Основни типове кабели с оптични влакна

Вътрешен кабел:
 При монтажа на оптични линии в затворени помещения обикновено се използва оптичен кабел с плътен буфер (за защита срещу гризачи). Използва се за изграждане на SCS като магистрален или хоризонтален кабел. Поддържа пренос на данни на къси и средни разстояния. Идеален за хоризонтално окабеляване.

Външен кабел:

 Оптичен кабел с плътен буфер, стоманена лента, влагоустойчива. Използва се за външно полагане при създаване на подсистема от външни магистрали и свързване на отделни сгради помежду си. Може да се полага в кабелни канали. Подходящ за директен монтаж в земята.

 Външен самоносещ оптичен кабел:
 Оптичен кабел, самоносещ се, със стоманен кабел. Използва се за външно полагане на дълги разстояния в рамките на телефонни мрежи. Поддържа кабелна телевизионна сигнализация, както и пренос на данни. Подходящ за монтаж в кабелни канали и въздушна инсталация.

 Предимства на FOL:

• Предаването на информация за оптични връзки има редица предимства пред предаването по меден кабел. Бързото въвеждане в информационните мрежи на Vols е следствие от предимствата, произтичащи от характеристиките на разпространение на сигнала в оптичното влакно.
• Широка честотна лента - поради изключително високата носеща честота от 1014 Hz. Това дава възможност за предаване на няколко терабита информация за секунда чрез оптично влакно. Високата честотна лента е едно от най-важните предимства на оптичното влакно върху мед или друга среда.
• Ниско затихване на светлинния сигнал в влакното. Индустриалните оптични влакна, които понастоящем се произвеждат от местни и чуждестранни производители, имат затихване с 0.2-0.3 dB при дължина на вълната 1.55 микрона на километър. Ниското затихване и ниската дисперсия позволяват изграждането на участъци от линии без препредаване с дължина до 100 км или повече.
• Ниското ниво на шум в оптичния кабел ви позволява да увеличите честотната лента чрез предаване на различни модулационни сигнали с ниска точност на кода.
• Висока устойчивост на шум. Тъй като влакното е изработено от диелектричен материал, то е защитено от електромагнитни смущения от околните медни кабелни системи и електрическо оборудване, което може да предизвика електромагнитно излъчване (електропроводи, електромоторни инсталации и др.). При кабелите с много влакна също не съществува проблем за кръстосаното въздействие на електромагнитното излъчване, присъщо на много качествените медни кабели.
• Ниско тегло и обем. Оптичните кабели (FOC) имат по-малко тегло и обем в сравнение с медни кабели, базирани на същата производителност. Например, телефонният кабел с 900 двойки с диаметър 7,5 cm може да бъде заменен с едно влакно с диаметър 0,1 см. Ако влакното се „постави” в различни защитни черупки и се покрие с броня от стоманена лента, диаметърът на такова FOC ще бъде 1,5 см, което няколко пъти по-малък от разглеждания телефонен кабел.
• Висока сигурност от неоторизиран достъп. Тъй като практически не излъчва в радиочестотния обхват, трудно е да се подслушва информацията, предавана през нея, без да се нарушава приемането и предаването. Системите за наблюдение (непрекъснат мониторинг) на целостта на оптичната комуникационна линия, използвайки високочувствителните свойства на влакното, могат незабавно да деактивират „крекинг” комуникационния канал и да подадат аларма. Сензорните системи, които използват интерференционните ефекти на разпространените светлинни сигнали (както в различни влакна, така и в различни поляризации), имат много висока чувствителност към вибрации, до малки спадания на налягането. Такива системи са особено необходими при създаването на комуникационни линии в правителството, банкирането и някои други специални услуги, които поставят високи изисквания за защита на данните.
• Галванична изолация на мрежовите елементи. Това предимство на оптичното влакно се крие в неговата изолационна способност. Влакното помага да се избегнат електрическите „земни” контури, които могат да възникнат, когато две мрежови устройства на неизолирана компютърна мрежа, свързани с меден кабел, са заземени в различни точки на сградата, например на различни етажи. В този случай може да възникне голяма потенциална разлика, която може да повреди мрежовото оборудване. За фибри този проблем просто не съществува.
• Експлозия и пожарна безопасност. Поради липсата на искри, оптичните влакна повишават безопасността на мрежата в химическите и нефтопреработвателните заводи, като същевременно обслужват високорискови технологични процеси.
• Икономични оптични влакна. Влакното е направено от кварц, който е базиран на силициев диоксид, широко разпространен и следователно евтин материал, за разлика от медта. В момента цената на влакното по отношение на двойката мед е свързана с 2: 5. В този случай FOC позволява предаване на сигнали на много по-дълги разстояния без повторно предаване. Броят на ретранслаторите на дългите линии се намалява при използване. При използване на солитонни предавателни системи, диапазон от 4000 км беше постигнат без регенерация (т.е. използвайки само оптични усилватели в междинните възли) при скорост на предаване по-висока от 10 Gbit / s.
• Дълъг експлоатационен живот. С течение на времето влакното се разгражда. Това означава, че затихването в поставения кабел постепенно се увеличава. Въпреки това, поради усъвършенстването на съвременните технологии за производство на оптични влакна, този процес се забавя значително, а животът му е около 25 години. През това време няколко поколения / стандарти на приемащите и предаващите системи могат да се променят.
• Дистанционно захранване. В някои случаи е необходимо дистанционно захранване на възела на информационната мрежа. Оптичното влакно не може да функционира като захранващ кабел. Въпреки това, в тези случаи можете да използвате смесен кабел, когато заедно с оптични влакна кабелът е снабден с меден проводящ елемент. Такъв кабел е широко използван както в Русия, така и в чужбина.

Оптичният кабел обаче има някои недостатъци:

• Най-важната от тях е високата сложност на инсталацията (при инсталирането на конекторите е необходима микрона точност, затихването в конектора силно зависи от точността на разцепване на стъкленото влакно и степента на полиране). За монтажа на съединителите се използва заваряване или залепване със специален гел, който има същия индекс на пречупване на светлината като фибростъкло. Във всеки случай, това изисква висококвалифициран персонал и специални инструменти. Затова най-често оптичният кабел се продава под формата на предварително изрязани парчета с различна дължина, на двата края на които вече са инсталирани необходимите видове съединители. Трябва да се помни, че лошата инсталация на конектора значително намалява допустимата дължина на кабела, която се определя от затихването.
• Също така трябва да помните, че използването на оптичен кабел изисква специални оптични приемници и предаватели, които преобразуват светлинните сигнали в електрически и обратно, което понякога значително увеличава цената на мрежата като цяло.
• Оптичните кабели позволяват разклоняване на сигнала (за това се правят специални пасивни сплитери (съединители) за 2–8 канала), но като правило се използват за предаване на данни само в една посока между един предавател и един приемник. В крайна сметка, всяко разклоняване неизбежно силно отслабва светлинния сигнал и ако има много клони, светлината може просто да не достигне края на мрежата. В допълнение, сплитерът има вътрешни загуби, така че общата мощност на сигнала на изхода е по-малка от входната мощност.
• Оптичният кабел е по-малко издръжлив и гъвкав от електрическия. Типична стойност на допустимия радиус на огъване е около 10 - 20 cm, с по-малки радиуси на огъване, централното влакно може да се счупи. Лошо кабелно и механично разтягане, както и ефекти на смачкване.
• Оптичният кабел е чувствителен към йонизиращо лъчение, поради което прозрачността на стъкленото влакно намалява, т.е. затихването на сигнала се увеличава. Внезапните промени в температурата също се отразяват неблагоприятно, стъклото може да се напука.
• Приложете оптичен кабел само в мрежи със звезда и пръстенна топология. В този случай няма проблеми със съвпадението и заземяването. Кабелът осигурява идеална галванична изолация на компютрите в мрежата. В бъдеще този тип кабели вероятно ще изместят електрическите кабели или, във всеки случай, ще ги изтласка силно.

 Перспективи за развитието на оптични връзки:

• Поради нарастващите изисквания на новите мрежови приложения, използването на оптични технологии в структурираните кабелни системи става все по-важно. Какви са предимствата и особеностите при използването на оптични технологии в хоризонталната кабелна подсистема, както и на работните места на потребителите?
• След като анализира промените в мрежовите технологии през последните 5 години, е лесно да се види, че медните стандарти на SCS изостават от състезанието за „мрежови оръжия“. Тъй като не се налагаше да инсталира третата категория СКС, предприятията трябваше да се преместят на пето, сега на шесто, а не на далеч, използвайки седмата категория.
• Разбира се, развитието на мрежовите технологии няма да спре: гигабит на работно място скоро ще се превърне в де факто стандарт, а по-късно de jure, а за LAN (локална мрежа) едно голямо или дори средно предприятие 10 Gbit / s Ethernet няма да е необичайно.
• Ето защо е много важно да се използва такава кабелна система, която да позволява лесно да се справя с увеличаващите се скорости на мрежовите приложения в продължение на най-малко 10 години - именно този минимален експлоатационен срок на СКС се определя от международните стандарти.
• Освен това, когато се променят стандартите за LAN протоколи, е необходимо да се избягва повторното полагане на нови кабели, които са били причина за значителни разходи за работата на SCS и просто не е приемливо в бъдеще.
• Само една преносна среда в СКС отговаря на тези изисквания - оптика. Оптичните кабели се използват в телекомуникационните мрежи за повече от 25 години, а напоследък те също така намират широко приложение в кабелната телевизия и LAN.
• В локалната мрежа те се използват главно за изграждане на основните кабелни канали между сградите и самите сгради ,   като осигурява високоскоростен пренос на данни между сегментите на тези мрежи. Развитието на съвременните мрежови технологии обаче актуализира използването на фибри като основна среда за директно свързване на потребителите.

 Нови стандарти и технологии на FOCL:

През последните години на пазара се появиха няколко технологии и продукти, позволяващи значително опростяване и намаляване на използването на влакна в хоризонтална кабелна система и свързването й с работните места на потребителите.

Сред тези нови решения, на първо място, искам да подчертая оптичните конектори с малък форм-фактор - SFFC (съединители с малък форм-фактор), планарните лазерни диоди с вертикален резонатор - VCSEL (вертикални кухи повърхностно-излъчващи лазери) и оптични многомодови влакна от ново поколение.

Трябва да се отбележи, че наскоро одобреният тип многомодово оптично влакно OM-3 има широчина на честотната лента над 2000 MHz / km при дължина на лазерното излъчване 850 nm. Този тип влакна осигуряват серийно предаване на данни от 10 Gigabit Ethernet протокол на разстояние от 300 м. Използването на нови типове многомодови влакна и 850-нанометрови VCSEL лазери осигурява най-ниските разходи за въвеждане на 10 Gigabit Ethernet решения.

Разработването на нови стандарти за влакнесто-оптични конектори направиха оптичните системи сериозен конкурент на медни решения. Традиционно, оптичните системи изискват два пъти по-голям брой съединители и кабели за свързване, отколкото мед - в телекомуникационните центрове е необходима много по-голяма площ за разполагане на оптично оборудване, както пасивно, така и активно.

Оптичните съединители с малък форм-фактор, представени наскоро от редица производители, осигуряват два пъти по-голяма плътност на портовете от предишните решения, тъй като всеки такъв конектор съдържа две оптични влакна едновременно, а не една, както преди.

Това намалява размера и оптичните пасивни елементи - кръстове и т.н., и активно мрежово оборудване, което намалява четири пъти разходите за инсталация (в сравнение с традиционните оптични решения).

 Трябва да се отбележи, че американските органи по стандартизация EIA и TIA през 1998 г. са решили да не регулират използването на някакъв конкретен вид оптични конектори с малък форм-фактор, което доведе до появата на пазара на шест вида конкурентни решения в тази област: MT-RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 и SCDC. Също така днес има нови разработки.

 Най-популярният миниатюрен конектор е конекторът тип MT-RJ, който има един полимерен връх с два оптични влакна вътре. Дизайнът му е конструиран от консорциум от компании, водени от AMP Netconnect, базиран на японската мулти-оптична МТ конектор. AMP Netconnect представи повече от 30 лиценза за производството на този тип конектор MT-RJ.

 Успехът на MT-RJ конектора се дължи до голяма степен на външния дизайн, който е подобен на дизайна на 8-пиновия модулен меден RJ-45 конектор. Неотдавна характеристиките на съединителя MT-RJ се подобриха значително - AMP Netconnect предлага MT-RJ конектори с ключове, които предотвратяват грешни или неоторизирани връзки към кабелната система. Освен това, редица компании разработват едномодови версии на конектора MT-RJ.

 LC конекторите на компанията са доста по-търсени на пазара на оптични кабелни решения. Avaya  (Http://www.avaya.com). Конструкцията на този съединител се основава на използването на керамичен накрайник с диаметър, намален до 1,25 мм, и пластмасов калъф с външен лост тип за закрепване на свързващ контакт в контакта.

Конекторът се предлага както в симплекс, така и в дуплекс версии. Основното предимство на LC конектора е ниската средна загуба и стандартното им отклонение, което е само 0.1 dB. Тази стойност осигурява стабилна работа на кабелната система като цяло. За инсталирането на LC щепсела се използва стандартната процедура за свързване и полиране на епоксидна смола. Днес съединителите се използват от производители на 10 Gbit / s трансивери.

 Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) прави едновременно LC и MT-RJ конектори. Според нея индустрията на СКС е направила своя избор в полза на съединителите MT-RJ и LC. Наскоро компанията пусна първия едномодов MT-RJ конектор и UniCam версии на MT-RJ и LC конекторите, които имат кратко време за инсталиране. В същото време за инсталирането на конектори тип UniCam няма нужда да се използва епоксидно лепило и поли

 Опорите за захранващи линии често се използват не само по предназначение, но и като инженерни конструкции за окачване на комуникационни кабели. Поради факта, че електропроводите свързват дори и най-отдалечените кътчета на страната ни, те са почти идеален начин за организиране на комуникация. За тази цел на опорите се произвежда окачване на различни видове оптични кабели (FOC).

 Консултациите в областта на изчисленията и проектирането на оптични линии по въздушни линии се извършват от нашите колеги. На сайта VOLS-psd.ru можете да се запознаете със списъка на извършените изчисления и консултации, както и да откриете условията за проектиране на оптична връзка за вашия TK. Никой въпрос няма да остане без отговор.

 Има няколко варианта за изграждане на оптични линии на ВХ. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци. На нашия сайт можете да намерите изчерпателна информация за комуникационните линии от този тип. Всяка година има нови начини за окачване и полагане, но има няколко "класически" опции, всяка от които се използва доста често.

Самоносещ оптичен комуникационен кабел

 Самоносещият оптичен кабел (OXN) се използва най-често при проектирането и изграждането на оптични връзки, тъй като неговото окачване може да се извърши, без да се премахва напрежението в линията, което значително намалява разходите за изграждане.

 Този кабел се характеризира с ниско тегло и добри възможности за опън. Неговото окачване се произвежда директно върху носещото тяло или на хода му (в зависимост от вида и конструкцията на опората).

 В момента има много специални устройства, предназначени да спрат OXN. Всички те ще бъдат прегледани на нашия ресурс.

Оптичен кабел, вграден в заземяващия проводник

 Кабел, вграден в заземяващ проводник (OPGW), се използва при високо и високо напрежение. Този тип кабел е широко разпространен, тъй като е най-приемливата опция за големи дължини на трасето на преносната линия.

OCGT изпълнява както функцията на пренос на информация, така и класическата функция за защита на линията от свръхнапрежение. За изграждането на оптични връзки на ОКГТ се изисква прекъсване на мрежовото напрежение. При проектирането е необходимо да се вземат предвид много фактори, които влияят на износоустойчивостта и издръжливостта на кабела. OGKT не създава допълнителни натоварвания на въздушни линии.

Оптичният кабел е вграден във фазовия проводник

 Оптичният кабел във фазов проводник (PCFP) е сравнително нова технология, която се използва на територията на Руската федерация изключително рядко. Това се дължи предимно на високата цена на строителните материали и сложността на монтирането на такъв проводник.

 При конструирането на влакнесто-оптични линии, използващи РСР, линейното напрежение се изключва и съществуващият фазов проводник се заменя с комуникационен кабел с подобни характеристики. Това ви позволява да постигнете както механична, така и електрическа симетрия в линията. Понастоящем енергийните инженери позволяват извършването на такива манипулации рядко и само тогава, когато няма други възможности за окачване (например при големи разстояния).

Оптичен кабел

 Когато се използва тази технология, специална машина се пуска на проводника на фазовата линия, която, движейки се по жицата, равномерно навива върху нея.

 В резултат на намотката, не се нуждае от допълнително закрепване на опорите и увеличава леко натоварването върху тях. В съвременното строителство тази технология се използва често на линии с напрежение до 35 kV. Използването на navivnyh машини изисква монтажници достатъчно познания по някои технически въпроси, но тя се отплаща на резултатите от работата. Особено важно е използването на ефикасни и ефикасни механизми по време на монтажа.

Изграждането на влакнесто-оптични линии на въздушни линии

 Развитието на оптични мрежи за данни се осъществява бързо и широко. Използват се най-различни инженерни конструкции и конструкции на кабели. За да се осигури продължителна и непрекъсната работа, тези линии се проектират, като се вземат предвид максималните натоварвания, наблюдавани през последните 25 години.

Видът на предавания сигнал различава между аналогова и цифрова комуникация.

 сигнал

 В зависимост от това коя информация се предава, те се различават аналог  и цифров  Нас. Аналоговата комуникация е предаването на непрекъснати съобщения (например звук или реч). Цифровата комуникация е пренос на информация в дискретна форма (цифрова форма). Дискретни съобщения обаче могат да се предават от аналогови канали и обратно. Понастоящем цифровата комуникация замества аналоговата (възниква дигитализация),

 Комуникационна линия

 Комуникационна линия  (LS) е физическа среда, чрез която се предават информационни сигнали от оборудването за предаване на данни и междинното оборудване.

Това и набор от технически устройства, които осигуряват прехвърлянето на съобщения от всякакъв вид от подателя до получателя. Извършва се с помощта на електрически сигнали, които се разпространяват чрез кабели или радиосигнали.

 Кабелни комуникационни линии

 Комуникационна верига  - проводници / влакна, използвани за предаване на единичен сигнал. В радиокомуникацията се нарича същата концепция багажник, разграничат кабелна верига  - веригата в кабела и въздушна верига  - окачени на опори.

Кабелните телекомуникационни линии са разделени на кабелни, въздушни и оптични. Кабелни линии бяха положени под земята. Въпреки това, поради несъвършенството на дизайна, подземните кабелни линии отстъпиха на въздуха. Типичен градски телефонен кабел се състои от сноп от тънки медни или алуминиеви проводници, изолирани един от друг и затворени в обща обвивка. Кабелите се състоят от различен брой жични двойки, всеки от които се използва за предаване на телефонни сигнали. Желанието да се разшири обхватът на предаваните честоти и да се увеличи капацитета на линиите на многоканалните системи доведе до създаването на нови видове кабели, т.нар. коаксиален, Използват се за предаване на високочестотни телевизионни сигнали, както и за междуселищни и международни телефонни комуникации. Един проводник в коаксиален кабел е медна или алуминиева тръба (или плитка), а другата е централна медна сърцевина, вградена в нея. Те са изолирани един от друг и имат една обща ос. Този кабел има ниски загуби, почти не излъчва електромагнитни вълни и следователно не създава смущения. Тези кабели позволяват пренос на енергия с честота на тока до няколко милиона херца и позволяват предаването на телевизионни програми на дълги разстояния.

 Оптични комуникационни линии

Телефонните линии и телевизионните кабели се използват главно като проводници. Най-развита е телефонната кабелна връзка. Но има сериозни недостатъци: податливост на смущения, затихване на сигнали при предаването им на дълги разстояния и ниска честотна лента. Всички тези недостатъци са лишени от оптични линии - форма на комуникация, при която информацията се предава чрез оптични диелектрични вълноводи ("оптични влакна").

 Оптичното влакно се счита за най-добрата среда за предаване на големи потоци от информация на дълги разстояния. Той е направен от кварц, който е базиран на силициев диоксид, широко разпространен и евтин материал, за разлика от медта. Оптичното влакно е много компактно и леко, има диаметър само около 100 микрона.

 Оптичните линии се отличават от традиционните кабелни линии:

• много висока скорост на предаване на информация (на разстояние повече от 100 км без повторители);
• сигурност на предадената информация от неоторизиран достъп;
• висока устойчивост на електромагнитни смущения;
• устойчивост на агресивни среди;
• възможност за предаване на едно фибри едновременно до 10 милиона телефонни разговори и един милион видеосигнала;
• гъвкавост на влакната;
• малки размери и тегло;
• Искри, експлозия и пожарна безопасност;
• лесно инсталиране и инсталиране;
• ниска цена;
• висока издръжливост на оптични влакна - до 25 години.

Фиг. Оптичен кабел (напречно сечение)

 Понастоящем обменът на информация между континентите се извършва главно чрез подводни оптични кабели, а не чрез сателитни комуникации. Основната движеща сила за развитието на подводни оптични комуникационни линии е интернет.

 Комуникационен канал  може да бъде:

• симплекс  - което позволява предаване на данни само в една посока, например радиоразпръскване, телевизия;
• половин дуплекс алтернативно;
• двоен  - позволяващи предаване на данни в двете посоки в същото време Пример за това е телефон.

 Разделяне на каналите (уплътняване):

Създаването на няколко канала на една комуникационна линия се осигурява чрез разделяне по честота, време, кодове, адрес, дължина на вълната.

• канали за разделяне на честотите (FDM) - разделяне на каналите по честота, за всеки канал е определен честотен диапазон
• времево разделяне на каналите (VRK, TDM) - разделяне на каналите във времето, времеви слот за всеки канал (времеви интервал)
• кодово разделяне на каналите (CRC, CDMA) - разделяне на каналите според кодовете, всеки канал има свой собствен код, налагането на който по груповия сигнал ви позволява да избирате информация за определен канал.
• разделяне на спектрални канали (SRK, WDM) - разделяне на канала по дължина на вълната

Безжични комуникационни линии

Радиовръзка - за предаване се използват радиовълни в пространството.

• DV-, SV-, KV- и VHF комуникация без използването на повторители
• Сателитни комуникации - комуникация чрез космически ретранслатори
• Радиорелейна комуникация - комуникация с използване на наземни ретранслатори
• Клетъчна комуникация - комуникация, използваща наземната мрежа базови станции

Комуникационна система  се състои от крайно оборудване източникът и получателят на съобщението, и устройства за преобразуване на сигнали  () в двата края на линията. Терминалното оборудване осигурява първична обработка на съобщение и сигнал, преобразуване на съобщения от формата, в която те се предоставят от източника (глас, изображение и т.н.) в сигнал (на източника, изпращача) и обратно (от страната на приемника), печалба и др. .CPS може да осигури защита на сигнала от изкривяване.

 Видове съвременна комуникация

Оптични влакна комуникация (оптична) - система, базирана на оптичен кабел, предназначена за предаване на информация в оптичния (светлинен) обхват. Терминът FOCL се заменя с FOCL (оптична предавателна линия), но в ежедневния практически срок се използва терминът FOCL, така че в тази статия ще се придържаме към него.

Линиите FOL (ако са правилно изложени), в сравнение с всички кабелни системи, се отличават с много висока надеждност, отлично качество на комуникацията, широка честотна лента, много по-голяма дължина без усилване и почти 100% защита от електромагнитни смущения. Основата на системата е технология за оптични влакна  - светлината се използва като носител на информация, видът на предаваната информация (аналогова или цифрова) няма значение. В работата се използва главно инфрачервената светлина, предавателната среда е фибростъкло.

 Обхват на FOCL

Оптичният кабел е бил използван за предоставяне на комуникация и пренос на информация за повече от 40 години, но поради високата му цена, той е станал широко използван сравнително наскоро. Развитието на технологиите е направило възможно производството да стане по-икономично и разходите за кабела да са по-достъпни, а техническите му характеристики и предимства пред другите материали бързо заплащат всички направени разходи.

Понастоящем, когато комплекс от ниско волтови системи (компютърна мрежа, контрол на достъпа, видеонаблюдение, охранителна и противопожарна сигнализация, охрана на периметъра, телевизия и др.) Се използва незабавно в едно съоръжение, не е възможно да се освободят от използването на оптични линии. Само използването на оптичен кабел дава възможност едновременно да се използват всички тези системи, осигурява правилна стабилна работа и изпълнение на техните функции.

Оптичните връзки все повече се използват като основна система при проектирането и монтажа, особено за многоетажни сгради, сгради с голяма дължина и при комбиниране на група обекти. Само оптични кабели могат да осигурят подходящо количество и скорост на предаване на информация. И трите подсистеми могат да бъдат реализирани на базата на оптични влакна, в подсистемата на вътрешните магистрали оптичните кабели се използват еднакво често с кабели от усукани двойки, а в подсистемата на външните магистрали те играят доминираща роля. Има оптични кабели за външни (външни кабели) и вътрешни (вътрешни кабели) уплътнения, както и свързващи кабели за хоризонтални комуникационни връзки, оборудване за индивидуални работни места и консолидация на сгради.

Въпреки относително високата цена, използването на влакна става все по-оправдано и става все по-широко използвано.

Предимства на оптични комуникационни линии (FOCL) преди традиционните "метални" средства за предаване:

• Широка честотна лента;
• Леко затихване на сигнала, например по отношение на сигнала от 10 MHz, то ще бъде 1,5 dB / km в сравнение с 30 dB / km за коаксиален кабел RG6;
• Възможността за поява на "земни контури" е изключена, тъй като оптичното влакно е диелектрично и създава електрическа (галванична) изолация между предавателния и приемния край на линията;
• Висока надеждност на оптичната среда: оптичните влакна не окисляват, не се намокрят, не са изложени на електромагнитни ефекти
• Той не предизвиква смущения в съседни кабели или други оптични кабели, тъй като носителят на сигнала е светъл и остава изцяло вътре в оптичния кабел;
• Фибростъкло е напълно нечувствително към външни сигнали и електромагнитни смущения (EMI), без значение до кого се захранва кабелът (110 V, 240 V, 10 000 V AC) или много близо до мегаваттния предавател. Удар на мълния на разстояние 1 см от кабела няма да предизвика смущения и няма да повлияе на работата на системата;
• Информационна сигурност - информацията за оптичното влакно се предава „от точка до точка“ и може да бъде дочута или променена само чрез физическа намеса в преносната линия
• Оптичният кабел е по-лек и по-малък - по-удобен и по-лесен за инсталиране от електрически кабел със същия диаметър;
• Не е възможно да се направи кабелен разклонител, без да се повреди качеството на сигнала. Всяка намеса в системата незабавно се открива в приемащия край на линията, което е особено важно за системите за сигурност и видеонаблюдението;
• Безопасност при пожар и експлозия при промяна на физични и химични параметри

• Цената на кабела намалява с всеки изминал ден, качеството и възможностите му започват да надделяват над разходите за изграждане на ниско-токови бази на оптични връзки

Няма перфектни и перфектни решения, тъй като всяка система, оптична мрежа има своите недостатъци:

• Чупливостта на фибростъкло - със силно огъване на кабела може да счупи влакната или да ги помрачи поради появата на микро пукнатини . За да се елиминират и сведат до минимум тези рискове, се използват армировъчни конструкции и плитки. При монтажа на кабела е необходимо да се спазват препоръките на производителя (където, в частност, минималният допустим радиус на огъване се нормализира);
• Сложността на връзката в случай на скъсване - изисква специални инструменти и квалификация на изпълнителя;
• Усъвършенствана технология на производство, както на самите влакна, така и на оптични компоненти;
• Сложността на преобразуването на сигнала (в интерфейсното оборудване);
• Относително високата цена на оптичното крайно оборудване. Въпреки това, оборудването е скъпо в абсолютно изражение. Съотношението на цената и честотната лента за оптични връзки е по-добро, отколкото за други системи;
• Непрозрачност на влакната поради радиационно облъчване (но има легирани влакна с висока радиационна устойчивост).

Инсталирането на оптични системи изисква изпълнителят да има подходящо ниво на квалификация, тъй като завършването на кабела се извършва със специални инструменти, с особена точност и умения, за разлика от други средства за предаване. Настройките за маршрутизиране и превключване на сигнали изискват специални квалификации и умения, така че не трябва да спестявате пари в тази област и да се страхувате да плащате над професионалисти, премахването на нередности в системата и последствията от неправилно инсталиране на кабели ще бъдат по-скъпи.

Принципът на работа на оптичен кабел.

Идеята за предаване на информация с помощта на светлина, да не говорим за физическия принцип на действие, не е напълно ясна за повечето обикновени хора. Няма да се впуснем дълбоко в тази тема, но ще се опитаме да обясним основния механизъм на работа на оптичното влакно и да оправдаем такива високи темпове на работа.

 Концепцията за оптичните влакна се основава на основните закони на отражението и пречупването на светлината. Благодарение на своя дизайн, фибростъкло може да побере светлинни лъчи във влакното и не им позволява да „преминават през стени“ при предаване на сигнал за много километри. Освен това не е тайна, че скоростта на светлината е по-висока.

Оптичните влакна се основават на ефекта на пречупване при максималния ъгъл на падане, когато се получи пълно отражение. Това явление възниква, когато светлинен лъч излиза от плътна среда и навлиза в по-малко плътна среда под определен ъгъл. Например, представете си абсолютно неподвижна повърхност на водата. Наблюдателят гледа навън под водата и променя ъгъла на гледане. В определен момент ъгълът на гледане става такъв, че наблюдателят няма да може да вижда предмети над повърхността на водата. Този ъгъл се нарича ъгъл на пълно отражение. На този ъгъл наблюдателят ще вижда само обекти под водата, ще изглежда, че гледате в огледалото.

Вътрешното ядро на оптичния кабел има по-висок коефициент на пречупване от обвивката и възниква ефектът на пълно отражение. Поради тази причина лъчът на светлината, преминаващ през вътрешното ядро, не може да излезе извън него.

Има няколко вида оптични кабели:

• С стъпаловиден профил - типичен, най-евтиният вариант, разпределението на светлината е “стъпки”, в този случай входният импулс се деформира поради различна дължина на пътеките на светлинните лъчи.
• С гладък профил "multimode" - лъчите на светлината се разпространяват с приблизително еднакви скорости "вълни", дължината на техните пътеки е балансирана, това позволява да се подобрят характеристиките на пулса;
• Еднорежимната фибростъкло е най-скъпата опция, тя ви позволява да изтеглите лъчи в права линия, характеристиките на предаването на пулса стават почти съвършени.

Оптичният кабел е все още по-скъп от други материали, неговото инсталиране и прекратяване е по-сложно, изисква квалифицирани изпълнители, но бъдещето на предаването на информация несъмнено е зад развитието на тези технологии и този процес е необратим.

Структурата на VOLS включва активни и пасивни компоненти. В предавателния край на оптичния кабел има светодиод или лазерен диод, тяхното излъчване се модулира чрез предавателен сигнал. Що се отнася до видео наблюдението, това ще бъде видео сигнал, за предаване на цифрови сигнали, логиката се запазва. Когато се предава, инфрачервеният диод се модулира в яркостта и пулсира според вариациите на сигнала. За да приемете и преобразувате оптичен сигнал в електрически, обикновено има приемник на фотоприемник.

Активните компоненти включват мултиплексори, регенератори, усилватели, лазери, фотодиоди и модулатори.

мултиплексор  - комбинира няколко сигнала в едно, така че можете да използвате един оптичен кабел за едновременно предаване на няколко сигнала в реално време. Тези устройства са незаменими в системи с недостатъчен или ограничен брой кабели.

Съществуват няколко вида мултиплексори, които се различават по техническите си характеристики, функции и обхват:

• спектрално разделяне (WDM) - най-простите и най-евтини устройства, които предават оптични сигнали чрез един кабел от един или няколко източника, работещи на различни дължини на вълната;
• Честотната модулация и честотното мултиплексиране (FM-FDM) - устройства, които са доста неподатливи на шум и изкривяване, с добра производителност и вериги със средна сложност, имат 4.8 и 16 канала, са оптимални за видео наблюдение.
• Амплитудна модулация с частично потиснат страничен обхват (AVSB-FDM) - с висококачествена оптоелектроника, позволява предаване до 80 канала, оптимални за абонатна телевизия, но скъпо за видео наблюдение;
• Импулсно-кодовата модулация (PCM - FDM) е скъпо устройство, напълно цифрово, използвано за дигитално разпространение на видео и видео наблюдение;

На практика често се използват комбинации от тези методи. Регенератор - устройство, което извършва възстановяване на формата на оптичен импулс, който, разпространявайки се през влакното, претърпява изкривяване. Регенераторите могат да бъдат както чисто оптични, така и електрически, които превръщат оптичния сигнал в електрически, възстановяват го и след това отново го преобразуват в оптичен.

усилвател  - усилва силата на сигнала до необходимото ниво на напрежение, може да бъде оптично и електрическо, извършва преобразуване на оптично-електронни и електронно-оптични сигнали.

Светодиоди и лазери - източник на монохромно кохерентно оптично излъчване (светлина за кабел). За системи с директна модулация, едновременно изпълнява функциите на модулатор, който преобразува електрически сигнал в оптичен сигнал.

Фотоприемник (Фотодиод) - устройство, което приема сигнала от другия край на оптичния кабел и извършва оптоелектронно преобразуване на сигнала.

модулатор  - устройство, което модулира оптична вълна, която пренася информация съгласно закона за електрически сигнал. В повечето системи тази функция се изпълнява от лазера, но в системи с индиректна модулация за това се използват отделни устройства.

Пасивните компоненти на оптичните връзки включват:

Оптичен кабел – действа като средство за предаване на сигнали. Външната обвивка на кабела може да бъде направена от различни материали: поливинилхлорид, полиетилен, полипропилен, тефлон и други материали. Оптичният кабел може да има резерви от различни типове и специфични защитни слоеве (например малки стъклени игли за защита от гризачи). По проект може да бъде:

Оптично свързване  - устройство, използвано за свързване на два или повече оптични кабела.

Оптичен кръст  - устройство, предназначено да прекрати оптичен кабел и да свърже към него активно оборудване.

сраствания  - предназначени за постоянно или полупостоянно снаждане на влакна;

конектори  - за повторно свързване или изключване на кабела;

кранчета  - устройства, разпределящи оптичната сила на няколко влакна в едно;

превключватели  - устройства, преразпределящи оптични сигнали при ръчно или електронно управление

Монтаж на оптични комуникационни линии, неговите характеристики и ред.

Фибростъкло е много издръжлив, но крехък материал, въпреки че благодарение на защитната обвивка, той може да бъде третиран почти като електрически. Въпреки това, когато инсталирате кабела, трябва да спазвате изискванията на производителите за:

• „Максимално разтягане“ и „максимална якост на скъсване“, изразени в нютони (около 1000 N или 1 kN). В оптичен кабел основното напрежение пада върху силовата структура (армирана пластмаса, стомана, кевлар или комбинация от тях). Всеки тип конструкция има свои индивидуални характеристики и степен на защита, а ако напрежението надвишава предписаното ниво, влакното може да се повреди.
• „Минималният радиус на огъване“ е да направите завоите по-гладки, като избягвате остри завои.
• "Механична якост", изразява се в N / m (newtons / meter) - защита на кабела от физическо натоварване (можете да стъпите върху него или дори да бъдете ударен от транспорт. Трябва да сте изключително внимателни и особено да осигурите пресичането и кръстовището, товарът се увеличава значително малка контактна зона.

Обикновен кабел обикновено се поставя на дървени барабани с издръжлив пластмасов защитен слой или дървени дъски по периферията. Външните слоеве на кабела са най-уязвими, затова по време на монтажа е необходимо да се помни теглото на барабана, да се предпази от удари, падане, да се вземат мерки за безопасност по време на съхранение. Най-добре е барабаните да се държат хоризонтално, но ако все още лежат вертикално, техните ръбове (джанти) трябва да са в контакт.

Редът и особеностите на монтажа на оптичен кабел:

1. Преди монтажа е необходимо да се проверят кабелните барабани за повреди, вдлъбнатини и драскотини. В случай на съмнение е по-добре кабелът да бъде оставен настрана за по-нататъшно подробно изследване или отхвърляне. Къси парчета (по-малко от 2 км.) За непрекъснатост на влакното може да се провери за лумен с фенерче. Инфрачервеният кабел също така предава обикновена светлина.

2. След това проверете маршрута за потенциални проблеми (остри ъгли, блокирани кабелни канали и т.н.), ако има такива, направете промени в маршрута, за да сведете до минимум рисковете.

3. Разпределете кабела по маршрута по такъв начин, че точките на свързване и свързване на усилватели да са налични, но защитени от неблагоприятни фактори. Важно е да има достатъчно кабел в бъдещите връзки. Отворените краища на кабелите трябва да бъдат защитени с водоустойчиви капачки. За да се сведе до минимум напрежението при огъване и повреди от преминаващи превозни средства, се използват тръби. В двата края на кабелната линия остават част от кабела, чиято дължина зависи от планираната конфигурация).

4. При полагане на кабела под земята, той допълнително предпазва от повреди в местни точки на натоварване, като контакт с нехомогенния материал за запълване, неравности на изкопа. За да направите това, кабелът в траншеята се полага върху слой от пясък 50-150 см и от върха е покрит със същия слой пясък 50-150 см. Дъното на изкопа трябва да бъде гладко, без изпъкналости, при копаене, камъни, които могат да повредят кабела трябва да бъдат отстранени. Трябва да се отбележи, че повредата на кабела може да възникне както незабавно, така и по време на работа (вече след запълване на кабела), например от постоянно налягане, непочистеният камък може постепенно да избута кабела. Работата по диагностика и търсене и отстраняване на нарушения на вече погребан кабел ще бъде много по-скъпа от точността и спазването на предпазните мерки при монтажа. Дълбочината на изкопа зависи от вида на почвата и очакваното натоварване на повърхността. В твърда скала, дълбочината ще бъде 30 см, в мека или под пътя 1 м. Препоръчителната дълбочина е 40-60 см, с дебелина на пясъчна постеля от 10 до 30 см.

5. Най-често използваните кабели се поставят в изкоп или в тава директно от барабана. Когато монтирате много дълги линии, барабанът се поставя върху превозното средство, като машината се движи, кабелът се поставя на мястото му и няма нужда да бърза, темпото и реда на разгъване на барабана се регулират ръчно.

6. При полагане на кабела в тавата най-важното е да не се превишава критичният радиус на огъване и механичното натоварване. Кабелът трябва да бъде положен в една и съща равнина, да не се създават точки на концентрирани товари, да се избягват остри ъгли, налягане и пресичане с други кабели и пътища и да не се огъват кабела.

7. Прокарването на оптичен кабел през кабелните канали е подобно на прокарването на конвенционален кабел, но не упражнява прекомерни физически усилия и нарушава спецификациите на производителя. Когато използвате скоби, не забравяйте, че товарът не трябва да пада върху външната обвивка на кабела, а върху силовата структура. За да намалите триенето, можете да използвате талк или гранули от полистирол, за използването на други лубриканти трябва да се консултирате с производителя.

8. В случаите, когато кабелът вече има прекъсване, когато инсталирате кабела, трябва да бъдете особено внимателни, за да не повредите конекторите, да не ги замърсявате и да не ги подлагате на прекомерно натоварване в зоната на свързване.

9. След полагане на кабела в тавата се закрепва с найлонови връзки, не трябва да се плъзга или да се провисва. Ако повърхностните характеристики не позволяват използването на специални кабелни стойки, е приемливо да се използват скоби, но с изключително внимание, за да не се повредят кабелите. Препоръчва се използването на скоби с пластмасов защитен слой, за всеки кабел трябва да се използва отделна скоба и при никакви обстоятелства да не се свързват няколко кабела. Между крайните точки на кабела е по-добре да се остави малка хлабина и да не се поставя кабелът под налягане, в противен случай ще реагира лошо на колебанията в температурата и вибрациите.

10. Ако влакното е повредено по време на монтажа, маркирайте зоната и оставете достатъчно кабел за последващо заплитане.

Едномодово влакно / Многомодово влакно

 Единичен режим Fiber & Multi режим Fiber

Едномодово влакно (обикновено жълто) е подходящо за предаване на дълги разстояния и многомодово влакно (обикновено други цветове като оранжево, водно синьо и др.) Е подходящо за предаване на комуникации на къси разстояния.

Първо, основната разлика на едномодово влакно / мултирежимно влакно

Едномодовото влакно се предава в режим с ядро от 9 μm, скорост 100 M / s или 1 G / s, разстояние на предаване над 5 km и източник на светлина за лазерния източник. Цветът на кабела е предимно жълт, конекторът е предимно син или зелен, а приложимата дължина на вълната е 1310nm ~ 1550nm;

Multi Mode Fiber поддържа множество режими на предаване с ядро от 50μm / 62.5μm, типична скорост от 100M / s, разстояние на предаване до 2km, 1 G / s до 1000m и 10 G / s до 550m. Източникът на светлина е светодиоден източник на светлина. Цветът на кабела е повече от гигабитов оранжев, а мулти-гигабитът е воден син. Конекторът е сиво бял и дължината на вълната е 850nm / 1310nm.

Второ, класификация на единичен режим / многомодово влакно

Едномодово влакно има G652 G655 G657; многомодово влакно има OM1, OM2, OM3, OM4, OM5.

Новите кабели с пластир OM5 са предимно лайм зелено. В сравнение с оптичните кабели OM4, OM4 поддържа само предаване на единична дължина на вълната, докато OM5 може да поддържа 4 дължини на вълните едновременно и има по-голямо разстояние на предаване. Той ще бъде широко използван в 40G / 100G окабеляване в центъра за данни. OM1 / OM2 се използва широко на закрито, предимно оранжево; OM3 / OM4 е предимно водно синьо, също има виолетов, пурпурен и т.н., най-често използван в центъра за данни 10G-40G / 100G.

Тъй като едномодово влакно може да предава по-дълги разстояния, защо да не използваме едномодово влакно?

Най-голямата разлика от едномодово влакно е, че многомодовото влакно има по-голям диаметър. По-голям диаметър на ядрото означава, че многомодово влакно може да поддържа множество режими на предаване. Въпреки, че това води до по-висока цена от едномодово влакно, еднорежимното влакно използва твърд лазерен диод като източник на светлина, докато многомодовото влакно използва LED като източник на светлина. Източник на светлина, очевидно е, че предишното устройство е по-скъпо от последното устройство, което води до разходи за използване на многомодово влакно е много по-малко от цената на използването на едномодови влакна, в допълнение, при условията на къси оптични предавания, Особено в LAN кабела сценарий, многомодово влакно Той работи, както и еднорежимни влакна, така че многомодово влакно е по-подходящ за изграждане на центрове за данни, задвижвани от ценово предимство.

Оптичен кабел състоящ се от оптични влакна под обща защитна обвивка.

Еднорежимно влакно

С достатъчно малък диаметър на влакната и съответната дължина на вълната, един лъч ще се разпространява през светлинния водач. Като цяло самият факт на избиране на диаметъра на сърцевината за режим на разпространение на сигнал в един режим показва особеностите на всяка отделна версия на дизайна на влакната. Тоест, чрез едномодов режим трябва да разберем характеристиките на влакното спрямо специфичната честота на използваната вълна. Разпространението на само един лъч позволява да се отървем от междумодната дисперсия и следователно едномодовите влакна са с порядък по-ефективни. В момента се използва ядро \u200b\u200bс външен диаметър около 8 микрона. Както в случая с многомодовите влакна, се използва стъпаловидно и градиентно разпределение на плътността на материала.

Вторият вариант е по-продуктивен. Еднорежимната технология е по-тънка, по-скъпа и в момента се използва в телекомуникациите. Оптичното влакно се използва в оптичните комуникационни линии, които превъзхождат електронните комуникации по това, че могат да предават цифрови данни на дълги разстояния без загуба при висока скорост. Оптичните линии могат или да образуват нова мрежа, или да служат за комбиниране на съществуващи мрежи - участъци от магистрали с оптични влакна, физически интегрирани на нивото на влакната, или логично - на ниво протоколи за пренос на данни. Скоростта на данни на FOCL може да бъде измерена в стотици гигабити в секунда. Вече се финализира стандарт, който позволява пренос на данни със скорост 100 Gbit / s, а стандартът от 10 Gbit Ethernet се използва в съвременните телекомуникационни структури от няколко години.

Многомодово влакно

Многомодовият оптичен вълновод може да разпространява едновременно голям брой режими - лъчи, въведени във влакното под различни ъгли. Многомодният OB има сравнително голям диаметър на сърцевината (стандартни стойности 50 и 62,5 µm) и, съответно, голяма числена бленда. По-големият диаметър на сърцевината на многомодовото влакно опростява въвеждането на оптично излъчване във влакното, а по-меките изисквания за толерантност към многомодовите влакна намаляват разходите за оптични приемо-приемници. По този начин многомодовите влакна преобладават в локални и домашни мрежи с къса дължина.

Основният недостатък на многомодовия оптичен вълновод е наличието на междумодна дисперсия, която възниква поради факта, че различните режими правят различен оптичен път във влакното. За да се намали влиянието на това явление, е разработено многомодово влакно с градиентен коефициент на пречупване, поради което режимите във влакното се разпространяват по параболични траектории, а разликата в техните оптични пътища и съответно междумодната дисперсия е много по-малка. Въпреки това, дори ако градиентните многомодови влакна не са балансирани, тяхната производителност не може да се сравни с едномодовите технологии.

Приемници за оптични влакна

За предаване на данни чрез оптични канали, сигналите трябва да бъдат преобразувани от електрически в оптични, предадени по комуникационната линия и след това преобразувани обратно в електрически в приемника. Тези трансформации се извършват в приемо-предавателно устройство, което съдържа електронни компоненти заедно с оптични компоненти.

Широко използван в технологията на предаване, мултиплексорът с разделяне на времето може да увеличи скоростта на предаване до 10 Gb / s. Съвременните оптични системи за високоскоростни влакна предлагат следните стандарти за скорост на предаване.

  SONET Standard          SDH стандарт     Скорост на трансфер

  OC 1                                    -                             51,84 Mb / s

  OC 3                                    STM 1                   155,52 Mb / s

  OC 12                                  STM 4                   622,08 Mb / s

  OC 48                                  STM 16                2488,30 Mb / s

  OC 192                                STM 64                9953,30 Mb / s

Новите методи за мултиплексно разделяне на дължината на вълната или спектралното мултиплексиране дават възможност да се увеличи плътността на предаване на данни. За това множество мултиплексирани потоци информация се изпращат по един влакнест канал, използвайки предаването на всеки поток с различна дължина на вълната. Електронните компоненти в WDM приемника и предавателя са различни в сравнение с тези, използвани в система за разделяне на времето.

Оптични линии

Оптичното влакно се използва активно за изграждане на градски, регионални и федерални комуникационни мрежи, както и за устройството на свързващи линии между градските борси. Това се дължи на скоростта, надеждността и високата пропускателна способност на влакнестите мрежи. Също така, чрез използването на оптични канали, има кабелна телевизия, дистанционно видеонаблюдение, видеоконференции и видео излъчване, телеметрия и други информационни системи. В бъдеще се планира да се използва преобразуването на речевите сигнали в оптични в оптичните мрежи.