування, а також лазерну зброю. Носимі технології та системи віртуальної/доповненої реальності можуть включати волоконно-оптичні дисплеї та пристрої введення для повного занурення. Простіше кажучи, волоконно-оптичні можливості допомагають розвивати інновації майже в кожній технологічній галузі.

 

Оскільки волоконно-оптичні мережі стають все більш пов’язаними та інтегрованими в інфраструктуру по всьому світу, майбутні можливості є трансформаційними та майже безмежними. Постійне вдосконалення вартості, ефективності та можливостей дозволить волоконно-оптичній технології продовжувати каталізувати зміни та покращувати життя як у розвинених, так і в регіонах, що розвиваються, по всьому світу. Повний потенціал волоконної оптики ще не реалізований.

Думки експертів

Інтерв’ю з фахівцями з волоконно-оптичних технологій надають величезну кількість знань про технологічні тенденції, загальні практики та уроки, отримані з багаторічного досвіду. У наступних інтерв’ю висвітлюються поради новачкам у галузі, а також технологічним менеджерам, які розробляють системи підключення даних. 

 

Інтерв’ю з Джоном Смітом, RCDD, старшим консультантом Corning

 

З: Які технологічні тенденції впливають на оптоволоконні мережі?

В: Ми спостерігаємо зростаючий попит на оптоволокно в центрах обробки даних, бездротовій інфраструктурі та розумних містах. Зростання пропускної здатності за допомогою 5G, IoT і відео 4K/8K сприяє більшому розгортанню оптоволокна... 

 

З: Які помилки ви часто бачите?

A: Погана видимість мережевої документації є загальною проблемою. Відсутність належного маркування та відстеження оптоволоконних комутаційних панелей, з’єднань і кінцевих точок робить переміщення/додавання/зміни трудомісткими та ризикованими...  

 

З: Які поради ви б дали новачкам у галузі?

A: Зосередьтеся на постійному навчанні. Отримайте сертифікати понад початкового рівня, щоб підвищити свої навички. Спробуйте набути досвіду розгортання волокна як на заводі, так і поза заводом... Сильні навички спілкування та документування однаково важливі для технічної кар’єри. Розгляньте спеціалізацію центрів обробки даних і телекомунікаційних компаній/постачальників послуг, щоб надати більше можливостей кар’єрного росту...

 

З: Яких найкращих практик слід дотримуватися всім технікам?

Відповідь: Дотримуйтеся галузевих стандартів для всіх процедур встановлення та тестування. Дотримуйтесь правил техніки безпеки. Ретельно маркуйте та документуйте свою роботу на кожному кроці. Використовуйте високоякісні інструменти та тестове обладнання, що підходить для роботи. Ретельно тримайте волокна та з’єднувачі в чистоті — навіть невеликі забруднення створюють великі проблеми. Під час проектування систем враховуйте як поточні потреби, так і майбутню масштабованість...

Висновок

Волоконно-оптичні кабелі забезпечують фізичну основу для високошвидкісної передачі даних, що забезпечує наш все більш зв’язаний світ. Удосконалення оптичних волокон і технологій компонентів збільшили пропускну здатність і масштабованість, одночасно знизивши витрати, дозволивши розширити впровадження в телекомунікаційних мережах далекого зв’язку, центрах обробки даних і в мережах розумних міст.  

  

Цей ресурс має на меті навчити читачів основам волоконно-оптичних з’єднань від фундаментальних концепцій до практик встановлення та майбутніх тенденцій. Пояснюючи, як працює оптичне волокно, доступні стандарти та типи, а також популярні конфігурації кабелів, новачки зможуть зрозуміти варіанти для різних мережевих потреб. Обговорення термінації, сплайсингу та дизайну шляху надають практичні міркування щодо впровадження та управління.  

 

Галузеві перспективи висвітлюють нові сфери застосування оптоволокна для бездротового зв’язку 5G, Інтернету речей і відео, а також навички та стратегії для просування вашої кар’єри. У той час як волоконно-оптичні мережі вимагають значних технічних знань і точності для проектування та розгортання, винагорода від швидшого доступу до більшої кількості даних на великих відстанях гарантує, що волокно продовжуватиме зростати.

 

Для досягнення оптимальної продуктивності оптоволоконної мережі потрібно вибрати компоненти, які відповідають вашим вимогам до пропускної здатності та відстані, обережно встановлювати, щоб уникнути втрати або пошкодження сигналу, повністю задокументувати інфраструктуру та завчасно планувати збільшення пропускної здатності та нові стандарти кабелів. Тим не менш, для тих, хто має терпіння та здатність долати його складність, кар’єра, зосереджена на волоконно-оптичному з’єднанні, може охоплювати мережеві операції, дизайн продукту або навчання нових талантів у швидко розвиваються галузях. 

  

Підводячи підсумок, виберіть рішення для оптоволоконних кабелів, які відповідають вашим вимогам до мережі та кваліфікації. Правильно встановлюйте, керуйте та масштабуйте оптоволокно, щоб отримати значні переваги з мінімальними збоями. Продовжуйте вивчати технологічні та прикладні інновації, щоб створити стратегічну цінність. Оптоволокно лежить в основі нашого майбутнього, забезпечуючи миттєвий обмін інформацією між більшою кількістю людей, місць і речей, ніж будь-коли раніше. Для високошвидкісної доставки даних через глобальні комунікації оптоволокно панує як зараз, так і на наступні десятиліття.