Без чего не может прожить современный человек? Первое, что приходит на ум, это интернет. И это правда! Люди настолько втянулись в цифровой мир, что без него им уже сложно представить свою жизнь. Кто-то в Сети просто общается, другие заводят новые знакомства, третьи зарабатывают, четвертые – становятся популярными личностями.
Поэтому крайне важно знать основы интернет-технологий и понимать, какая из них обеспечит для вас нужную скорость, требуемый уровень стабильности и т.д. И главный вопрос, который возникает у вникающих в эту тему: оптоволокно или витая пара?
Витая пара: как она работает и в чем ее преимущества
Данная разновидность кабеля была изобретена более 140 лет тому назад Александром Беллом. Такой провод состоит из скрученной между собой медной проволоки, которая разделена на изолированные друг от друга пары и покрыта оболочкой из пластика. Проволока скручивается особым образом, который позволяет создавать разницу потенциалов для уменьшения влияния электромагнитных полей внешних приборов. По витой паре передается электрический сигнал, который открывает доступ к интернету.
Преимущества витой пары
- Универсальность применения. Такой кабель задействуется как в локальных, так и в глобальных сетях. А еще он широко применяется в системах видеонаблюдения и телефонных коммуникациях. Витая пара поддерживает несколько популярных протоколов: ISDN, Ethernet, Token Ring и другие.
- Устойчивость к помехам. Витой паре не страшны перекрестные помехи, появляющиеся в случае, если рядом друг с другом располагаются несколько параллельных проводов. А защищает ее от этой неприятности различная длина шага скрутки жил внутри кабеля. Также этот провод почти не восприимчив к электромагнитным помехам за счет специальной скрутки проволоки.
- Гибкость и ремонтопригодность. Данная разновидность провода не склонна ломаться при малейшем изгибе. Такой кабель можно скручивать, гнуть и маскировать под плинтусом или ковром. Но даже если каким-то образом кабель будет поврежден, его не нужно будет целиком менять. Достаточно будет вычислить поврежденный участок и заменить его на заведомо рабочий.
- Разнообразная пропускная способность. Существует несколько категорий витой пары. В зависимости от выбранной скорость интернета у пользователя может быть как 10 Мбит в секунду, так и 10 Гбит/сек. К примеру, провода категории Cat 3 и 4 могут передавать сигнал со скоростью 10 Мбит, а кабель Cat 5 обеспечивает скорость в 100 Мбит. Провод Cat 5e может транслировать информацию по гигабитному каналу. Категория Cat 6 и 6a самые скоростные – до 10 Гбит в секунду.
- Низкая стоимость материалов и монтажа. Немаловажное преимущество витой пары – это доступная цена как на сам провод, так и на работы по его монтажу. Если сравнивать со стоимостью оптоволоконного кабеля, то витая пара обходится дешевле. Это касается и первоначальной покупки и последующей модернизации (замены кабеля на более современный).
- У витой пары есть некоторые недостатки. Например, ограниченная дистанция передачи сигнала в рамках одного сегмента (около 100 метров), риск возникновения искажений из-за помех, с которыми не всегда справляется защита провода, плавающая скорость в зависимости от категории кабеля (если купить не тот, то вместо 1 Гбита будет 100 Мбит).
Оптоволокно: принципы работы и достоинства технологии
Интернет по оптоволокну или витой паре? Если вы задаетесь этим вопросом, то пришло время узнать больше о технологии оптического волокна. Данный вид кабеля был изобретен Норманом Френчем в 1934 году. Однако полноценное коммерческое применение этому изобретению нашли только в 80 годы. Что касается России, то первые оптоволоконные сети стали появляться лишь в начале 2000 годов.
Но даже тогда никто и подумать не мог о скоростном интернете по «оптике», все пользовались Dial UP или ADSL.
Что из себя представляет оптоволоконный кабель? Это такой тонкий сердечник, выполненный из кварцевого или иного вида стекла, либо из акриловых смол. Его оболочкой является пластик или стекло. Сигнал по оптическому проводу передается при помощи светового луча. Такая работа возможна благодаря отражению ЭМ-волн.
Преимущества оптоволокна
- Нечувствительность к электромагнитным помехам – так как принцип работы оптоволоконной технологии рознится с принципом работы витой пары, то оптический кабель вообще не реагирует ни на какие электромагнитные наводки. Повлиять на качество сигнала не смогут ни другие приборы, ни сильная гроза.
- Солидная длина сегмента – одномодовое волокно может быть протянуто на 100 км без ухудшения качества связи. А теперь вспомните про витую пару! Там один сегмент тянется всего до 100 метров.
- Невероятные скорости – корпорация Google построила между Японией и США трассу, которая способна передавать данные со скоростью до 600 Тбит в секунду. Но для обычных пользователей такие значения пока еще недоступны. Максимальная пропускная способность для жителей отдельных стран – 100 Гбит. А российские провайдеры предлагают скорости от 100 Мбит до 1 Гбита в секунду.
- Работа при любых температурах – оптоволоконные кабели могут работать без каких-либо сбоев при экстремальных температурах от 100 градусов мороза до 500 градусов тепла по Цельсию. Это возможно благодаря стеклу в конструкции.
- Информационная безопасность – где лучше: в оптоволокне или витой паре? Разница между ними в данном аспекте в том, что сигнал по витой паре теоретически можно перехватить, так как он электрический. А световой сигнал в оптическом проводе не излучается и поэтому не может быть перехвачен.
- Компактность и антиокисляемость – оптоволокно довольно тонкое и не занимает много места. А еще оно обладает устойчивостью к кислой среде. Это значит, что такому проводу не грозит выход из строя по причине окисления.
Недостатки оптоволокна
- Повышенная хрупкость. Оптический провод очень хрупок. Если его сильно изогнуть, можно повредить стеклянный сердечник и тогда весь участок до сгиба придется обрезать. С таким часто сталкиваются мастера, которые проводят оптоволоконный интернет до квартиры абонента.
- Зависимость от питания. Чтобы оптоволоконная сеть работала, ей нужен электрический источник питания. Сигнал от него преобразуется в оптический. Если питание отключить, то интернет пропадет.
- Сложность установки и проверки. Монтаж оптоволокна намного сложнее, чем инсталляция витой пары. Для сваривания оптики понадобится специфическое оборудование и квалифицированный специалист. А проверить корректность передачи сигнала по оптике можно лишь с помощью специальных приборов. Разумеется, все это есть в арсенале провайдера и его мастеров.
Оптоволокно или витая пара: что лучше для интернета дома и в офисе
На самом деле, обе технологии по-своему хороши. И обеими из них пользуется большинство провайдеров, которых можно найти в сервисе Выбирай.нет.
Витая пара подойдет тем, кто не хочет переплачивать за оптоволоконный кабель, услугу по его установке и кого устраивает пропускная способность, даваемая оператором. Также такой провод будет более уместен в домах с маленькими детьми и животными, которые привыкли всё пробовать на зуб. Даже если провод полностью перекусить, его можно отремонтировать, заменив поврежденный участок, либо купить недорого новый.
Оптоволоконный кабель понадобится тем пользователям, которые хотят максимально высокую скорость интернета без потери сигнала из-за электромагнитных помех. Обычно и сам провод, и его монтаж дороже витой пары. Но это и понятно, ведь оптоволокно лишено многих недостатков данной технологии. Например, чувствительности к наводкам, ограниченности расстояния передачи сигнала в рамках одного сегмента (100 км vs 100 м), ограничения максимальной скорости в 10 Гбит/сек.
Так все же, оптоволокно или витая пара: в чем разница для домашнего или офисного использования? И для дома, и для офиса предпочтительнее оптика. Но только если есть возможность ее монтажа и нет таких участков, где установка такого волокна затруднена. В любом случае, многие провайдеры не разделяют эти технологии по принципу «белое и черное», то есть несовместимое.
В некоторых случаях оптоволокно и витая пара комбинируются. Например, когда нужно проложить трассу из нескольких километров и более, то задействуется оптоволоконный кабель. А если требуется работа по прокладке интернета в пределах 50 или 100 метров, тогда в ход идет классическая витая пара.
Оптоволокно, интернет, витая пара – у вас в голове перемешались все эти термины? Возьмите паузу, отдохните, перечитайте снова эту статью и вам многое станет понятно!
Читать также
Источник: provayder.net
Что такое оптоволоконный кабель
Для передачи данных сегодня широко используются оптоволоконные кабели. В некоторых областях IT они полностью вытеснили традиционные линии связи на основе металлических проводников. Особенно эффективны оптические линии там, где большие объёмы данных надо передавать на большие расстояния.
Физические основы работы оптоволокна
В основе физических принципов работы оптического волокна лежит принцип полного отражения. Если взять две среды с различными коэффициентами преломления n1 и n2, причем n2< n1 (например, воздух и стекло или стекло и прозрачный пластик) и пустить луч света под углом α к границе раздела, то произойдут два события.
Если угол падения α уменьшить еще (синий луч на рисунке), то можно добиться, чтобы преломленная часть луча «скользила» практически параллельно границе раздела сред (синяя штриховая линия). Дальнейшее уменьшение угла падения (зеленый луч, падающий под углом β) вызовет качественный скачок – преломленная часть будет отсутствовать. Луч полностью отразится от границы раздела двух сред. Этот угол называется углом полного отражения, а само явление – полным отражением. То же самое будет наблюдаться и при дальнейшем уменьшении угла падения.
Устройство оптического волокна
На этом принципе построено оптическое волокно. Оно состоит из двух коаксиальных слоев с разной оптической плотностью.
Если в открытый торец волокна попадает световой луч под углом, большим угла светового отражения, он будет отражаться от границы контакта двух сред с разным коэффициентом преломления полностью, с малым затуханием при каждом «скачке».
Внешняя часть оптоволокна изготавливается из пластика. Внутренняя может также быть выполнена из прозрачного пластика, тогда его можно гнуть под достаточно большими углами (даже сворачивать в кольцо, и свет, попавший внутрь, все равно пройдет от одного торца до другого с затуханием, зависящим от оптических свойств пластика и длины световода). Для магистральных кабелей, где гибкость не так важна, внутреннюю жилу обычно делают из стекла. Так уменьшается затухание, уменьшается стоимость световода, но он становится чувствительным к изгибам.
Для увеличения пропускной способности оптической линии волокно выпускают в двухмодовом или многомодовом исполнении. Для этого сечение сердечника увеличивают до 50 мкм или 62,5 мкм (против 10 мкм у одномодового). Через такой световод одновременно может передаваться два или более сигналов.
Такое построение оптической линии передачи имеет определенные недостатки. Один из них – световая дисперсия, вызванная разным маршрутом прохождения каждого сигнала. С ней научились бороться, выполняя сердечник с градиентным (меняющимся от середины к краям) коэффициентом преломления. За счет этого маршруты разных лучей корректируются.
Кабели с многомодовыми волокнами применяются большей частью для локальных сетей (в пределах одного здания, одного предприятия и т.п.), а с одномодовыми – для магистральных линий.
Устройство оптоволоконной линии
По ВОЛС передается световой сигнал, создаваемый светодиодом или лазером. В передающем устройстве формируется электрический сигнал. Конечному прибору также нужен сигнал в виде электрических импульсов. Поэтому потребуется дважды преобразовать исходные данные. Упрощенная схема оптоволоконной линии показана на рисунке.
Сигнал от передающего устройства преобразовывается в световые импульсы и передается по оптической линии. Мощность излучателей на передающей стороне имеет ограничения, поэтому на линиях большой протяженности через определенные промежутки ставятся устройства, компенсирующие затухание – оптические усилители, регенераторы или повторители. На приемной стороне стоит другой преобразователь, который трансформирует оптический сигнал в электрический.
Конструкция оптического кабеля
Для организации волоконно-оптической линии отдельные волокна используются в составе оптического кабеля. Его конструкция зависит от назначения линии передач и способа прокладки, но в целом он содержит несколько оптоволокон с индивидуальным защитным покрытием (от царапин и механических повреждений). Такая защита обычно выполняется в два слоя – сначала оболочка из компаунда, а сверху — дополнительное покрытие из пластика или лака. Волокна заключаются в общую оболочку (подобно обычным электрическим кабелям), которая определяет область применения кабеля и выбирается с учетом внешних воздействий, которым будет подвергаться линия в процессе эксплуатации.
При прокладке в кабельных лотках существует проблема защиты линий от грызунов. В этом случае надо выбирать кабель, внешняя оболочка которого усилена стальной лентой или проволочной броней. Также в качестве защиты от повреждения используются стеклонити.
Если кабель прокладывается в трубе, усиленная оболочка не нужна. Металлическая трубка надежно защищает от зубов мышей и крыс. Внешнюю оболочку можно выполнить облегченной. Так удобнее затягивать кабель внутри трубы.
Если предстоит прокладывать линию в грунте, защиту выполняют в виде проволочной брони, защищенной от коррозии, или стеклопластиковых прутьев. Здесь обеспечивается высокая стойкость не только на сдавливание, но и на растягивание.
Если кабель надо прокладывать на участках моря, через реки и прочие водные преграды, по болотистому грунту и т.п., применяется дополнительная защита из алюмополимерной ленты. Так осуществляется сохранность от проникновения воды.
Также многие кабели внутри общей оболочки содержат:
- армирующие стержни, служащие для придания конструкции большей прочности при внешних механических воздействиях и при тепловом удлинении линии;
- заполнители – пластиковые нити, заполняющие пустые области между волокнами и другими элементами;
- силовые стержни (их назначение – увеличивать нагрузку на разрыв).
В больших по длине пролетах линии подвешивается на тросе, но существуют самонесущие кабели. Несущий металлический трос встраивается непосредственно в оболочку.
В качестве отдельного типа волоконно-оптической линии надо упомянуть оптический патч корд. Этот кабель содержит одно или два волокна (одномодовых или двухмодовых), заключенных в общую оболочку. С обеих сторон шнур оснащается коннекторами для подключения. Такие кабели имеют небольшую длину и предназначены для соединения оборудования на небольшом расстоянии или прокладки внутришкафных коммуникаций.
Достоинства и недостатки оптических кабелей
К несомненным плюсам оптических кабелей, определившим широкое распространение таких линий связи, относятся:
- высокая помехозащищенность – на световой сигнал не оказывает воздействие бытовое и промышленное электромагнитное излучение, да и сама линия не излучает (это затрудняет несанкционированный доступ к передаваемой информации и не создает проблем электромагнитной совместимости);
- полная гальваническая развязка между приёмной и передающей стороной;
- малый уровень затухания – намного меньше, чем у проводных линий;
- длительный срок службы;
- большая пропускная способность.
В современных реалиях имеет значение также то, что кабель не привлекает похитителей металла.
Источник: odinelectric.ru
Оптоволоконный кабель. Виды и устройство. Установка и применение
В современном мире необходимо качественно и быстро передавать информацию. Сегодня нет более совершенного и эффективного способа передачи данных, чем оптоволоконный кабель. Если кто-то думает, что это уникальная разработка, то он глубоко ошибается. Первые оптические волокна появились еще в конце прошлого столетия, и до сих пор ведутся работы по развитию этой технологии.
На сегодняшний день мы уже имеем передающий материал, уникальный по свойствам. Его применение получило широкую популярность. Информация в наше время имеет большое значение. С помощью нее мы общаемся, развиваем экономику и быт. Скорость передачи информации при этом должна быть высокой для того, чтобы обеспечить необходимый темп современной жизни.
Поэтому сейчас многие интернет провайдеры внедряют оптоволоконный кабель.
Этот тип проводника предназначен только на передачу импульса света, несущего часть информации. Поэтому его применяют для передачи информативных данных, а не для подключения питания. Оптоволоконный кабель дает возможность повысить скорость в несколько раз, в сравнении с проводами из металла. При эксплуатации он не имеет побочных явлений, ухудшения качества на расстоянии, перегрева провода. Достоинством кабеля на основе оптических волокон является невозможность влияния на передаваемый сигнал, поэтому ему не нужен экран, блуждающие токи на него не действуют.
Классификация
Оптоволоконный кабель имеет большие отличия от витой пары, исходя из области применения и места монтажа. Выделяют основные виды кабелей на основе оптического волокна:
- Для внутреннего монтажа.
- Установки в кабельные каналы, без брони.
- Установки в кабельные каналы, бронированный.
- Укладки в грунт.
- Подвесной, не имеющий троса.
- Подвесной, с тросом.
- Для подводного монтажа.
Устройство
Самое простое устройство имеет оптоволоконный кабель для внутреннего монтажа, а также кабель обычного исполнения, не имеющего брони. Наиболее сложная конструкция у кабелей для подводного монтажа и для монтажа в грунт.
Кабель для внутреннего монтажа
Внутренние кабели делят на абонентские, для прокладки к потребителю, и распределительные для создания сети. Оптику проводят в кабельных каналах, лотках. Некоторые разновидности прокладывают по фасаду здания до распредкоробки, либо до самого абонента.
Устройство оптоволокна для внутренней прокладки состоит из оптического волокна, специального защитного покрытия, силовых элементов, например, троса. К кабелю, прокладываемому внутри зданий, предъявляются требования пожарной безопасности: стойкость к горению, низкое выделение дыма. Материал оболочки кабеля состоит из полиуретана, а не полиэтилена. Кабель должен быть легким, тонким и гибким. Многие исполнения оптоволоконного кабеля облегчены и защищены от влаги.
Внутри помещений кабель обычно прокладывается на небольшие расстояния, поэтому о затухании сигнала и влиянии на передачу информации речи не идет. В таких кабелях количество оптоволокна не более двенадцати. Существуют и гибридные оптоволоконные кабели, имеющие в составе витую пару.
Кабель без брони для кабельных каналов
Оптика без брони применяется для монтажа в кабельные каналы, при условии, что не будет механических воздействий снаружи. Такое исполнение кабеля применяется для тоннелей и коллекторов домов. Его укладывают в трубы из полиэтилена, вручную или специальной лебедкой. Особенностью такого исполнения кабеля является наличие гидрофобного наполнителя, гарантирующего нормальную эксплуатацию в кабельном канале, защищает от влаги.
Кабель с броней для кабельных каналов
Оптоволоконный кабель с броней применяется тогда, когда присутствуют нагрузки снаружи, например, на растяжение. Броня выполняется по-разному. Броня в виде ленты применяется, если нет воздействия агрессивных веществ, в кабельных каналах, тоннелях и т.д. Конструкция брони состоит из стальной трубы (гофрированная, либо гладкая), с толщиной стенки 0,25 мм.
Гофрирование выполняют тогда, когда это является одним слоем защиты кабеля. Оно защищает оптическое волокно от грызунов, увеличивает гибкость кабеля. При условиях с большим риском повреждений применяют броню из проволоки, например, на дне реки, или в грунте.
Кабель для укладки в грунт
Для монтажа кабеля в грунт применяют оптоволокно с броней из проволоки. Могут использоваться также кабели с ленточной броней, усиленные, но они не нашли широкого применения. Для прокладки оптоволокна в грунт задействуют кабелеукладчик. Если монтаж в грунт осуществляется в холодное время при температуре менее -10 градусов, то кабель заранее нагревают.
Для мокрого грунта применяют кабель с герметичным оптоволокном в металлической трубке, а броня из проволоки пропитывается водоотталкивающим составом. Специалисты делают расчеты по укладке кабеля. Они определяют допустимые растяжения, нагрузки на сдавливание и т. д. Иначе по истечении определенного времени оптические волокна повредятся, и кабель придет в негодность.
Броня оказывает влияние на величину допускаемой нагрузки на растяжение. Оптоволокно с броней из проволоки выдерживает нагрузку до 80 кН, с ленточной броней нагрузка может быть не более 2,7 кН.
Подвесной оптоволоконный кабель без брони
Такие кабели устанавливаются на опоры линий связи и питания. Так производить монтаж проще и удобнее, чем в грунт. При этом есть важное ограничение – во время монтажа температура не должна опускаться ниже -15 градусов. Сечение кабеля имеет круглую форму. Благодаря этому уменьшаются нагрузки от ветра на кабель. Расстояние между опорами должно быть не больше 100 метров.
В конструкции есть силовой элемент в виде стеклопластика.
Благодаря силовому элементу кабель может выдержать большие нагрузки, направленные вдоль него. Силовые элементы в виде арамидных нитей применяют при расстояниях между столбами до 1000 метров. Достоинством арамидных нитей, кроме малой массы и прочности, являются диэлектрические свойства арамида. При ударе молнии в кабель, никаких повреждений не будет.
Сердечники подвесных кабелей по их типу делят на:
- Кабель с сердечником в виде профиля, оптоволокно устойчиво к сдавливанию и растяжению.
- Кабель с модулями скрученного вида, оптические волокна проложены свободно, имеется устойчивость к растяжению.
- С оптическим модулем, сердечник кроме оптоволокна ничего в составе не имеет. Недостаток такого исполнения – неудобно идентифицировать волокна. Преимущество – малый диаметр, низкая стоимость.
Оптоволоконный кабель с тросом
Тросовое оптоволокно является самонесущим. Такие кабели применяются для прокладки по воздуху. Трос бывает несущим или навивным. Есть модели кабеля, в котором оптоволокно находится внутри молниезащитного троса. Кабель, усиленный профильным сердечником, обладает достаточной эффективностью.
Трос состоит из стальной проволоки в оболочке. Эта оболочка соединена с оплеткой кабеля. Свободный объем заполнен гидрофобным веществом. Такие кабели прокладывают с расстоянием между столбами не более 70 метров. Ограничением кабеля является невозможность прокладки на линию электропитания.
Кабели с тросом для грозовой защиты устанавливаются на высоковольтных линиях с фиксацией на заземление. Тросовый кабель используется при рисках его повреждения животными, либо на большие дистанции.
Оптоволоконный кабель для укладки под водой
Такой тип оптоволокна обособлен от остальных, потому что его укладка проходит в особых условиях. Все подводные кабели имеют броню, конструкция которой зависит от глубины прокладки и рельефа дна водоема.
Некоторые виды подводного оптоволокна по исполнению брони с:
- Одинарной броней.
- Усиленной броней.
- Усиленной двойной броней.
- Без брони.
1› Изоляция из полиэтилена.
2› Майларовое покрытие.
3› Двойная броня из проволоки.
4› Гидроизоляция алюминиевая.
5› Поликарбонат.
6› Центральная трубка.
7› Заполнитель гидрофобный.
8› Оптоволокно.
Размер брони не зависит от глубины прокладки. Армирование защищает кабель только от обитателей водоема, якорей, судов.
Сварка оптоволокна
Для сварки используется сварочный аппарат специального типа. В его составе содержится микроскоп, зажимы для фиксации волокон, дуговая сварка, камера термоусадки для нагрева гильз, микропроцессор для управления и контроля.
Краткий техпроцесс сварки оптоволокна:
- Снятие оболочки стриппером.
- Подготовка к сварке. На концы надеваются гильзы. Концы волокон обезжириваются спиртом. Конец волокна скалывается специальным приспособлением под определенным углом. Волокна укладываются в аппарат.
- Сварка. Волокна выравниваются. При автоматическом управлении положение волокон устанавливается автоматически. После подтверждения сварщика, волокна свариваются аппаратом. При ручном управлении все операции проводятся вручную специалистом. При сварке волокна плавятся дугой электрического тока, совмещаются. Затем свариваемое место прогревается во избежание внутренних напряжений.
- Проверка качества. Автомат сварки проводит анализ картинки места сварки по микроскопу, определяет оценку работы. Точный результат получают рефлектометром, который выявляет неоднородность и затухание на линии сварки.
- Обработка и защита свариваемого места. Надетая гильза сдвигается на сварку и закладывается в печь для термоусадки на одну минуту. После этого гильза остывает, ложится в защитную пластину муфты, накладывается запасное оптическое волокно.
Достоинства оптоволоконного кабеля
Основным достоинством оптоволокна является повышенная скорость передачи информации, практически нет затухания сигнала (очень низкое), а также, безопасность передачи данных.
- Невозможно подключиться к оптической линии без санкций. При любом включении в сеть оптические волокна повредятся.
- Электробезопасность. Она повышает популярность и область применения таких кабелей. Их все больше используют в промышленности при опасности взрывов на производстве.
- Имеет хорошую защиту от помех природного происхождения, электрооборудования и т.д.
Похожие темы:
- Коаксиальный кабель. Типы и маркировка. Как выбрать и подключение
- Слаботочные кабели. Виды и маркировка. Устройство и особенности
- Фотоника. Современная и особенности. Работа и применение
- Волноводы. Виды и применения. Свойства и особенности
- Волоконно-оптическая связь (ВОС). Применение и особенности
Источник: electrosam.ru