Оптический кабель что это такое

Администраторы относятся часто с некоторым опасением к волоконно-оптическим технологиям. Однако волоконная оптика гораздо проще, чем кажется. ПОЧЕМУ ОПТОВОЛОКНО? ФИЗИЧЕСКАЯ ТОПОЛОГИЯ СЕТИ ЧИСЛО ВОЛОКОН И ГИБРИДНЫЕ КАБЕЛИ СПЕЦИФИКАЦИИ НА ОПТОВОЛОКНО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ

Администраторы относятся часто с некоторым опасением к волоконно-оптическим технологиям. Однако волоконная оптика гораздо проще, чем кажется.

ЭТИ СОВЕТЫ ПОМОГУТ СЭКОНОМИТЬ ВАМ ВРЕМЯ И НЕРВЫ
Наиболее важные советы по оптоволокну

Спросите администратора сети, что он думает о волоконно-оптических технологиях, и вы, скорее всего, услышите, что они очень дороги, сложны и требуют постоянного внимания. Реальность же выглядит совершенно по-другому: оптоволокно недорого, чрезвычайно надежно и обеспечивает любые мыслимые скорости передачи данных. Если вам приходилось работать с UTP Категории 5 или даже с коаксиалом, то вы без труда освоитесь с волоконно-оптическими технологиями.

Такая область, как волоконно-оптические технологии, слишком обширна для одной статьи. Поэтому сосредоточим свое внимание исключительно на доводах в пользу применения оптоволокна в вашей сети. Затем мы коснемся топологии сети, спецификаций, числа волокон, соединителей, панели переключений и квантования и, наконец, вкратце расскажем об устройствах для тестирования оптоволокна.

Чем отличаются ОПТОВОЛОКНО, ВИТАЯ ПАРА и КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ | Что лучше выбрать?

ПОЧЕМУ ОПТОВОЛОКНО?

Зачем вместо медного кабеля надо прокладывать оптоволокно? Оптический кабель может передавать данные с очень высокой пропускной способностью. Оптоволокно обладает отличными трансмиссионными характеристиками, высокой емкостью передаваемых данных, потенциалом для дальнейшего увеличения пропускной способности и устойчивостью к электромагнитным и радиочастотным помехам.

Световод состоит из сердцевины и защитного стеклянного внешнего слоя (оболочки). Оболочка служит в качестве отражающего слоя, с помощью которого световой сигнал удерживается внутри сердцевины. Оптический кабель может состоять только из одного световода, но на практике он содержит множество световодов. Световоды уложены в мягкий защитный материал (буфер), а он, в свою очередь, защищен жестким покрытием.

В широкораспространенных световодах диаметр оболочки составляет 125 микрон. Размер сердцевины в распространенных типах световодов составляет 50 микрон и 62,5 микрон для многомодового оптоволокна и 8 микрон для одномодового оптоволокна. Вобщем-то, световоды характеризуются соотношением размеров сердцевины и оболочки, например 50/125, 62,5/125 или 8/125.

Световые сигналы передаются через оптоволокно и принимаются электронным оборудованием на другом конце кабеля. Это электронное оборудование, называемое оконечным оборудованием волоконно-оптической линии связи, преобразует электрические сигналы в оптические, и наоборот. Одно из преимуществ оптоволокна, кстати, состоит в том, что пропускную способность сети на базе оптоволокна можно увеличить простой заменой электронного оборудования на обоих концах кабеля.

Оптоволоконный кабель.Как это устроено,работает и передам по нему звук

Многомодовое и одномодовое оптоволокно отличаются емкостью и способом прохождения света. Наиболее очевидное отличие заключается в размере оптической сердцевины световода.

Более конкретно, многомодовое волокно может передавать несколько мод (независимых световых путей) с различными длинами волн или фазами, однако больший диаметр сердцевины приводит к тому, что вероятность отражения света от внешней поверхности сердцевины повышается, а это чревато дисперсией и, как следствие, уменьшением пропускной способности и расстояния между повторителями. Грубо говоря, пропускная способность многомодового оптоволокна составляет около 2,5 Гбит/с. Одномодовое оптоволокно передает свет только с одной модой, однако меньший диаметр означает меньшую дисперсию, и в результате сигнал может передаваться на большие расстояния без повторителей. Проблема в том, что как само одномодовое оптоволокно, так и электронные компоненты для передачи и приема света стоят дороже.

Одномодовое волокно имеет очень тонкую сердцевину (диаметром 10 микрон или менее). Из-за малого диаметра световой пучок отражается от поверхности сердцевины реже, а это ведет к меньшей дисперсии. Термин «одномодовый» означает, что такая тонкая сердцевина может передавать только один световой несущий сигнал. Пропускная способность одномодового оптоволокна превышает 10 Гбит/с.

ФИЗИЧЕСКАЯ ТОПОЛОГИЯ СЕТИ

Волоконно-оптическая проводка, как и проводка UTP, имеет физическую и логическую топологии. Физическая топология — это схема проводки оптического кабеля между зданиями и внутри каждого здания для создания основы гибкой логической топологии.

Одним из наилучших, если не самым лучшим, источником практической информации по физической проводке кабелей является руководство BISCI Telecommunications Distribution Method (TDM) за 1995 год. TDM представляет основу для формирования топологии сети с проводкой из оптического кабеля в соответствии с принятыми стандартами.

TDM и стандарт на связную проводку для коммерческих зданий (ANSI/TIA/EIA-568A) рекомендуют физическую топологию типа звезда для соединения между собой волоконно-оптических магистралей как внутри, так и вне зданий. Конечно, физическая топология во многом определяется взаимным расположением и внутренней планировкой зданий, а также наличием готовых кабелепроводов. Несмотря на то что иерархическая звездообразная топология обеспечивает наибольшую гибкость, она может оказаться невыгодной по чисто финансовым соображениям. Но даже физическое кольцо лучше, чем вообще отсутствие оптической кабельной магистрали.

ЧИСЛО ВОЛОКОН И ГИБРИДНЫЕ КАБЕЛИ

Число световодов в кабеле называется числом волокон. К сожалению, ни один опубликованный стандарт не определяет, сколько световодов должно быть в кабеле.

Поэтому проектировщик должен сам решить, сколько световодов будет в каждом кабеле и сколько из них будет одномодовыми.

Оптический кабель, в котором одна часть световодов одномодовые, а другая — многомодовые, называется гибридным. При выборе числа волокон и комбинации одномодовых и многомодовых волокон помните, что производители оптического кабеля, как правило, изготовляют кабели с числом волокон кратным 6 или 12. Кабели, производимые на продажу, обычно гораздо дешевле кабелей, сделанных на заказ, с уникальным числом и комбинацией волокон.

Общее правило же таково: волокон в кабеле между зданиями должно быть столько, сколько ваш бюджет позволяет. Но, все же, каков практический минимум для числа волокон? Посчитайте, сколько волокон вам нужно для поддержки приложений с первого же дня, а затем умножьте это число на два, и вы получите необходимый минимум. Например, если вы собираетесь задействовать в кабеле между двумя зданиями 31 волокно, то надо округлить это число до ближайшего кратного шести (в большую сторону), что равняется 36. В нашей гипотетической ситуации потребуется кабель по крайней мере с 72 волокнами.

Следующий параметр, который вы должны принять во внимание, — это соотношение между одномодовыми и многомодовыми световодами в кабеле. Обычно мы рекомендуем, чтобы 25% световодов в кабеле были одномодовыми. Продолжая пример с 72 волокнами, мы имеем 18 одномодовых и 54 многомодовых световодов.

Если вы привыкли к UTP, то 72 волокна могут показаться вам слишком большим числом. Однако помните, что цена кабеля с 72 волокнами отнюдь не вдвое больше цены кабеля с 36 волокнами. В действительности, он стоит всего лишь на 20% дороже кабеля с 32 волокнами. Кроме того, помните, что затраты и сложность прокладки кабеля с 72 волокнами практически такие же, как и у кабеля с 36 волокнами, а дополнительные волокна могут вполне пригодиться вам в будущем.

СПЕЦИФИКАЦИИ НА ОПТОВОЛОКНО

Спецификаций на оптоволокно существует сотни, они охватывают все возможные аспекты — от физических размеров до пропускной способности, от плотности на разрыв до цвета защитного материала. Защитный материал (буфер) предохраняет световод от повреждения, и он обычно маркируется разным цветом для простоты идентификации. Практические параметры, которые необходимо знать, — это длина, диаметр, оптическое окно (длина волны), затухание, пропускная способность и качество волокна.

В спецификациях на оптоволокно длина указывается в метрах и километрах. Однако мы настоятельно рекомендуем, чтобы в спецификациях для продавца или производителя вы указывали длину не только в метрах/километрах, но и футах/милях (2 км равняется 1,3 мили).

При получении заказанного оптического кабеля проверьте, что поставляемый кабель имеет нужную длину. Например, если вам нужен один 600-футовый и два 700-футовых кабеля, что в сумме дает 2000 футов, а вы получаете две катушки с 1000-футовым кабелем, то после прокладки одного 600-футового и 700-футового кабеля останетесь с одним 300-футовым и одним 400-футовым кабелями, но они не смогут заменить вам еще один необходимый 700-футовый кабель. Во избежание этой проблемы следует заказать специально три куска кабеля: один 650-футовый и два 750-футовых. Допуск в 50 футов может пригодиться, если вы, например, неправильно оценили протяженность кабельных каналов. Кроме того, на случай, скажем, перестановки стойки с оборудованием в пределах комнаты приобретение дополнительной катушки кабеля для комнаты с оконечным оборудованием вполне оправдано.

Многомодовое оптоволокно может быть нескольких диаметров, но наиболее распространено из них оптоволокно с соотношением сердцевины к оболочке 62,5 на 125 микрон. Именно это многомодовое оптоволокно мы будем использовать во всех примерах данной статьи. Размер 65,2/125 называется в спецификации ANSI/TIA/

EIA-568A стандартным для проводки в зданиях. Одномодовое оптоволокно имеет один стандартный размер — 9 микрон (плюс-минус один микрон). Помните, если ваше оконечное оборудование волоконно-оптических линий связи предусматривает применение оптоволокна специального диаметра и вы собираетесь и дальше его использовать, то, скорее всего, оно не будет работать с оптоволокном обычного диаметра.

Оптическое окно — это длина световой волны, которую волокно передает с наименьшим затуханием. Длина волны измеряется обычно в нанометрах (нм). Самые распространенные значения длины волны — 850, 1300, 1310 и 1550 нм. Большинство волокон имеет два окна — т. е. свет может передаваться на двух длинах волн. Для многомодовых световодов это 850 и 1310 нм, а для одномодовых — 1310 и 1550 нм.

Затухание характеризует величину потери сигнала и аналогично сопротивлению в медном кабеле. Затухание измеряется в децибелах на километр (дБ/км). Типичное затухание для одномодового волокна составляет 0,5 дБ/км при длине волны в 1310 нм и 0,4 дБ/км при 1550 нм. Для многомодового волокна эти величины равны 3,0 дБ/км при 850 нм и 1,5 дБ/км при 1300 нм. Благодаря тому, что оно тоньше, одномодовое волокно позволяет передавать сигнал с тем же затуханием на более дальние расстояния, чем эквивалентное многомодовое волокно.

Заметим, однако, что спецификацию на кабели надо составлять исходя из максимально допустимого затухания (т. е. наихудшего сценария), а не типичной величины потерь. Так, максимальная величина затухания при указанных длинах волн для одномодового 1,0/0,75 дБ/км и 3,75/1,5 дБ/км для многомодового. Чем шире оптическое окно, т. е. чем длиннее волна, тем меньше затухание для кабелей обоих типов. Спецификация затухания может выглядеть, например, так: максимальное затухание одномодового волокна должно быть 0,5 дБ/км при окне 1310 нм или максимальное затухание многомодового волокна должно быть 3,75/1,5 дБ/км для оптического окна 850/1300 нм.

Пропускная способность или емкость данных, передаваемых по световоду, обратно пропорциональна затуханию. Иными словами, чем меньше затухание (дБ/км), тем шире полоса пропускания в МГц. Минимально допустимая пропускная способность для многомодового волокна должна быть 160/500 МГц при 850/1300 нм при максимальном затухании 3,75/1,5 дБ/км. Эта спецификация отвечает требованиям FDDI и TIA/EIA-568 для Ethernet и Token Ring.

Волокно может быть трех различных типов в зависимости от необходимых характеристик оптической передачи: стандартное, высококачественное и премиумное. Волокно более высокого качества используется обычно для удовлетворения более жестких требований к протяженности кабеля и затуханию сигнала.

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СОЕДИНИТЕЛИ

Типов соединителей столько, сколько производителей оборудования. Рекомендуемым типом соединителей согласно спецификации ANSI/TIA/EIA-568A на связную проводку для коммерческих зданий является двойной защелкивающийся SC-соединитель, однако наиболее часто используемым типом соединителя в панелях переключений стал ST-совместимый штыковидный соединителей по технологии AT не обеспечивая точного сопряжения волокна, они тем не менее позволяют перед заделкой в оптические соединители проложенных сегментов кабеля проверять их с помощью OTDR.

НАПОСЛЕДОК

Нашей целью было познакомить профессионалов из мира компьютерных сетей с волоконно-оптической технологией. Этим, однако, проблемы с волоконной оптикой не исчерпываются, — остаются, например, радиус изгиба, материалы для изготовления кабеля, выбор оконечного оборудования. Но если мы убедили вас в том, что мир оптического кабеля не так уж сильно отличается от более привычного мира коаксиала и витой пары, то наша задача выполнена.

ЭТИ СОВЕТЫ ПОМОГУТ СЭКОНОМИТЬ ВАМ ВРЕМЯ И НЕРВЫ

Наиболее важные советы по оптоволокну

Волоконно-оптический кабель | Оптический кабель

Волоконно-оптический кабель. Полезная и интересная информация

Волоконно-оптический кабель (ВОК) – это разновидность кабельной продукции, в которой передача данных происходит по оптическому волокну.

Применение оптического кабеля

Использование оптического кабеля лежит в основе функционирования всех современных телекоммуникационных сетей. Оптический кабель в основном используют для передачи данных различного объема в компьютерной сети разных уровней, теле- и радиосистемах.

Преимущества оптического кабеля

Популярность оптического кабеля в первую очередь зависит от способности пропускать одновременно большое количество информации, что значительно отличает их от других видов линий связи. К тому же только у оптических кабелей участки, на которых информация проходит без потерь, являются самыми большими и в отличие от медного, этот кабель имеет меньший как вес, так и объем.

Оптический кабель выбирают из-за высокого срока службы, который составляет 25 лет. К тому же оптоволокно можно использовать вместе с другими видами кабелей, например, чтобы создать удаленное электропитание, необходимо соединить его с медным кабелем. А высокая пожаробезопасность располагает к себе абсолютно всех, ведь в последнее время причиной пожаров часто становится появление искры в используемых линиях связи.

Конструкция оптического кабеля

Конструкции оптического кабеля в основном определяются назначением и областью их применения. В связи с этим имеется много конструктивных вариантов. В настоящее время в различных странах разрабатывается и изготавливается большое число типов кабелей.

• силовые (упрочняющие) стержни, воспринимающие на себя продольную нагрузку, на разрыв;
• заполнители в виде сплошных пластмассовых нитей;
• армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при механических воздействиях;
• наружные защитные оболочки, предохраняющие кабель от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий.

Типы оптических кабелей

Оптические кабели также делятся на два типа, отличающихся друг от друга по конструкции и размеру центральной жилы, волокну. Эти характеристики позволяют проводить сигналы разного типа и, следовательно, дифференцируют их использование

Оптический одномодовый кабель(SM, одномод)
Этот тип характеризуется сравнительно небольшим диаметром центральной жилы и большой дальностью связи, которая достигает 50 км. Используется провод в телефонии и других сетях общего пользования. Оптический одномодовый кабель в свою очередь делится на подтипы, каждый из которых имеет свои особенности и специализацию.

Оптический многомодовый кабель (MМ, многомод)
Диаметр центральной жилы изделий, относящихся к этой марке относительно велик, такой кабель передает сигналы с разной длиной волны, и его основное использование – компьютерные сети. Сигнал в такой сети затухает быстрее, и дальность его передачи не превышает 1 км. Этот тип также подразделяется на несколько разновидностей с разным профилем показателя преломления.

Выбрать из всего многообразия предлагаемых на рынке волоконно-оптических кабелей тот, который полностью отвечает поставленной задаче, очень сложно. Во-первых, нужны глубокие познания в этой области, но здесь может помочь квалифицированный дилер или системный интегратор. Во-вторых, сам заказчик порой не может правильно сформулировать исходные данные. В-третьих, исполнителю чаще всего приходится балансировать между техническими характеристиками волоконно-оптического кабеля и его стоимостью.
В нашей компании работает штат высококвалифицированных инженеров, которые помогут Вам подобрать оптический кабель соответствующий вашей спецификации по самым низким ценам, а также проконсультируют по техническим характеристикам, прокладке и монтажу оптического кабеля.

Стоимость оптического кабеля зависит от вида оптоволокна, также цена волоконно оптического кабеля зависит от объема закупки. Наша компания готова предложить лучшие цены и условия сотрудничества для каждого индивидуально.

Источник: www.optik-sk.ru

Конструкция и характеристики оптических кабелей связи. Часть 1

Оптическим кабелем (ОК) называют волоконные световоды и группу волоконных световодов, оформленных в конструкцию, отвечающую комплексу оптических и механических требований, а также условиям окружающей среды.

Все конструкции оптических кабелей с технологической точки зрения можно разделить на 4 следующих типа (рис. 2.1):

1. Оптический кабель модульной конструкции (рис. 1,а);
2. Оптический кабель с профилирующим сердечником (рис. 1,б);
3. Оптический кабель ленточного типа (рис. 1,в);
4. Оптический кабель трубчатой конструкции (рис. 1,г).

К основным элементам конструкции ОК относятся следующие:

• оптические волокна, состоящие из сердцевины и оболочки с защитно-упрочняющими покрытиями;
• оптические модули – ОВ, свободно уложенные в полимерной трубке;
• упрочняющие силовые элементы – нити СВМ (синтетический высокомолекулярный материал), стеклопруток, стальные тросы, проволоки, броневые покровы (ленты, проволоки, стеклопрутки);
• заполняющие элементы – хлопчатобумажные нити различных номеров для демпфирования ОВ, гидрофобные заполнения;
• металлические элементы – медные жилы дистанционного питания, металлические оболочки (алюминиевые, в редких случаях медные), армирующие (силовые) элементы (тросы, проволоки, бронеленты и т.п.).

Количество оптических волокон в кабеле – от 2 до 96. В конструкцию кабеля могут быть введены медные жилы для дистанционного питания регенераторов и телеметрии.

В оптическом кабеле модульной конструкции ОВ уложены в оптические модули – специальные полимерные трубки. Количество ОВ в оптическом модуле от 1 до 4. Модули в свою очередь скручиваются вокруг центрального силового элемента (ЦСЭ) либо повивной, либо пучковой скруткой.

В оптическом кабеле с профилирующим сердечником оптические волокна в количестве от 1 до 4 укладываются в специальные пазы сердечника, который нанизан на ЦСЭ.

В оптическом кабеле ленточного типа оптические волокна укладываются послойно укладываются в прямоугольную или квадратную матрицу.

В ОК трубчатой конструкции оптические волокна свободно располагаются вместе с силовым элементом в общей оболочке.

Конструкция ОК должна обеспечивать:

• защиту от внешних механических, климатических и других видов воздействий;
• защиту от обрывов при растяжении;
• защиту от статического усталостного разрушения;
• защиту от микроизгибов ОВ;
• стабильность оптических характеристик;
• простоту эксплуатации и текущего ремонта ОК;
• относительно низкую стоимость;
• технологичность, т.е. простоту изготовления и большие строительные длины.

Для защиты ОВ при действии продольных механических нагрузок в конструкцию ОК вводят различные упрочняющие, силовые элементы. Они обычно размещаются в центре ОК (ЦСЭ – центральные силовые элементы), но возможно их размещение и по периферии.

Для защиты от раздавливающих нагрузок ОВ укладывают свободно в полимерных трубках (оптические модули) или в пазах фигурного сердечника. Кроме того, в конструкцию ОК вводят заполняющие элементы (хлопчатобумажные нити и т.п.) для демпфирования ОВ. Для защиты ОВ при изгибах они скручиваются вокруг ЦСЭ.

Статические усталостные разрушения обусловлены наличием в ОВ микротрещин и развитием их под действием различных внешних воздействий. Особая роль в этом принадлежит влаге и повышенной или пониженной температуре. Поэтому защита от этого вида разрушения – защита в первую очередь, от проникновения влаги и создание температурных барьеров. Этой цели служат полимерные покрытия ОК и его элементов, заполнение ОК водонепроницаемыми наполнителями – герметиками (гидрофобное заполнение).

Воздействие температуры и влаги ведет к увеличению затухания ОВ. При плотном размещении ОВ температурные воздействия вызывают поперечные механические нагрузки на ОВ за счет разницы коэффициентов температурного линейного расширения материалов. При свободном размещении из-за температурных воздействий возникает микроизгибы ОВ.

Стабильность передаточных характеристик ОВ обеспечивается оптимизацией конструкции ОК, оптимальным выбором материалов, размеров, элементов ОК и зазоров между ОВ и элементами ОК.

Основным элементом, определяющим информационные характеристики ОК является оптическое волокно (ОВ).

Всю совокупность параметров оптических волокон принято разделять на следующие группы:

1.1. В свою очередь геометрические иногда разделяют на:

1.1.1. Геометрические «поперечные» — параметры, характеризующие размеры и форму поперечного сечения ОВ. Измеряемыми являются некоаксиальность, средние диаметры сердцевины и оболочки.

1.1.2. Геометрические «продольные» — измерение различных длин и расстояний (строительная длина, расстояние до мест повреждения и стыков, длина РУ и т.д.)

1.2 Оптические параметры включают в себя:

1.2.1. Показатель преломления (ПП) сердцевины nc.

1.2.2. Показатель преломления оболочки nи.

1.2.3. Максимальная и относительная разности ПП сердцевины и оболочки

1.2.4. Профиль показателя преломления . Для градиентных волокон говорят о ППП, заданного соотношением

Показатель степени q определяет вид профиля (как правило, q = 2).

1.2.5. Апертурный угол (апертура — ϴА – угол между оптической осью ОВ и образующей светового конуса, падающего на торец ОВ, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.

1.2.6. Числовая апертура NA

В этой группе параметров как правило измеряют ППП и NA.

2. Параметры распространения излучения.

2.1.1.Показатель затухания или полное затухание – определяет полное ослабление излучения в ОВ.

2.1.2.Показатель поглощения характеризует ослабление излучения из-за собственного поглощения материалом сердцевины.

2.1.3.Показатель рассеянья – определяет ослабление ОВ, обусловленное несколькими механизмами рассеянья.

2.1.4.Коэффициент затухания – определяет приведенное к единице длины ОВ полное затухание.

2.1.5.Составляющие оптической плотности ослабления излучения. Традиционно измеряемыми параметрами являются полное затухание и коэффициент затухания.

2.2.1.Модовая дисперсия – τмод.

2.2.2.Материальная дисперсия – τмат (обусловлена зависимостью ПП от частоты).

2.2.3.Волноводная дисперсия – τвв (определяется зависимостью коэффициента распространения мода от длины волны).

2.2.4.Хроматическая дисперсия – τхр (определяется групповым временем задержки, зависящим от длины волны)

2.2.5.Полная дисперсия ОВ

2.2.6.Полоса пропускания ОВ

Измеряют либо полную дисперсию, либо полосу пропускания.

Источник: pc-4you.ru