Горячий тег

Популярный поиск

Полное руководство по оптоволоконным кабелям: основы, методы, практика и советы

Волоконно-оптические кабели обеспечивают физическую инфраструктуру, обеспечивающую высокоскоростную передачу данных для телекоммуникаций, сетей и подключения между приложениями. Достижения в области волоконно-оптических технологий позволили увеличить пропускную способность и дальность связи при одновременном уменьшении размера и стоимости, что позволяет использовать более широкое распространение — от дальней связи до центров обработки данных и сетей «умного города».

Этот подробный ресурс объясняет оптоволоконные кабели изнутри. Мы рассмотрим, как оптическое волокно работает для передачи сигналов данных с использованием света, основные характеристики одномодовых и многомодовых волокон, а также популярные типы кабелей в зависимости от количества волокон, диаметра и предполагаемого использования. Поскольку потребность в полосе пропускания растет в геометрической прогрессии, выбор подходящего оптоволоконного кабеля на основе сетевых требований к расстоянию, скорости передачи данных и долговечности является ключом к подключению, ориентированному на будущее.

Чтобы разобраться в волоконно-оптических кабелях, мы должны начать с оптических волокон — тонких нитей из стекла или пластика, которые проводят световые сигналы в процессе полного внутреннего отражения. Сердцевина, оболочка и покрытие, из которых состоит каждая прядь волокна, определяют его модальную ширину полосы пропускания и область применения. Несколько волоконных прядей связываются в свободные трубки, кабели с плотной буферизацией или распределительные кабели для прокладки оптоволоконных линий между конечными точками. Компоненты подключения, такие как разъемы, панели и оборудование, обеспечивают интерфейсы для оборудования и средства для реконфигурации оптоволоконных сетей по мере необходимости.

Правильная установка и оконцевание оптоволоконных кабелей требует точности и навыков, чтобы свести к минимуму потери и обеспечить оптимальную передачу сигнала. Мы рассмотрим общие процедуры подключения одномодовых и многомодовых волокон с использованием популярных типов разъемов, таких как LC, SC, ST и MPO. Зная передовой опыт, новые практики могут уверенно проектировать и развертывать волоконно-оптические сети для обеспечения высокой производительности и масштабируемости.

В заключение мы обсудим соображения по планированию оптоволоконных сетей и маршрутов, которые могут развиваться для удовлетворения будущих потребностей в полосе пропускания. Рекомендации отраслевых экспертов дают дополнительную информацию о текущих и новых тенденциях, влияющих на рост использования оптоволокна в телекоммуникациях, центрах обработки данных и инфраструктурах умных городов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Q1: Что такое оптоволоконный кабель?

A1: Волоконно-оптические кабели состоят из одного или нескольких оптических волокон, представляющих собой тонкие нити из стекла или пластика, которые могут передавать данные с помощью световых сигналов. Эти кабели используются для высокоскоростной и дальней связи, обеспечивая более высокую скорость передачи данных по сравнению с традиционными медными кабелями.

Q2: Как работают оптоволоконные кабели?

A2: Волоконно-оптические кабели передают данные с помощью импульсов света по тонким нитям из оптически чистого стекла или пластиковых волокон. Эти волокна передают световые сигналы на большие расстояния с минимальными потерями сигнала, обеспечивая высокую скорость и надежность связи.

Q3: Как устанавливаются оптоволоконные кабели?

A3: Волоконно-оптические кабели можно прокладывать различными способами, такими как протягивание или проталкивание кабелей через кабелепроводы или воздуховоды, воздушная установка с использованием опор или башен или прямое закапывание в землю. Способ установки зависит от таких факторов, как окружающая среда, расстояние и конкретные требования проекта. Установка оптоволоконного кабеля требует специальных навыков и оборудования, но это не всегда сложно. Надлежащая подготовка и знание методов установки, таких как сращивание волокон или заделка коннекторов, имеют важное значение. Для установки рекомендуется привлекать опытных специалистов или сертифицированных техников, чтобы обеспечить надлежащее обращение и оптимальную производительность.

Q4: Каков срок службы оптоволоконных кабелей?

A4: Волоконно-оптические кабели имеют длительный срок службы, обычно от 20 до 30 лет и даже больше. Они известны своей долговечностью и устойчивостью к деградации с течением времени.

Q5: Как далеко можно передавать данные по оптоволоконным кабелям?

A5: Расстояние передачи волоконно-оптических кабелей зависит от различных факторов, таких как тип волокна, скорость передачи данных и используемое сетевое оборудование. Одномодовые волокна могут передавать данные на большие расстояния, обычно от нескольких километров до сотен километров, в то время как многомодовые волокна подходят для более коротких расстояний, обычно в пределах нескольких сотен метров.

Q6: Можно ли сращивать или соединять оптоволоконные кабели?

A6: Да, оптоволоконные кабели можно сращивать или соединять. Сращивание плавлением и механическое сращивание обычно используются для соединения двух или более волоконно-оптических кабелей. Сращивание позволяет расширять сети, соединять кабели или ремонтировать поврежденные участки.

Q7: Можно ли использовать оптоволоконные кабели для передачи голоса и данных?

A7: Да, оптоволоконные кабели могут одновременно передавать как голосовые сигналы, так и сигналы данных. Они обычно используются для высокоскоростных подключений к Интернету, потокового видео, телекоммуникационных сетей и приложений для передачи голоса по IP (VoIP).

Q8: Каковы преимущества волоконно-оптических кабелей по сравнению с медными кабелями?

A8: Волоконно-оптические кабели имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными медными кабелями, в том числе:

Большая пропускная способность: оптоволокно может передавать больше данных на большие расстояния по сравнению с медными кабелями.
Невосприимчивость к электромагнитным помехам: оптоволоконные кабели не подвержены влиянию электромагнитных полей, что обеспечивает надежную передачу данных.
Повышенная безопасность: к оптоволокну трудно подключиться, что делает его более безопасным для передачи конфиденциальной информации.
Легче и тоньше: волоконно-оптические кабели легче и тоньше, что упрощает их установку и использование.

Q9: Все ли оптоволоконные кабели одинаковы?

A9: Нет, оптоволоконные кабели бывают разных типов и конфигураций для удовлетворения различных требований приложений. Двумя основными типами являются одномодовые и многомодовые кабели. Одномодовые кабели имеют сердечник меньшего размера и могут передавать данные на большие расстояния, в то время как многомодовые кабели имеют сердечник большего размера и поддерживают более короткие расстояния. Кроме того, существуют различные конструкции кабелей для удовлетворения конкретных потребностей, такие как кабели со свободной трубкой, с плотной буферизацией или ленточные кабели.

Q10: Безопасно ли обращаться с оптоволоконными кабелями?

A10: Волоконно-оптические кабели, как правило, безопасны в обращении. В отличие от медных кабелей, оптоволоконные кабели не проводят электрический ток, что исключает риск поражения электрическим током. Однако следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить глаза лазерными источниками света, используемыми для тестирования или технического обслуживания. При работе с оптоволоконными кабелями рекомендуется носить соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) и соблюдать правила техники безопасности.

Вопрос 11. Можно ли заменить старую сетевую инфраструктуру оптоволоконными кабелями?

A11: Да, существующая сетевая инфраструктура может быть модернизирована до оптоволоконных кабелей. Это может включать замену или модернизацию медных систем оптоволоконным оборудованием. Переход на оптоволокно обеспечивает повышенную производительность и перспективные возможности, гарантируя возможность удовлетворения растущих требований к пропускной способности современных систем связи.

В12: Защищены ли оптоволоконные кабели от факторов окружающей среды?

A12: Волоконно-оптические кабели спроектированы так, чтобы быть устойчивыми к различным факторам окружающей среды. Они выдерживают перепады температуры, влажность и даже воздействие химических веществ. Однако экстремальные условия окружающей среды, такие как чрезмерный изгиб или сдавливание, могут повлиять на характеристики кабелей.

Глоссарий оптоволоконных сетей

Затухание - Снижение уровня сигнала по длине оптического волокна. Измеряется в децибелах на километр (дБ/км).
Пропускная способность - Максимальный объем данных, который может быть передан по сети за фиксированный промежуток времени. Пропускная способность измеряется в мегабитах или гигабитах в секунду.
покрытие - Внешний слой, окружающий сердцевину оптического волокна. Имеет более низкий показатель преломления, чем ядро, что приводит к полному внутреннему отражению света внутри ядра.
соединитель - Устройство механической заделки, используемое для соединения оптоволоконных кабелей с коммутационными панелями, оборудованием или другими кабелями. Примерами являются разъемы LC, SC, ST и FC.
Основные - Центр оптического волокна, по которому свет распространяется за счет полного внутреннего отражения. Изготовлен из стекла или пластика и имеет более высокий показатель преломления, чем оболочка.
дБ (децибел) - Единица измерения, представляющая логарифмическое отношение двух уровней сигнала. Используется для выражения потери мощности (затухания) в оптоволоконных линиях.
Ethernet - Сетевая технология для локальных вычислительных сетей (ЛВС), использующая оптоволоконные кабели и проложенная по витой паре или коаксиальным кабелям. Стандарты включают 100BASE-FX, 1000BASE-SX и 10GBASE-SR.
Перемычка - Короткий соединительный кабель, используемый для соединения волоконно-оптических компонентов или создания перекрестных соединений в кабельных системах. Также называется патч-кордом.
Убыток - Снижение мощности оптического сигнала при передаче по ВОЛС. Измеряется в децибелах (дБ), при этом большинство стандартов оптоволоконных сетей указывают максимально допустимые значения потерь.
Модальная пропускная способность - Самая высокая частота, при которой несколько мод света могут эффективно распространяться в многомодовом волокне. Измеряется в мегагерцах (МГц) на километр.
Числовая апертура - Мера угла приема света оптического волокна. Волокна с более высокой числовой апертурой могут принимать свет, входящий под более широкими углами, но обычно имеют более высокое затухание.
Показатель преломления - Мера того, как быстро свет распространяется через материал. Чем выше показатель преломления, тем медленнее свет проходит через материал. Разница в показателе преломления между сердцевиной и оболочкой обеспечивает полное внутреннее отражение.
Одномодовое волокно - Оптическое волокно с малым диаметром сердцевины, позволяющее распространять только одну моду света. Используется для передачи на большие расстояния с высокой пропускной способностью из-за низких потерь. Типичный размер ядра 8-10 микрон.
сращивание - Неразъемное соединение между двумя отдельными оптическими волокнами или двумя оптоволоконными кабелями. Требуется сварочный аппарат для точного соединения стеклянных сердцевин для обеспечения непрерывного пути передачи с минимальными потерями.

Что такое волоконно-оптические кабели?

Волоконно-оптические кабели представляют собой длинные тонкие нити сверхчистого стекла, передавать цифровую информацию на большие расстояния. Они изготовлены из кварцевого стекла и содержат светонесущие волокна, расположенные в жгуты или жгуты. Эти волокна передают световые сигналы через стекло от источника к месту назначения. Свет в сердцевине волокна проходит по волокну, постоянно отражаясь от границы между сердцевиной и оболочкой.

Существует два основных типа оптоволоконных кабелей: одномодовые и многомодовые. одномодовые волокна имеют узкую сердцевину, которая позволяет передавать одну моду света, в то время как многомодовые волокна имеют более широкое ядро, которое позволяет передавать несколько режимов света одновременно. Одномодовые волокна обычно используются для передачи на большие расстояния, тогда как многомодовые волокна лучше всего подходят для более коротких расстояний. Сердечники обоих типов волокон изготовлены из сверхчистого кварцевого стекла, но для изготовления одномодовых волокон требуются более жесткие допуски.

Вот классификация:

Типы одномодовых волоконно-оптических кабелей

ОС1/ОС2: Предназначен для сетей с высокой пропускной способностью на больших расстояниях. Типичный размер ядра 8.3 мкм. Используется для поставщиков телекоммуникационных услуг/услуг, магистральных каналов предприятия и межсоединений центров обработки данных.
Свободный тюбик, наполненный гелем: Несколько волокон 250 мкм, содержащихся в отдельных трубках с цветовой маркировкой во внешней оболочке. Используется для установки вне помещений.
Жесткая буферизация: Волокна 250 мкм с защитным слоем под оболочкой. Также используется для наружных установок в воздушных линиях, кабелепроводах и воздуховодах.

Типы многомодовых оптоволоконных кабелей:

ОМ1/ОМ2: Для коротких расстояний более низкая пропускная способность. Размер ядра 62.5 мкм. В основном для старых сетей.
ОМ3: Для 10Gb Ethernet до 300 м. Размер ядра 50 микрон. Используется в центрах обработки данных и построении магистралей.
ОМ4: Более высокая пропускная способность, чем у OM3, для 100G Ethernet и 400G Ethernet на расстоянии до 150 м. Также сердечник 50 микрон.
ОМ5: Последний стандарт для максимальной пропускной способности (до 100G Ethernet) на самых коротких расстояниях (не менее 100 м). Для новых приложений, таких как 50G PON в беспроводных сетях 5G и сетях умного города.
Распределительные кабели: Содержит 6 или 12 волокон 250 мкм для связи между телекоммуникационными комнатами/этажами в здании.

Композитные кабели, содержащие как одномодовые, так и многомодовые волокна, также обычно используются для магистральных соединений инфраструктуры, где должны поддерживаться оба модальности.

Волоконно-оптические кабели обычно содержат множество отдельных волокон, связанных вместе для обеспечения прочности и защиты. Внутри кабеля каждое волокно покрыто собственным защитным пластиковым покрытием и дополнительно защищено от внешних повреждений и света дополнительным экраном и изоляцией между волокнами и снаружи всего кабеля. Некоторые кабели также содержат водонепроницаемые или водостойкие компоненты для предотвращения повреждения водой. Правильная установка также требует тщательного сращивания и заделки волокон, чтобы свести к минимуму потери сигнала на длинных участках.

По сравнению со стандартными металлическими медными кабелями оптоволоконные кабели обладают рядом преимуществ для передачи информации. У них гораздо более высокая пропускная способность, что позволяет им передавать больше данных. Они легче по весу, более долговечны и способны передавать сигналы на большие расстояния. Они невосприимчивы к электромагнитным помехам и не проводят электричество. Это также делает их намного более безопасными, поскольку они не испускают искр и их нельзя прослушивать или контролировать так же легко, как медные кабели. В целом, волоконно-оптические кабели позволили значительно повысить скорость и надежность интернет-соединения.

Типичные типы оптоволоконных кабелей

Волоконно-оптические кабели широко используются для передачи данных и телекоммуникационных сигналов на высоких скоростях на большие расстояния. Существует несколько типов волоконно-оптических кабелей, каждый из которых предназначен для конкретного применения. В этом разделе мы обсудим три распространенных типа: воздушный оптоволоконный кабель, подземный оптоволоконный кабель и подводный оптоволоконный кабель.

1. Воздушный оптоволоконный кабель

Воздушные оптоволоконные кабели предназначены для установки над землей, как правило, на опорах или башнях. Они защищены прочной внешней оболочкой, которая защищает тонкие нити волокна от факторов окружающей среды, таких как погодные условия, УФ-излучение и вмешательство диких животных. Воздушные кабели часто используются в сельской местности или для дальней связи между городами. Они экономичны и относительно просты в установке, что делает их популярным выбором для телекоммуникационных компаний в определенных регионах.

2. Подземный оптоволоконный кабель

Как следует из названия, подземные оптоволоконные кабели похоронен под землей обеспечить безопасную и защищенную среду передачи. Эти кабели рассчитаны на воздействие суровых условий окружающей среды, таких как влажность, колебания температуры и физические нагрузки. Подземные кабели обычно используются в городских районах, где пространство ограничено, и необходима защита от случайного повреждения или вандализма. Они часто устанавливаются через подземные трубопроводы или непосредственно закапываются в траншеи.

3. Подводный оптоволоконный кабель

Подводные оптоволоконные кабели специально разработаны для прокладки по дну океана чтобы соединить континенты и обеспечить глобальную связь. Эти кабели спроектированы так, чтобы выдерживать огромное давление и суровые условия подводной среды. Обычно они защищены несколькими слоями стальной или полиэтиленовой брони, а также водонепроницаемыми покрытиями. Подводные кабели используются для международной передачи данных и играют решающую роль в обеспечении глобального подключения к Интернету. Они могут охватывать тысячи километров и необходимы для межконтинентальной связи, поддерживая передачу данных с высокой пропускной способностью и глобальную связь.

4. Прямой подземный оптоволоконный кабель

Волоконно-оптические кабели прямого заложения предназначены для прокладки непосредственно в земле без использования кабелепровода или защитных кожухов. Они часто используются в тех случаях, когда грунт подходит, а риск повреждения или вмешательства невелик. Эти кабели сконструированы с дополнительными слоями защиты, такими как сверхпрочные оболочки и броня, чтобы противостоять потенциальным опасностям, таким как влажность, грызуны и механические нагрузки.

5. Ленточный оптоволоконный кабель

Ленточные волоконно-оптические кабели состоят из нескольких оптических волокон, организованных в плоские лентообразные структуры. Волокна обычно укладываются друг на друга, что позволяет использовать большое количество волокон в одном кабеле. Ленточные кабели обычно используются в приложениях, требующих высокой плотности и компактности, таких как центры обработки данных или телекоммуникационные коммутаторы. Они облегчают обращение, сращивание и оконцевание, что делает их идеальными для установок, где требуется большое количество волокон.

6. Волоконно-оптический кабель со свободной трубкой

Волоконно-оптические кабели со свободной трубкой состоят из одного или нескольких оптических волокон, заключенных в защитные буферные трубки. Эти буферные трубки действуют как индивидуальные защитные устройства для волокон, обеспечивая устойчивость к влаге, механическим воздействиям и факторам окружающей среды. Кабели со свободными трубками в основном используются на открытом воздухе или в суровых условиях, например, в телекоммуникационных сетях на большие расстояния или в местах, подверженных колебаниям температуры. Свободная конструкция трубки позволяет легко идентифицировать волокно, изолировать его и обновлять в будущем.

7. Бронированный оптоволоконный кабель

Бронированные оптоволоконные кабели армируются дополнительными слоями брони, например, гофрированной сталью или алюминиевыми лентами или оплетками. Этот дополнительный слой обеспечивает повышенную защиту от физических повреждений в сложных условиях, когда кабели могут подвергаться воздействию внешних сил, включая тяжелую технику, грызунов или суровые промышленные условия. Бронированные кабели обычно используются в промышленных условиях, при добыче полезных ископаемых или в средах со значительным риском случайного повреждения.

Эти дополнительные типы волоконно-оптических кабелей предлагают специальные функции и защиту для удовлетворения различных требований к установке и условий окружающей среды. Выбор типа кабеля зависит от таких факторов, как сценарий использования, требуемая защита, способ установки и предполагаемые опасности. Будь то приложения для непосредственного захоронения, установки с высокой плотностью, наружные сети или среда с высокими требованиями, выбор соответствующего оптоволоконного кабеля обеспечивает надежную и эффективную передачу данных.

8. Новые типы волоконно-оптических кабелей

Волоконно-оптические технологии продолжают развиваться, новые конструкции волокон и материалы позволяют использовать их в дополнительных областях. Некоторые из последних типов оптоволоконных кабелей включают в себя:

Волокна с оптимизированным изгибом - Волокна с профилем сердцевины с градуированным показателем преломления, предотвращающим потерю света или повреждение границы раздела сердцевина/оболочка при изгибе в крутых углах или скручивании. Волокна с оптимизированным изгибом могут выдерживать радиус изгиба до 7.5 мм для одномодовых и 5 мм для многомодовых без значительного затухания. Эти волокна позволяют размещать их в местах, не подходящих для больших радиусов изгиба и заделки в соединениях с высокой плотностью.
Пластиковые оптические волокна (POF) - Оптические волокна изготовлены из пластиковой сердцевины и оболочки, а не из стекла. POF является более гибким, его легче заделывать и он дешевле, чем стекловолокно. Однако POF имеет более высокое затухание и меньшую пропускную способность, что ограничивает его связью менее 100 метров. POF полезен для бытовой электроники, автомобильных сетей и промышленных систем управления, где высокая производительность не имеет решающего значения.
Многожильные волокна - Новые конструкции волокон, содержащие 6, 12 или даже 19 отдельных одномодовых или многомодовых жил в общей оболочке и оболочке. Многожильные волокна могут передавать несколько дискретных сигналов с одной жилой волокна и одной точкой соединения или точкой соединения для кабелей с более высокой плотностью. Однако для многожильных волокон требуется более сложное оборудование для подключения, такое как многожильные скалыватели и разъемы MPO. Максимальное затухание и пропускная способность также могут отличаться от традиционных одно- и двухжильных волокон. Многожильные волокна находят применение в сетях телекоммуникаций и центров обработки данных.
Волокна с полой сердцевиной - Новый тип волокна с полым каналом в сердцевине, окруженным микроструктурированной оболочкой, удерживающей свет внутри полой сердцевины. Волокна с полой сердцевиной имеют меньшую задержку и меньше нелинейных эффектов, которые искажают сигналы, но сложны в производстве и все еще находятся в стадии технологического развития. В будущем волокна с полой сердцевиной могут обеспечить более быстрые сети из-за повышенной скорости, с которой свет может распространяться по воздуху по сравнению с твердым стеклом.

Несмотря на то, что это все еще продукты специального назначения, новые типы волокон расширяют области применения, в которых волоконно-оптические кабели практичны и экономичны, позволяя сетям работать на более высоких скоростях, в ограниченном пространстве и на более коротких расстояниях. По мере того, как новые волокна становятся все более популярными, они предоставляют возможности для оптимизации различных частей сетевой инфраструктуры в зависимости от требований к производительности и требований к установке. Использование оптоволокна нового поколения поддерживает сетевые технологии на переднем крае.

Спецификации и выбор оптоволоконного кабеля

Волоконно-оптические кабели бывают разных типов, чтобы соответствовать различным приложениям и сетевым требованиям. Основные характеристики, которые следует учитывать при выборе оптоволоконного кабеля, включают:

Размер ядра - Диаметр ядра определяет, сколько данных может быть передано. Одномодовые волокна имеют меньшую сердцевину (8-10 микрон), что позволяет распространять только одну моду света, обеспечивая высокую пропускную способность и большие расстояния. Многомодовые волокна имеют большую сердцевину (50-62.5 мкм), что позволяет распространять несколько мод света, что лучше всего подходит для более коротких расстояний и меньшей полосы пропускания.
покрытие - Оболочка окружает сердцевину и имеет более низкий показатель преломления, улавливая свет в сердцевине за счет полного внутреннего отражения. Диаметр оболочки обычно составляет 125 микрон независимо от размера сердцевины.
Буферный материал - Буферный материал защищает нити волокна от повреждений и влаги. Обычные варианты включают тефлон, ПВХ и полиэтилен. Для наружных кабелей требуются водостойкие и атмосферостойкие буферные материалы.
Куртка - Внешняя оболочка обеспечивает дополнительную защиту кабеля от физических воздействий и окружающей среды. Оболочки кабелей изготавливаются из таких материалов, как ПВХ, ПЭВП и армированная сталь. Наружные куртки должны выдерживать широкий диапазон температур, воздействие ультрафиолета и истирание.
Внутри и снаружи - Помимо различных оболочек и буферов, внутренние и наружные волоконно-оптические кабели имеют разную конструкцию. Наружные кабели разделяют отдельные волокна на свободные трубки или герметичные буферные трубки внутри центрального элемента, позволяя влаге стекать. Внутренние ленточные кабели объединяются в ленты и укладываются друг на друга для большей плотности. Наружные кабели требуют надлежащего заземления и дополнительных требований к установке для защиты от ультрафиолетового излучения, колебаний температуры и ветровой нагрузки.

к выбрать оптоволоконный кабель, учитывайте приложение, желаемую пропускную способность и среду установки. Одномодовые кабели лучше всего подходят для дальней связи с высокой пропускной способностью, такой как сетевые магистрали. Многомодовые кабели хорошо подходят для коротких расстояний и меньшей пропускной способности внутри зданий. Внутренние кабели не требуют улучшенных оболочек или водонепроницаемости, в то время как для наружных кабелей используются более прочные материалы для защиты от погодных условий и повреждений.

кабели:

Тип	волокно	Buffer	Куртка	Рейтинг	Применение
Однорежимный OS2	9/125 мкм	Свободная трубка	ПВХ	В помещении	Магистраль помещения
Многомодовый OM3/OM4	50/125 мкм	Плотный буфер	ОФНР	На открытом воздухе	Дата-центр/кампус
Бронированный	Одно/многорежимный	Свободная трубка/плотный буфер	ПЭ/полиуретан/стальная проволока	Наружное/прямое захоронение	Суровая среда
ADSS	Одиночный режим	Unbuffered	Бездефицитный	Антенна	FTTA/столбы/коммунальные услуги
ГТОВ	Одиночный режим	Свободная трубка	Самонесущие/стальные пряди	Воздушная статика	Воздушные линии электропередач
Отводные кабели	Одно/многорежимный	Субъединицы 900 мкм/3 мм	ПВХ/пленум	Внутри снаружи	Окончательное подключение клиента

Связь:

Тип	волокно	Связь	Польский	прекращение	Применение
LC	Одно/многорежимный	ПК/БТР	Физический контакт (PC) или угол 8° (APC)	Одиночное волокно или дуплекс	Наиболее распространенный одиночный/двойной оптоволоконный соединитель, приложения с высокой плотностью
MPO / MTP	Многомодовый (12/24 волокна)	ПК/БТР	Физический контакт (PC) или угол 8° (APC)	Многоволоконный массив	Подключение 40/100G, транкинг, центры обработки данных
SC	Одно/многорежимный	ПК/БТР	Физический контакт (PC) или угол 8° (APC)	Симплекс или дуплекс	Устаревшие приложения, некоторые операторские сети
ST	Одно/многорежимный	ПК/БТР	Физический контакт (PC) или угол 8° (APC)	Симплекс или дуплекс	Устаревшие приложения, некоторые операторские сети
MU	Одиночный режим	ПК/БТР	Физический контакт (PC) или угол 8° (APC)	Симплекс	Суровые условия, оптоволокно к антенне
сплайс-корпуса/лотки	Нет	NA	NA	Фьюжн или механический	Переход, восстановление или средний доступ

Пожалуйста, обращайтесь к этому руководству при выборе волоконно-оптических продуктов, чтобы определить правильный тип для ваших приложений и сетевой среды. Для получения более подробной информации о любом продукте, пожалуйста, свяжитесь с производителями напрямую или дайте мне знать, как я могу предоставить дополнительные рекомендации или помощь в выборе.

Волоконно-оптические кабели обеспечивают сбалансированный набор свойств для удовлетворения сетевых потребностей в любой среде, когда правильный тип выбирается на основе ключевых характеристик, таких как применение, размер жилы, рейтинг оболочки и место установки. Учет этих характеристик помогает обеспечить максимальную эффективность, защиту и ценность.

Отраслевые стандарты оптоволоконного кабеля

Индустрия волоконно-оптических кабелей придерживается различных стандартов для обеспечения совместимости, надежности и взаимодействия между различными компонентами и системами. В этом разделе рассматриваются некоторые из ключевых отраслевых стандартов, регулирующих оптоволоконные кабели, и их значение для обеспечения бесперебойной работы сетей связи.

ТИА/ОВОС-568: Стандарт TIA/EIA-568, разработанный Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA) и Альянсом электронной промышленности (EIA), содержит рекомендации по проектированию и установке структурированных кабельных систем, включая оптоволоконные кабели. Он охватывает различные аспекты, такие как типы кабелей, разъемы, характеристики передачи и требования к тестированию. Соответствие этому стандарту обеспечивает стабильную и надежную работу в различных сетевых установках.
ISO / IEC 11801: Стандарт ISO/IEC 11801 устанавливает требования к универсальным кабельным системам, включая оптоволоконные кабели, в коммерческих помещениях. Он охватывает такие аспекты, как характеристики передачи, категории кабелей, разъемы и методы установки. Соответствие этому стандарту обеспечивает совместимость и постоянство производительности различных кабельных систем.
АНСИ/ТИА-598: Стандарт ANSI/TIA-598 содержит рекомендации по цветовой маркировке волоконно-оптических кабелей, определяя цветовые схемы для различных типов волокон, буферных покрытий и цветов контактов разъемов. Этот стандарт обеспечивает единообразие и облегчает идентификацию и сопоставление волоконно-оптических кабелей во время установки, обслуживания и устранения неполадок.
МСЭ-Т G.651: Стандарт ITU-T G.651 определяет характеристики и параметры передачи для многомодовых оптических волокон. Он охватывает такие аспекты, как размер ядра, профиль показателя преломления и модальная полоса пропускания. Соответствие этому стандарту обеспечивает стабильную производительность и совместимость многомодовых оптоволоконных кабелей в различных системах и приложениях.
МСЭ-Т G.652: Стандарт ITU-T G.652 определяет характеристики и параметры передачи для одномодовых оптических волокон. Он охватывает такие аспекты, как затухание, дисперсия и длина волны отсечки. Соответствие этому стандарту обеспечивает стабильную и надежную работу одномодовых волоконно-оптических кабелей для приложений дальней связи.

Соблюдение этих отраслевых стандартов имеет решающее значение для обеспечения совместимости, надежности и производительности при прокладке оптоволоконных кабелей. Соответствие требованиям гарантирует, что кабели, разъемы и сетевые компоненты от разных производителей могут без проблем работать вместе, упрощая процессы проектирования, установки и обслуживания сети. Это также облегчает взаимодействие и обеспечивает общий язык для общения между профессионалами отрасли.

Хотя это всего лишь несколько отраслевых стандартов для оптоволоконных кабелей, их важность невозможно переоценить. Следуя этим стандартам, проектировщики сетей, установщики и операторы могут обеспечить целостность и качество волоконно-оптической инфраструктуры, продвигая эффективные и надежные сети связи.

Строительство волоконно-оптических кабелей и передача света

Волоконно-оптические кабели изготовлены из двух концентрических слоев плавленого кварца, сверхчистого стекла с высокой прозрачностью. Внутренняя сердцевина имеет более высокий показатель преломления, чем внешняя оболочка, что позволяет свету проходить вдоль волокна за счет полного внутреннего отражения.

Сборка оптоволоконного кабеля состоит из следующих частей:

Компоненты и конструкция оптоволоконного кабеля определяют его пригодность для различных применений и условий установки. К основным аспектам строительства кабеля относятся:

Размер ядра - Внутренняя стеклянная нить, по которой передаются оптические сигналы. Распространенные размеры: 9/125 мкм, 50/125 мкм и 62.5/125 мкм. Одномодовое волокно 9/125 мкм имеет узкую сердцевину для больших расстояний и высокой пропускной способности. Многомодовое волокно 50/125 мкм и 62.5/125 мкм имеет более широкую сердцевину для более коротких соединений, когда не требуется высокая пропускная способность.
Буферные трубки - Пластиковые покрытия, которые окружают пряди волокна для защиты. Волокна могут быть сгруппированы в отдельные буферные трубки для организации и изоляции. Буферные трубки также защищают волокна от влаги. Используются конструкции со свободной трубкой и плотной буферной трубкой.
Члены силы - Арамидные нити, стержни из стекловолокна или стальные проволоки, включенные в сердечник кабеля, обеспечивают прочность на растяжение и предотвращают нагрузку на волокна во время установки или изменений окружающей среды. Силовые элементы уменьшают удлинение и допускают более высокое натяжение при прокладке кабеля.
Дополнения - Дополнительная прокладка или набивка, часто сделанная из стекловолокна, добавляется к сердечнику кабеля, чтобы обеспечить амортизацию и сделать кабель круглым. Наполнители просто занимают место и не добавляют прочности или защиты. Включается только по мере необходимости для достижения оптимального диаметра кабеля.
Внешняя оболочка - Слой пластика, покрывающий сердечник кабеля, наполнители и силовые элементы. Куртка защищает от влаги, истирания, химических веществ и других повреждений окружающей среды. Обычными материалами оболочки являются HDPE, MDPE, PVC и LSZH. В кабеле для наружного применения используются более толстые, устойчивые к ультрафиолетовому излучению оболочки, такие как полиэтилен или полиуретан.
броня - Дополнительное металлическое покрытие, обычно стальное или алюминиевое, добавленное поверх оболочки кабеля для максимальной защиты от механических повреждений и грызунов. Бронированный оптоволоконный кабель применяется при прокладке в неблагоприятных условиях, подверженных потенциальному повреждению. Броня значительно увеличивает вес и снижает гибкость, поэтому рекомендуется только в случае необходимости.
разрывная веревка - Нейлоновый шнур под внешней оболочкой, позволяющий легко снимать оболочку во время заделки и соединения. Просто потянув за рипкорд, куртка разделяется, не повреждая волокна под ней. Рипкорд входит не во все типы оптоволоконных кабелей.

Конкретная комбинация этих компонентов конструкции позволяет получить оптоволоконный кабель, оптимизированный для предполагаемой рабочей среды и требований к производительности. Интеграторы могут выбирать из целого ряда типов кабелей для любой оптоволоконной сети.

Подробнее: Компоненты оптоволоконного кабеля: полный список и объяснение

Когда свет передается в оптоволоконную сердцевину, он отражается от интерфейса оболочки под углами, большими, чем критический угол, непрерывно проходя по волокну. Это внутреннее отражение по длине волокна обеспечивает незначительные потери света на больших расстояниях.

Разница показателей преломления между сердцевиной и оболочкой, измеряемая числовой апертурой (ЧА), определяет, сколько света может попасть в волокно и под каким углом оно будет отражаться внутрь. Более высокая числовая апертура обеспечивает более высокие углы приема и отражения света, что лучше всего подходит для коротких расстояний, в то время как более низкая числовая апертура имеет более низкий уровень приема света, но может передавать с меньшим затуханием на большие расстояния.

Конструкция и свойства передачи волоконно-оптических кабелей обеспечивают непревзойденную скорость, пропускную способность и радиус действия волоконно-оптических сетей. Благодаря отсутствию электрических компонентов оптоволокно представляет собой идеальную платформу с открытым доступом для цифровой связи и технологий будущего. Понимание того, как свет может быть оптимизирован для прохождения миль в стеклянном волокне толщиной с человеческий волос, является ключом к раскрытию потенциала волоконно-оптических систем.

История волоконно-оптических кабелей

Разработка волоконно-оптических кабелей началась в 1960-х годах с изобретением лазера. Ученые поняли, что лазерный свет может передаваться на большие расстояния через тонкие нити стекла. В 1966 году Чарльз Као и Джордж Хокхэм предположили, что стеклянные волокна можно использовать для передачи света на большие расстояния с малыми потерями. Их работа заложила основу современной волоконно-оптической технологии.

В 1970 году исследователи Corning Glass Роберт Маурер, Дональд Кек и Питер Шульц изобрели первое оптическое волокно с достаточно низкими потерями для приложений связи. Создание этого волокна позволило провести исследования по использованию волоконной оптики для телекоммуникаций. В следующем десятилетии компании начали разрабатывать коммерческие волоконно-оптические телекоммуникационные системы.

В 1977 году General Telephone and Electronics отправила первый живой телефонный трафик по оптоволоконным кабелям в Лонг-Бич, Калифорния. Это испытание продемонстрировало жизнеспособность волоконно-оптических телекоммуникаций. На протяжении 1980-х годов компании работали над развертыванием оптоволоконных сетей дальней связи, соединяющих крупные города США и Европы. К концу 1980-х - началу 1990-х годов общественные телефонные компании начали заменять традиционные медные телефонные линии оптоволоконными кабелями.

Ключевыми новаторами и пионерами в области волоконно-оптических технологий являются Нариндер Сингх Капани, Джун-ити Нисидзава и Роберт Маурер. Капани известен как «отец волоконной оптики» за его работу в 1950-х и 1960-х годах по разработке и внедрению волоконно-оптических технологий. Нисидзава изобрел первую систему оптической связи в 1953 году. Маурер возглавил команду Corning Glass, которая изобрела первое оптическое волокно с малыми потерями, обеспечивающее современную оптоволоконную связь.

Развитие волоконно-оптических кабелей произвело революцию в глобальных коммуникациях и сделало возможным высокоскоростной Интернет и глобальные информационные сети, которые мы имеем сегодня. Волоконно-оптические технологии соединили мир, позволяя передавать огромные объемы данных по всему миру за считанные секунды.

В заключение, за годы работы ученых и исследователей были разработаны и оптимизированы волоконно-оптические кабели для передачи световых сигналов на большие расстояния. Их изобретение и коммерциализация изменили мир, предоставив новые методы глобальной коммуникации и доступа к информации.

Строительные блоки оптоволоконной связи

По своей сути оптоволоконная сеть состоит из нескольких основных частей, которые соединяются друг с другом для создания инфраструктуры для передачи и получения данных с помощью световых сигналов. К базовым компонентам относятся:

Волоконно-оптические кабели, такие как легкобронированный кабель Unitube (GYXS/GYXTW) или неметаллический микрокабель Unitube (JET), содержат тонкие жилы из стеклянного или пластикового волокна и обеспечивают путь, по которому распространяются сигналы. Типы кабелей включают одномодовые, многомодовые, гибридные оптоволоконные кабели и распределительные кабели. Факторами выбора являются режим/количество волокон, конструкция, метод установки и сетевые интерфейсы. Оптические волокна представляют собой тонкие гибкие нити из стекла или пластика, которые служат средой для передачи световых сигналов на большие расстояния. Они предназначены для минимизации потерь сигнала и поддержания целостности передаваемых данных.
Источник света: источник света, обычно лазер или светодиод (светоизлучающий диод), используется для генерации световых сигналов, которые передаются по оптическим волокнам. Источник света должен обеспечивать стабильный и постоянный световой поток для обеспечения надежной передачи данных.
Компоненты подключения: эти компоненты соединяют кабели с оборудованием, позволяя устанавливать патчи. Такие разъемы, как LC, SC и MPO, соединяют жилы оптоволокна с портами оборудования и кабелями. Адаптеры, такие как оптоволоконный адаптер/фланец соединителя/быстродействующий оптический разъем, соединяют разъемы в патч-панелях. Коммутационные шнуры с предварительно заделанными разъемами создают временные связи. Связь передает световые сигналы между жилами кабеля, оборудованием и коммутационными шнурами по линии связи. Сопоставьте типы разъемов с потребностями установки и портами оборудования.
Соединители. Соединители используются для соединения отдельных оптических волокон вместе или для соединения волокон с другими сетевыми компонентами, такими как коммутаторы или маршрутизаторы. Эти разъемы обеспечивают безопасное и точное соединение для сохранения целостности передаваемых данных.
Соединительное оборудование: сюда входят такие устройства, как патч-панели, корпуса для сращивания и распределительные коробки. Эти аппаратные компоненты обеспечивают удобный и организованный способ управления и защиты оптических волокон и их соединений. Они также помогают в устранении неполадок и обслуживании сети.
Такие корпуса, как автономные шкафы для оптоволокна, шкафы для монтажа в стойку или настенные шкафы для оптоволокна, обеспечивают защиту межсоединений волокон и провисающих/петлевых волокон с вариантами высокой плотности. Провисающие лотки и направляющие для волокон предназначены для хранения избыточной длины кабелей. Корпуса защищают от опасностей окружающей среды и организуют большой объем волокна.
Приемопередатчики. Приемопередатчики, также известные как оптические модули, служат интерфейсом между оптоволоконной сетью и другими сетевыми устройствами, такими как компьютеры, коммутаторы или маршрутизаторы. Они преобразуют электрические сигналы в оптические сигналы для передачи и наоборот, обеспечивая бесшовную интеграцию между оптоволоконными сетями и традиционными медными сетями.
Повторители/усилители. Волоконно-оптические сигналы могут ухудшаться на больших расстояниях из-за затухания (потеря мощности сигнала). Повторители или усилители используются для регенерирования и усиления оптических сигналов через равные промежутки времени для обеспечения их качества и надежности.
Коммутаторы и маршрутизаторы. Эти сетевые устройства отвечают за направление потока данных в оптоволоконной сети. Коммутаторы облегчают связь внутри локальной сети, а маршрутизаторы обеспечивают обмен данными между различными сетями. Они помогают управлять трафиком и обеспечивают эффективную передачу данных.
Механизмы защиты. Волоконно-оптические сети могут включать в себя различные механизмы защиты, такие как резервные пути, резервные источники питания и резервное хранилище данных, чтобы обеспечить высокую доступность и надежность данных. Эти механизмы помогают свести к минимуму время простоя сети и защитить от потери данных в случае сбоев или сбоев.
Тестовое оборудование, такое как рефлектометры и измерители оптической мощности, измеряет производительность, чтобы обеспечить надлежащую передачу сигнала. Рефлектометры проверяют установку кабеля и обнаруживают проблемы. Измерители мощности проверяют потери в соединениях. Продукты управления инфраструктурой помогают в документировании, маркировке, планировании и устранении неполадок.

Вместе эти компоненты создают надежную и высокоскоростную инфраструктуру оптоволоконной сети, обеспечивающую быструю и надежную передачу данных на большие расстояния.

Объединение компонентов вместе с правильными методами установки, заделки, сращивания и коммутации обеспечивает передачу оптических сигналов для данных, голоса и видео между кампусами, зданиями и сетевым оборудованием. Понимание требований к скорости передачи данных, бюджету потерь, росту и среде определяет необходимое сочетание кабелей, средств подключения, тестирования и корпусов для любого сетевого приложения.

Варианты оптоволоконных кабелей

Волоконно-оптические кабели обеспечивают физическую среду передачи для маршрутизации оптических сигналов на короткие и большие расстояния. Существует несколько типов подключения сетевого оборудования, клиентских устройств и телекоммуникационной инфраструктуры. Такие факторы, как среда установки, режим и количество волокон, типы разъемов и скорость передачи данных, будут определять, какая конструкция оптоволоконного кабеля подходит для каждого приложения.

Медные кабели, такие как медный кабель для передачи данных CAT5E или медный кабель для передачи данных CAT6, содержат волоконные жилы, связанные с медными парами, что полезно, когда в одном кабеле требуется подключение как оптоволокна, так и медного кабеля. Варианты включают симплексный/зип-кабель, дуплексный, распределительный и отводной кабели.

Бронированные кабели включают в себя различные армирующие материалы для защиты от повреждений или экстремальных условий. Типы включают многожильный кабель со свободной трубкой, неметаллический силовой элемент, бронированный кабель (GYFTA53) или многожильный легкобронированный кабель со свободной трубкой (ГИЦ/ГИТА) с наполненными гелем трубками и стальным армированием для использования в студенческих городках. Блокирующая броня или гофрированная стальная лента обеспечивают исключительную защиту от грызунов и молний.

Ответвительные кабели используются для окончательного подключения от распределения к местам. Такие варианты, как самонесущий кабель для ответвлений дугообразного типа (GJYXFCH) Или Кабель дугового типа (GJXFH) не требуют поддержки прядей. Кабель ответвления Strenath типа Bow (GJXFA) имеет усиленные прочностные элементы. Отводной кабель дугового типа для воздуховода (GJYXFHS) для установки кабелепровода. Воздушные варианты включают Рисунок 8 Кабель (GYTC8A) или Полностью диэлектрический самонесущий антенный кабель (ADSS).

Другие варианты для использования внутри помещений включают легкобронированный кабель Unitube (GYXS/GYXTW), неметаллический микрокабель Unitube (JET) или многожильный кабель со свободной трубкой, неметаллический силовой элемент, небронированный кабель (ГИФТИ). Гибридные оптоволоконные кабели содержат волокно и медь в одной оболочке.

Выбор оптоволоконного кабеля, такого как самонесущий ответвительный кабель дугового типа (GJYXFCH), начинается с определения метода установки, среды, типа волокна и необходимого количества. Спецификации конструкции кабеля, класса огнестойкости/раздавливания, типа разъема и усилия натяжения должны соответствовать предполагаемому использованию и маршруту.

Надлежащее развертывание, заделка, сращивание, установка и тестирование оптоволоконных кабелей сертифицированными техническими специалистами обеспечивают передачу данных с высокой пропускной способностью по сетям FTTx, городским и дальним сетям. Новые инновации улучшают подключение волокон, увеличивая плотность волокон в более компактных, нечувствительных к изгибам композитных кабелях будущего.

Гибридные кабели содержат как медные пары, так и жилы волокна в одной оболочке для приложений, требующих передачи голоса, данных и высокоскоростной связи. Количество меди/волокна варьируется в зависимости от потребностей. Используется для прокладки в многоквартирных домах, больницах, школах, где возможна только одна кабельная трасса.

Другие варианты, такие как воздушные кабели типа «восьмерка» и круглые, полностью диэлектрические или имеют силовые элементы из стекловолокна/полимера для воздушных установок, не требующих стального армирования. Также могут использоваться кабели со свободной трубкой, центральным сердечником и ленточным оптоволоконным кабелем.

Выбор оптоволоконного кабеля начинается с определения среды установки и необходимого уровня защиты, а затем количества волокон и типа, необходимых для поддержки как текущих, так и будущих требований к пропускной способности. Типы разъемов, конструкция кабеля, класс огнестойкости, класс прочности при сдавливании/ударе и требования к натяжению при растяжении должны соответствовать предполагаемому маршруту и использованию. Выбор авторитетного производителя кабелей, соответствующего стандартам, и проверка того, что все рабочие характеристики должным образом рассчитаны для среды установки, обеспечит качественную оптоволоконную инфраструктуру с оптимальной передачей сигнала.

Волоконно-оптические кабели обеспечивают основу для построения высокоскоростных волоконно-оптических сетей, но требуют квалифицированных и сертифицированных технических специалистов для надлежащей заделки, сращивания, установки и тестирования. При развертывании с качественными компонентами подключения в хорошо спроектированной инфраструктуре волоконно-оптические кабели обеспечивают передачу данных с высокой пропускной способностью по городским, дальним и FTTx-сетям, революционизируя коммуникации для приложений передачи данных, голоса и видео по всему миру. Новые инновации, связанные с кабелями меньшего размера, более высокой плотностью волокон, композитными конструкциями и нечувствительными к изгибам волокнами, продолжают улучшать возможности соединения волокон в будущем.

Вас также может заинтересовать:

Волоконно-оптическое соединение

Компоненты подключения предоставляют средства для сопряжения оптоволоконных кабелей с сетевым оборудованием и создания коммутационных соединений через панели и кассеты. Варианты разъемов, адаптеров, коммутационных шнуров, переборок и коммутационных панелей обеспечивают связь между оборудованием и позволяют изменять конфигурацию оптоволоконных инфраструктур по мере необходимости. Выбор подключения требует соответствия типов разъемов типам кабельных жил и портов оборудования, характеристикам потерь и долговечности требованиям сети и требованиям установки.

Соединители. Соединители заканчивают жилы оптоволокна для соединения кабелей с портами оборудования или другими кабелями. Общие типы:

LC (прозрачный разъем): Наконечник из циркония 1.25 мм. Для патч-панелей, медиаконвертеров, трансиверов. Низкие потери и высокая точность. Соединяется с разъемами LC.
SC (абонентский коннектор): Наконечник 2.5 мм. Надежный, для более длинных ссылок. Сопрягается с разъемами SC. Для кампусных сетей, телекоммуникационных, промышленных.
ST (прямой наконечник): Наконечник 2.5 мм. Доступны симплексные или дуплексные зажимы. Стандарт Telco, но некоторые потери. Сопрягается с коннекторами ST.
MPO (многоволоконная насадка): Штыревой соединитель ленточных волоконно-оптических кабелей для параллельной оптики. Варианты с 12 или 24 волокнами. Для центров обработки данных высокой плотности, 40G/100G Ethernet. В сочетании с гнездовыми разъемами MPO.
MTP - Вариант MPO от US Conec. Совместим с МПО.
SMA (субминиатюрный A): Наконечник 2.5 мм. Для испытательного оборудования, приборов, медицинских приборов. Обычно не используется для сетей передачи данных.

Переборки монтируются в оборудование, панели и настенные розетки для надежного сопряжения разъемов. Варианты включают симплексные, дуплексные, массивные или настраиваемые конфигурации с гнездовыми разъемами для сопряжения с патч-кордами или соединительными кабелями того же типа разъема.

Переходники соединяют два разъема одного типа. Конфигурации бывают симплексными, дуплексными, MPO и пользовательскими для высокой плотности. Устанавливайте оптоволоконные патч-панели, распределительные рамы или корпуса настенных розеток для упрощения кросс-соединений и реконфигурации.

Патч-корды с разъемами создают временные связи между оборудованием или внутри патч-панелей. Доступны одномодовые, многомодовые или композитные кабели для различных диапазонов. Стандартная длина от 0.5 до 5 метров, индивидуальная длина по запросу. Выберите тип волокна, конструкцию и типы разъемов в соответствии с потребностями установки.

Патч-панели обеспечивают возможность подключения волоконно-оптических жил в централизованном месте, обеспечивая кросс-соединения и перемещение/добавление/изменение. Варианты включают:

Стандартные патч-панели: От 1U до 4U, вмещает от 12 до 96 волокон и более. Варианты адаптера LC, SC, MPO. Для центров обработки данных, построение интерконнекта.
Угловые патч-панели: То же, что и стандарт, но под углом 45° для обеспечения видимости/доступности.
Кассеты МПО/МТП: Вставьте в патч-панели от 1U до 4U. Каждый содержит 12-волоконные коннекторы MPO для разделения на отдельные волокна с помощью адаптеров LC/SC или для соединения нескольких жгутов MPO/MTP. Высокая плотность, для 40G/100G Ethernet.
Стойки и рамы для распределения волокон: Большая занимаемая площадь, большее количество портов, чем у патч-панелей. Для основных кроссов, центральные офисы телекоммуникационных компаний/провайдеров.

Корпуса для волоконно-оптических кабелей содержат коммутационные панели, управление слабиной и лотки для сращивания. Стоечный, настенный и автономный варианты с различным количеством портов и занимаемой площадью. Версии с контролируемой или неконтролируемой средой. Обеспечьте организацию и защиту оптоволоконных соединений.

Жгуты (транки) MTP/MPO соединяются с разъемами MPO для параллельной передачи в сетевых каналах 40/100G. Варианты «мама-мама» и «мама-папа» с конструкцией из 12 или 24 волокон.

Надлежащее развертывание качественных компонентов подключения квалифицированными специалистами является ключом к оптимальной производительности и надежности оптоволоконных сетей. Выбор компонентов, соответствующих требованиям установки и сетевому оборудованию, позволит создать инфраструктуру высокой плотности с поддержкой устаревших и новых приложений. Новые инновации, связанные с меньшими форм-факторами, более высокой плотностью волокон/разъемов и более быстрыми сетями, повышают требования к оптоволоконным соединениям, требуя масштабируемых решений и адаптируемых конструкций.

Возможность подключения представляет собой фундаментальный строительный блок для волоконно-оптических сетей, позволяющий создавать интерфейсы между кабельными трассами, кросс-соединениями и сетевым оборудованием. Спецификации потерь, долговечности, плотности и скорости передачи данных определяют правильное сочетание разъемов, адаптеров, коммутационных шнуров, панелей и жгутов для создания оптоволоконных каналов, которые будут масштабироваться для удовлетворения будущих потребностей в пропускной способности.

Волоконно-оптические распределительные системы

Волоконно-оптические кабели требуют кожухов, шкафов и рам для организации, защиты и обеспечения доступа к жилам волокна. Ключевые компоненты системы распределения волокна включают в себя:

Оптические корпуса - Устойчивые к атмосферным воздействиям коробки, размещенные вдоль кабельной трассы, для сращивания, хранения провисшего кабеля и точек подключения или точек доступа. Корпуса защищают элементы от повреждения окружающей средой, обеспечивая непрерывный доступ. Корпуса для крепления на стене и на опоре распространены.
Шкафы распределения волокна - Шкафы содержат панели для подключения оптоволокна, лотки для сращивания, хранилище для слабых волокон и коммутационные кабели для точки соединения. Шкафы доступны как внутренние, так и наружные/закаленные блоки. Наружные шкафы обеспечивают стабильную среду для чувствительного оборудования в суровых условиях.
Оптоволоконные распределительные рамы - Более крупные распределительные блоки, содержащие несколько оптических патч-панелей, вертикальные и горизонтальные кабельные системы, шкафы для сращивания и кабели для кросс-коммутации с высокой плотностью волокон. Распределительные фреймы поддерживают магистрали и центры обработки данных.
Волоконные патч-панели - Панели содержат несколько оптоволоконных адаптеров для заделки жил оптоволоконного кабеля и соединительных кабелей. Нагруженные панели вдвигаются в оптоволоконные шкафы и рамы для перекрестного соединения и распределения волокон. Адаптерные панели и кассетные панели являются двумя распространенными типами.
Лотки для сращивания - Модульные лотки, которые организуют отдельные соединения волокон для защиты и хранения. Несколько лотков размещены в волокнистых шкафах и рамах. Лотки для сращивания позволяют оставить лишнюю слабину волокна после сращивания для гибкости перемещения/добавления/изменения без повторного сращивания.
Провисшие катушки - Вращающиеся катушки или барабаны, установленные в распределительных устройствах для хранения избыточной или запасной длины оптоволоконного кабеля. Провисающие катушки предотвращают превышение минимального радиуса изгиба волокна даже при прокладке в узких пространствах корпусов и шкафов.
Соединительные кабели - Отрезки волоконно-оптического кабеля с постоянным окончанием на обоих концах разъемами для обеспечения гибких межсоединений между коммутационными панелями, портами оборудования и другими точками подключения. Патч-кабели позволяют быстро менять оптоволоконные соединения, когда это необходимо.

Компоненты оптоволоконной связи вместе с защитными кожухами и шкафами создают интегрированную систему для распределения оптоволокна по сетевому оборудованию, пользователям и объектам. При проектировании оптоволоконных сетей интеграторы должны учитывать потребности всей инфраструктуры в дополнение к самому оптоволоконному кабелю. Правильно оборудованная распределительная система поддерживает производительность оптоволокна, обеспечивает доступ и гибкость, а также продлевает срок службы оптоволоконных сетей.

Применение оптоволоконных кабелей

Волоконно-оптические сети стали основой современных телекоммуникационных систем, обеспечивая высокоскоростную передачу данных и связь во многих областях.

Одним из наиболее значительных применений оптоволоконных кабелей является телекоммуникационная инфраструктура. Волоконно-оптические сети обеспечили высокоскоростное широкополосное подключение к Интернету и телефонной связи по всему миру. Высокая пропускная способность оптоволоконных кабелей позволяет быстро передавать голос, данные и видео. Крупные телекоммуникационные компании вложили значительные средства в строительство глобальных волоконно-оптических сетей.

Волоконно-оптические датчики широко используются в медицине и здравоохранении. Их можно интегрировать в хирургические инструменты для повышения точности, визуализации и контроля. Волоконно-оптические датчики также используются для мониторинга показателей жизнедеятельности тяжелобольных пациентов и могут обнаруживать изменения, незаметные для человеческого восприятия. Врачи исследуют использование волоконно-оптических датчиков для неинвазивного обнаружения заболеваний путем анализа свойств света, проходящего через ткани пациентов.

Военные используют оптоволоконные кабели для безопасной связи и сенсорных технологий. В самолетах и транспортных средствах часто используется оптоволоконная оптика для снижения веса и уменьшения электрических помех. Волоконно-оптические гироскопы предоставляют точные навигационные данные для систем наведения. Военные также используют распределенное оптоволоконное зондирование для мониторинга больших участков земли или сооружений на предмет любых нарушений, которые могут указывать на активность противника или структурные повреждения. Некоторые истребители и передовые системы вооружения полагаются на оптоволокно.

Волоконно-оптическое освещение использует волоконно-оптические кабели для передачи света в декоративных целях, таких как декоративное освещение в домах или прожекторы в музеях. Яркий энергосберегающий свет можно преобразовывать в различные цвета, формы и другие эффекты с помощью фильтров и линз. Волоконно-оптическое освещение также выделяет очень мало тепла по сравнению со стандартным освещением, снижает затраты на техническое обслуживание и имеет гораздо более длительный срок службы.

Мониторинг состояния конструкций использует волоконно-оптические датчики для обнаружения изменений или повреждений в зданиях, мостах, плотинах, туннелях и другой инфраструктуре. Датчики могут измерять вибрации, звуки, колебания температуры и мельчайшие движения, невидимые для людей-инспекторов, чтобы выявить потенциальные проблемы до полного отказа. Этот мониторинг направлен на повышение общественной безопасности путем предотвращения катастрофических структурных обрушений. Волоконно-оптические датчики идеально подходят для этого применения благодаря их точности, отсутствию помех и устойчивости к факторам окружающей среды, таким как коррозия.

В дополнение к упомянутым выше приложениям существует множество других вариантов использования волоконной оптики в различных отраслях и условиях, например:

Дистрибьюторская сеть кампуса
Сеть центра обработки данных
Промышленная оптоволоконная сеть
Оптоволокно к антенне (FTTA)
сети FTTx
Беспроводные сети 5G
Телекоммуникационные сети
Сети кабельного телевидения
и так далее

Если вас интересует больше, добро пожаловать в эту статью: Применение оптоволоконных кабелей: полный список и объяснение (2023 г.)

Волоконно-оптические кабели и медные кабели

Предлагаем оптоволоконные кабели значительные преимущества по сравнению с традиционными медными кабелями для передачи информации. Наиболее заметными преимуществами являются более высокая пропускная способность и более высокая скорость. Волоконно-оптические линии передачи способны передавать гораздо больше данных, чем медные кабели того же размера. Один оптоволоконный кабель может передавать несколько терабит данных в секунду, что достаточно для одновременной потоковой передачи тысяч фильмов высокой четкости. Эти возможности позволяют оптоволокну удовлетворять растущие потребности в передаче данных, голоса и видео.

Волоконно-оптические кабели также обеспечивают более быстрое подключение к Интернету и скорость загрузки для дома и бизнеса. В то время как максимальная скорость загрузки медных кабелей ограничена примерно 100 мегабитами в секунду, оптоволоконные соединения могут превышать 2 гигабита в секунду для бытовых услуг — в 20 раз быстрее. Волоконная оптика сделала сверхскоростной широкополосный доступ в Интернет широко доступным во многих частях мира.

Волоконно-оптические кабели легче, компактнее, долговечнее и устойчивы к атмосферным воздействиям, чем медные кабели. На них не действуют электромагнитные помехи, и они не требуют усиления сигнала для передачи на большие расстояния. Волоконно-оптические сети также имеют срок службы более 25 лет, что намного больше, чем у медных сетей, которые требуют замены через 10-15 лет. Из-за своей непроводящей и негорючей природы оптоволоконные кабели представляют меньшую опасность для безопасности и пожара.

Хотя оптоволоконные кабели, как правило, имеют более высокие первоначальные затраты, они часто обеспечивают экономию в течение срока службы сети за счет снижения затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию, а также повышения надежности. Стоимость волоконно-оптических компонентов и соединений также резко снизилась за последние несколько десятилетий, что сделало волоконно-оптические сети экономически выгодным выбором как для крупных, так и для небольших коммуникационных потребностей.

Таким образом, по сравнению с традиционными медными и другими средами передачи волоконно-оптические кабели обладают значительными техническими преимуществами для высокоскоростной передачи информации на большие расстояния и высокой пропускной способности, а также экономическими и практическими преимуществами для сетей связи и приложений. Эти превосходные качества привели к повсеместной замене медной инфраструктуры оптоволоконной во многих технологических отраслях.

Монтаж оптоволоконных кабелей

Установка оптоволоконных кабелей требует надлежащего обращения, сращивания, подключения и тестирования, чтобы свести к минимуму потери сигнала и обеспечить надежную работу. Сращивание оптоволокна соединяет два волокна вместе, плавя их и сплавляя их идеально выровненными для продолжения передачи света. Механические соединения и соединения сплавлением являются двумя распространенными методами, при этом соединения сплавлением обеспечивают меньшие потери света. Волоконно-оптические усилители также используются на больших расстояниях для усиления сигнала без необходимости обратного преобразования света в электрический сигнал.

Волоконно-оптические соединители используются для соединения и разъединения кабелей в местах соединения и сопряжения оборудования. Правильная установка разъемов имеет решающее значение для минимизации обратного отражения и потерь мощности. К распространенным типам оптоволоконных разъемов относятся разъемы ST, SC, LC и MPO. Волоконно-оптические передатчики, приемники, переключатели, фильтры и разветвители также устанавливаются в оптоволоконных сетях для направления и обработки оптических сигналов.

Безопасность является важным фактором при установке волоконно-оптических компонентов. Лазерный свет, передаваемый по оптоволоконным кабелям, может привести к необратимому повреждению глаз. Необходимо соблюдать надлежащую защиту глаз и процедуры осторожного обращения. Кабели должны быть надлежащим образом закреплены и защищены, чтобы избежать запутывания, перекручивания или поломки, которые могут привести к непригодности кабеля. Наружные кабели имеют дополнительную атмосферостойкую изоляцию, но все же требуют надлежащих требований к установке, чтобы избежать ущерба окружающей среде.

Установка оптоволокна требует тщательной очистки, проверки и тестирования всех компонентов перед развертыванием. Даже небольшие дефекты или загрязнения на соединителях, точках сращивания или кабельных оболочках могут нарушить сигнал или стать причиной проникновения факторов окружающей среды. Тестирование оптических потерь и тестирование измерителя мощности на протяжении всего процесса установки гарантируют, что система будет функционировать с достаточным запасом мощности для требуемого расстояния и скорости передачи данных.

Установка волоконно-оптической инфраструктуры требует технических навыков и опыта для правильного выполнения, обеспечения высокой надежности и минимизации будущих проблем. Многие технологические компании и кабельные подрядчики предлагают услуги по прокладке оптоволокна, чтобы справиться с этими сложными техническими требованиями по настройке оптоволоконных сетей, как больших, так и малых масштабов. При правильной технологии и опыте оптоволоконные кабели могут обеспечивать четкую передачу сигнала в течение многих лет при правильной установке.

Концевая заделка оптоволоконных кабелей

Оконцевание оптоволоконных кабелей включает в себя присоединение разъемов к жилам кабеля для обеспечения связи между сетевым оборудованием или внутри патч-панелей. Процедура завершения требует точности и правильной техники для минимизации потерь и оптимизации производительности соединения. Общие шаги прекращения включают в себя:

Снимите оболочку кабеля и любую арматуру, обнажая оголенные жилы волокна. Измерьте точную необходимую длину и плотно закройте все неиспользуемые волокна, чтобы избежать воздействия влаги/загрязняющих веществ.
Определите тип волокна (одномодовое/многомодовое) и спецификации размера (SMF-28, OM1 и т. д.). Выберите совместимые разъемы, такие как LC, SC, ST или MPO, предназначенные для одномодового или многомодового подключения. Соотнесите размеры наконечника коннектора с диаметром волокна.
Очистите и зачистите волокно до точной длины, необходимой для типа разъема. Делайте надрезы осторожно, избегая повреждения волокон. Повторно очистите поверхность волокна, чтобы удалить любые загрязнения.
Нанесите эпоксидную смолу или полируемый волокнистый состав (для многоволоконного MPO) на торец наконечника соединителя. Пузырьков воздуха быть не должно. Для предварительно отполированных соединителей просто очистите и осмотрите торец наконечника.
Аккуратно вставьте волокно в наконечник коннектора под надлежащим увеличением. Наконечник должен поддерживать конец волокна на его торце. Волокно не должно выступать за торец.
Отвердите эпоксидную смолу или полировальный состав в соответствии с указаниями. Для эпоксидной смолы обычно требуется 10-15 минут. В качестве альтернативы может потребоваться термоотверждение или УФ-отверждение в зависимости от технических характеристик продукта.
Осмотрите торцевую поверхность под большим увеличением, чтобы убедиться, что волокно расположено по центру и немного выступает из конца наконечника. Для предварительно отполированных соединителей просто повторно осмотрите торец на наличие загрязнений или повреждений перед соединением.
Протестируйте завершенное завершение, чтобы обеспечить оптимальную производительность перед развертыванием. Используйте как минимум тестер целостности оптоволокна, чтобы подтвердить передачу сигнала через новое соединение. Рефлектометр также можно использовать для измерения потерь и обнаружения любых проблем.
Соблюдайте надлежащие методы очистки и осмотра торцевых поверхностей разъемов после сопряжения, чтобы избежать потери сигнала или повреждения оборудования из-за загрязнений. Колпачки должны защищать несопрягаемые разъемы.

С практикой и правильными инструментами/материалами достижение заделки с малыми потерями становится быстрым и стабильным. Тем не менее, учитывая требуемую точность, рекомендуется, чтобы сертифицированные специалисты по оптоволокну по возможности завершали терминацию критически важных сетевых соединений с высокой пропускной способностью, чтобы обеспечить максимальную производительность и время безотказной работы системы. Навыки и опыт имеют значение для оптоволоконной связи.

Сращивание оптоволоконных кабелей

В волоконно-оптических сетях под сращиванием понимается процесс соединения двух или более волоконно-оптических кабелей вместе. Эта техника дает возможность бесшовная передача оптических сигналов между кабелями, что позволяет расширять или ремонтировать оптоволоконные сети. Сращивание оптоволокна обычно выполняется при подключении вновь проложенных кабелей, расширении существующих сетей или ремонте поврежденных участков. Он играет фундаментальную роль в обеспечении надежной и эффективной передачи данных.

Существует два основных метода сращивания оптоволоконных кабелей:

1. Сварка сплавом:

Сращивание плавлением включает в себя неразъемное соединение двух волоконно-оптических кабелей путем плавления и сплавления их торцов вместе. Этот метод требует использования сварочного аппарата, специальной машины, которая точно выравнивает и плавит волокна. После расплавления волокна сплавляются вместе, образуя непрерывное соединение. Сварка плавлением обеспечивает низкие вносимые потери и превосходную долговременную стабильность, что делает его предпочтительным методом для высокопроизводительных соединений.

Процесс сварки плавлением обычно включает следующие этапы:

Подготовка волокна: Защитное покрытие волокон снимается, а оголенные волокна очищаются для обеспечения оптимальных условий сварки.
Выравнивание волокна: Аппарат для сварки выравнивает волокна, точно сопоставляя их сердцевину, оболочку и покрытие.
Слияние волокон: Сварочный аппарат генерирует электрическую дугу или лазерный луч для расплавления и сплавления волокон.
Защита от сращивания: На место соединения накладывается защитный рукав или кожух для обеспечения механической прочности и защиты места соединения от факторов окружающей среды.

2. Механическое соединение:

Механическое сращивание включает в себя соединение волоконно-оптических кабелей с помощью механических устройств выравнивания или соединителей. В отличие от сварки плавлением, механическое соединение не плавит и не сплавляет волокна вместе. Вместо этого он полагается на точное выравнивание и физические разъемы для обеспечения оптической непрерывности. Механические соединения обычно подходят для временного или быстрого ремонта, поскольку они обеспечивают несколько более высокие вносимые потери и могут быть менее прочными, чем соединения плавлением.

Процесс механического сращивания обычно включает следующие этапы:

Подготовка волокна: Волокна готовятся путем снятия защитного покрытия и скалывания их для получения плоских перпендикулярных торцов.
Выравнивание волокна: Волокна точно выравниваются и удерживаются вместе с помощью выравнивающих устройств, муфт для сращивания или соединителей.
Защита от сращивания: Подобно сращиванию плавлением, защитный рукав или кожух используется для защиты области сращивания от внешних факторов.

Как сварка плавлением, так и механическое соединение имеют свои преимущества и применимость в зависимости от конкретных требований волоконно-оптической сети. Сращивание Fusion обеспечивает более постоянное и надежное соединение с меньшими вносимыми потерями, что делает его идеальным для долговременных установок и высокоскоростной связи. С другой стороны, механическое соединение предлагает более быстрое и гибкое решение для временных соединений или ситуаций, когда ожидаются частые изменения или обновления.

Таким образом, сращивание волоконно-оптических кабелей является важным методом расширения, ремонта или соединения волоконно-оптических сетей. Независимо от того, используете ли вы сварку для постоянного соединения или механическое соединение для временного ремонта, эти методы обеспечивают бесперебойную передачу оптических сигналов, обеспечивая эффективную и надежную передачу данных в различных приложениях.

Внутренние и наружные оптоволоконные кабели

1. Что такое оптоволоконные кабели для помещений и как они работают

Внутренние оптоволоконные кабели специально разработаны для использования в зданиях или замкнутых пространствах. Эти кабели играют решающую роль в обеспечении высокоскоростной передачи данных и связи в таких инфраструктурах, как офисы, центры обработки данных и жилые дома. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать при обсуждении внутренних волоконно-оптических кабелей:

Дизайн и конструкция: Волоконно-оптические кабели для использования внутри помещений спроектированы так, чтобы быть легкими, гибкими и простыми в установке внутри помещений. Обычно они состоят из центрального сердечника, оболочки и защитной внешней оболочки. Сердцевина, изготовленная из стекла или пластика, обеспечивает передачу световых сигналов, а оболочка помогает минимизировать потери сигнала за счет отражения света обратно в сердцевину. Внешняя оболочка обеспечивает защиту от физических повреждений и факторов окружающей среды.
Типы внутренних волоконно-оптических кабелей: Доступны различные типы оптоволоконных кабелей для помещений, в том числе кабели с плотной буферизацией, кабели со свободными трубками и ленточные кабели. Кабели с плотной буферизацией имеют покрытие непосредственно поверх жил волокна, что делает их более подходящими для использования на коротких расстояниях и для прокладки внутри помещений. Кабели со свободными трубками имеют трубки, заполненные гелем, которые заключают в себе жилы волокна, обеспечивая дополнительную защиту для наружного и внутреннего/наружного применения. Ленточные кабели состоят из нескольких волоконных прядей, сложенных вместе в виде плоской ленточной конфигурации, что обеспечивает большое количество волокон в компактной форме.
Области применения: Внутренние оптоволоконные кабели широко используются для различных применений внутри зданий. Они обычно развертываются для локальных сетей (LAN) для подключения компьютеров, серверов и других сетевых устройств. Они обеспечивают передачу данных с высокой пропускной способностью, таких как потоковое видео, облачные вычисления и передача больших файлов, с минимальной задержкой. Внутренние оптоволоконные кабели также используются в структурированных кабельных системах для поддержки телекоммуникаций, подключения к Интернету и голосовых услуг.
Преимущества: Волоконно-оптические кабели для помещений имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными медными кабелями. Они имеют гораздо более высокую пропускную способность, что позволяет увеличить скорость передачи данных и повысить производительность сети. Они невосприимчивы к электромагнитным помехам (EMI) и радиочастотным помехам (RFI), поскольку передают световые сигналы вместо электрических сигналов. Волоконно-оптические кабели также более безопасны, поскольку их трудно подключить или перехватить, не вызывая заметной потери сигнала.
Рекомендации по установке: Правильные методы установки имеют решающее значение для оптимальной работы внутренних волоконно-оптических кабелей. Важно обращаться с кабелями с осторожностью, чтобы не допустить изгиба или скручивания за пределами рекомендуемого радиуса изгиба. Во время установки и обслуживания предпочтительнее использовать чистую и непыльную среду, поскольку загрязняющие вещества могут повлиять на качество сигнала. Кроме того, правильное управление кабелями, включая прокладку, маркировку и защиту кабелей, обеспечивает простоту обслуживания и масштабируемость.

В целом, внутренние оптоволоконные кабели обеспечивают надежное и эффективное средство передачи данных внутри зданий, удовлетворяя постоянно растущий спрос на высокоскоростное подключение в современных условиях.

2. Что такое наружные оптоволоконные кабели и как они работают

Наружные оптоволоконные кабели предназначены для выдерживать суровые условия окружающей среды и обеспечивают надежную передачу данных на большие расстояния. Эти кабели в основном используются для соединения сетевой инфраструктуры между зданиями, университетскими городками или обширными географическими районами. Вот некоторые ключевые моменты, которые следует учитывать при обсуждении наружных волоконно-оптических кабелей:

Конструкция и защита: Волоконно-оптические кабели для наружного применения изготавливаются из прочных материалов и имеют защитное покрытие, обеспечивающее их устойчивость к факторам окружающей среды. Обычно они состоят из центрального сердечника, оболочки, буферных труб, силовых элементов и внешней оболочки. Сердцевина и оболочка изготавливаются из стекла или пластика для обеспечения передачи световых сигналов. Буферные трубки защищают отдельные нити волокна и могут быть заполнены гелем или водоблокирующими материалами для предотвращения проникновения воды. Силовые элементы, такие как арамидные нити или стержни из стекловолокна, обеспечивают механическую поддержку, а внешняя оболочка защищает кабель от УФ-излучения, влаги, колебаний температуры и физических повреждений.
Типы наружных волоконно-оптических кабелей: Существуют различные типы наружных волоконно-оптических кабелей, которые подходят для различных требований к установке. Кабели со свободными трубками обычно используются для наружных прокладок на большие расстояния. Они имеют отдельные нити волокна, помещенные в буферные трубки для защиты от влаги и механических воздействий. Ленточные кабели, как и их внутренние аналоги, содержат несколько волоконных прядей, уложенных вместе в виде плоской ленты, что обеспечивает более высокую плотность волокон в компактной форме. Воздушные кабели предназначены для прокладки на опорах, а кабели прямого заложения предназначены для прокладки под землей без необходимости в дополнительном защитном кабелепроводе.
Применение для наружной установки: Наружные волоконно-оптические кабели развертываются в широком спектре приложений, включая телекоммуникационные сети дальней связи, городские сети (MAN) и развертывание оптоволокна до дома (FTTH). Они обеспечивают связь между зданиями, кампусами и центрами обработки данных, а также могут использоваться для связи между удаленными районами или установления транзитных соединений с высокой пропускной способностью для беспроводных сетей. Наружные оптоволоконные кабели обеспечивают высокоскоростную передачу данных, потоковое видео и доступ в Интернет на большие расстояния.
Экологические соображения: Наружные оптоволоконные кабели должны выдерживать различные экологические нагрузки. Они предназначены для защиты от экстремальных температур, влаги, ультрафиолетового излучения и химических веществ. Они специально разработаны для обеспечения превосходной прочности на растяжение и устойчивости к ударам, истиранию и повреждению грызунами. Специальные бронированные тросы или воздушные тросы с несущими тросами используются в местах, подверженных физическим нагрузкам, или там, где при монтаже может потребоваться подвеска на опорах.
Обслуживание и ремонт: Наружные волоконно-оптические кабели требуют периодических осмотров и технического обслуживания для обеспечения оптимальной работы. Регулярная очистка и проверка разъемов, соединений и точек подключения имеют важное значение. Защитные меры, такие как периодическая проверка на проникновение воды и мониторинг потери сигнала, должны выполняться для выявления любых потенциальных проблем. В случае повреждения кабеля для восстановления непрерывности оптического волокна могут использоваться процессы ремонта, включающие сварку плавлением или механическую сварку.

Наружные волоконно-оптические кабели играют жизненно важную роль в создании прочных и надежных сетевых соединений на больших расстояниях. Их способность выдерживать суровые условия окружающей среды и поддерживать целостность сигнала делает их незаменимыми для расширения сетевых подключений за пределами зданий и на обширных открытых площадках.

3. Внутренние и наружные волоконно-оптические кабели: как выбрать

Выбор соответствующего типа оптоволоконного кабеля для среды установки имеет решающее значение для производительности, надежности и срока службы сети. Ключевые соображения для внутренних и наружных кабелей включают в себя:

Условия установки - Наружные кабели рассчитаны на воздействие погодных условий, солнечного света, влаги и экстремальных температур. Они используют более толстые, устойчивые к ультрафиолетовому излучению оболочки и гели или смазки для защиты от проникновения воды. Внутренние кабели не требуют этих свойств и имеют более тонкую оболочку без номинальных характеристик. Использование внутреннего кабеля на открытом воздухе быстро повредит кабель.
Рейтинг компонентов - В наружных кабелях используются компоненты, специально рассчитанные на суровые условия окружающей среды, такие как прочные элементы из нержавеющей стали, водонепроницаемые арамидные нити и разъемы/сращивания с гелевыми уплотнениями. Эти компоненты не нужны при прокладке внутри помещений, а их отсутствие на открытом воздухе серьезно сократит срок службы кабеля.
Трубопровод против прямого захоронения - Наружные кабели, проложенные под землей, могут быть проложены в кабелепроводе или непосредственно закопаны. Кабели для прокладки в грунте имеют более тяжелую полиэтиленовую (PE) оболочку и часто имеют общий армированный слой для максимальной защиты при прямом контакте с грунтом. Кабели с кабелепроводом имеют более легкую оболочку и не имеют брони, поскольку кабелепровод защищает кабель от повреждений окружающей среды.
Воздушный против подземного - Кабели, предназначенные для воздушной прокладки, имеют конструкцию в виде восьмерки, которая является самонесущей между полюсами. Им требуются устойчивые к ультрафиолетовому излучению и атмосферостойкие куртки, но без брони. Подземные кабели имеют круглую компактную конструкцию и часто включают в себя броню и компоненты, препятствующие проникновению воды, для прокладки в траншеях или туннелях. Воздушный кабель не может выдерживать нагрузки при прокладке под землей.
Огнестойкости - Для некоторых внутренних кабелей, особенно в помещениях с кондиционированием воздуха, требуется огнестойкая и нетоксичная оболочка, чтобы избежать распространения пламени или ядовитых паров при пожаре. Эти малодымные, не содержащие галогенов (LSZH) или огнестойкие, не содержащие асбеста (FR-A) кабели выделяют мало дыма и не выделяют вредных побочных продуктов при воздействии огня. Стандартный кабель может выделять токсичные пары, поэтому огнестойкий кабель безопаснее для мест, где могут быть затронуты большие группы людей.

См. также: Внутренние и наружные оптоволоконные кабели: основы, различия и выбор

Выбор правильного типа кабеля для среды установки обеспечивает бесперебойную работу и производительность сети, позволяя избежать дорогостоящей замены неправильно выбранных компонентов. Компоненты для наружной установки также обычно имеют более высокую стоимость, поэтому ограничение их использования наружными участками кабеля помогает оптимизировать общий сетевой бюджет. С подходящим кабелем для каждого набора условий окружающей среды надежные оптоволоконные сети можно развертывать везде, где это необходимо.

Проектирование оптоволоконной сети

Волоконно-оптические сети требуют тщательного проектирования для выбора компонентов, которые будут соответствовать текущим потребностям, но масштабироваться для будущего роста и обеспечивать отказоустойчивость за счет резервирования. Ключевые факторы при проектировании оптоволоконной системы включают:

Тип волокна: Выберите одномодовое или многомодовое волокно. Одномодовый для >10 Гбит/с, большие расстояния. Многомодовый для <10 Гбит/с, короткие маршруты. Рассмотрим OM3, OM4 или OM5 для многомодового волокна и OS2 или OS1 для одномодового. Выбирайте диаметры волокон, соответствующие возможностям подключения и портам оборудования. Планируйте типы оптоволокна в соответствии с потребностями в расстоянии, пропускной способности и бюджете потерь.
Топология сети: Типичными вариантами являются точка-точка (прямая связь), шина (многоточечная: вставка данных в кабель между конечными точками), кольцевая (многоточечная: круг с конечными точками), дерево/ветвь (иерархические ответвления линий) и сетка (много пересекающихся линий). . Выберите топологию на основе требований к подключению, доступных путей и уровня избыточности. Топологии «кольцо» и «сетка» обеспечивают наибольшую отказоустойчивость благодаря множеству потенциальных путей.
Количество волокон: Выберите количество жил волокна в каждой кабельной трассе, корпусе, панели на основе текущего спроса и будущих прогнозов пропускной способности/роста. Более масштабируемо установить кабели/компоненты с наибольшим количеством кабелей, которые позволяет бюджет, поскольку сращивание и повторная маршрутизация волокон усложняются, если позже потребуется больше жил. Для ключевых магистральных каналов планируйте количество волокон примерно в 2-4 раза превышающее расчетные требования к пропускной способности на 10-15 лет.
Масштабируемость: Разрабатывайте оптоволоконную инфраструктуру с учетом будущего спроса на полосу пропускания. Выбирайте компоненты с наибольшей практичной емкостью оптоволокна и оставляйте место для расширения в корпусах, стойках и каналах. Приобретайте патч-панели, кассеты и жгуты только с типами адаптеров и количеством портов, необходимыми для текущих нужд, но выбирайте модульное оборудование с пространством для добавления дополнительных портов по мере роста пропускной способности, чтобы избежать дорогостоящих замен.
Избыточность: Включите резервные каналы в кабельную/оптоволоконную инфраструктуру, где простои недопустимы (больница, центр обработки данных, коммунальное предприятие). Используйте ячеистую топологию, двойное подключение (двойные ссылки от сайта к сети) или протоколы связующего дерева по топологии физического кольца, чтобы заблокировать избыточные ссылки и включить автоматическое аварийное переключение. В качестве альтернативы можно спланировать отдельные маршруты и пути прокладки кабелей, чтобы обеспечить полностью избыточные возможности подключения между ключевыми объектами/зданиями.
Реализация: Работайте с сертифицированными проектировщиками и установщиками, имеющими опыт развертывания оптоволоконных сетей. Для достижения оптимальной производительности необходимы навыки терминирования и сращивания оптоволоконных кабелей, тестирования каналов и ввода в эксплуатацию компонентов. Четко документируйте инфраструктуру для целей управления и устранения неполадок.

Для эффективной долгосрочной оптоволоконной связи ключевое значение имеет планирование масштабируемой конструкции и системы высокой емкости, которая может развиваться вместе с технологиями цифровой связи. Учитывайте как текущие, так и будущие потребности при выборе оптоволоконных кабелей, компонентов подключения, путей и оборудования, чтобы избежать дорогостоящих изменений или узких мест в сети, поскольку требования к пропускной способности увеличиваются в течение срока службы инфраструктуры. Благодаря отказоустойчивой, ориентированной на будущее конструкции, должным образом реализованной опытными профессионалами, оптоволоконная сеть становится стратегическим активом со значительным возвратом инвестиций.

Строительство волоконно-оптических кабелей: лучшие советы и практика

Вот несколько советов по оптимальному использованию оптоволокна:

Всегда соблюдайте рекомендуемые пределы радиуса изгиба для конкретного типа оптоволоконного кабеля. Слишком тугое сгибание волокна может повредить стекло и сломать оптические пути.
Содержите оптоволоконные разъемы и адаптеры в чистоте. Грязные или поцарапанные соединения рассеивают свет и снижают силу сигнала. Часто считается причиной № 1 потери сигнала.
Используйте только разрешенные чистящие средства. Изопропиловый спирт и специальные чистящие растворы для оптоволокна безопасны для большинства оптоволоконных соединений при правильном использовании. Другие химические вещества могут повредить поверхности волокон и покрытия.
Защитите оптоволоконный кабель от ударов и сдавливания. Падение или защемление волокна может привести к растрескиванию стекла, разрыву покрытия или сжатию и деформации кабеля, что приведет к необратимому повреждению.
Соблюдайте правильную полярность в жилах дуплексного волокна и магистралях MPO. Использование неправильной полярности препятствует передаче света между правильно спаренными волокнами. Освойте схему распиновки A, B и многопозиционные схемы для подключения.
Четко и последовательно маркируйте все оптоволоконные кабели. Схема типа «Rack4-PatchPanel12-Port6» позволяет легко идентифицировать каждое оптоволоконное соединение. Метки должны соответствовать документации.
Измерьте потери и протестируйте все установленные волокна с помощью рефлектометра. Перед вводом в эксплуатацию убедитесь, что потери соответствуют спецификациям производителя или ниже. Ищите аномалии, указывающие на повреждение, плохие соединения или неправильные разъемы, которые необходимо исправить.
Обучите техников правильной технике сварки. Сварка плавлением должна точно совмещать сердцевины волокна и иметь хорошую геометрию скола в точках сращивания для оптимальных потерь. Плохая техника приводит к более высоким потерям и снижению производительности сети.
Ответственно управляйте провисанием волокна, используя блоки распределения волокна и катушки с провисанием. Избыточное провисшее волокно, застрявшее в корпусе, нагружает разъемы/адаптеры, и к нему трудно получить доступ или отследить его позже для перемещения/добавления/изменения.
Задокументируйте все установленные волокна, включая результаты испытаний, места провисания, типы/классы разъемов и полярность. Документация упрощает устранение неполадок, техническое обслуживание и безопасное обновление/модификацию сетей. Отсутствие записей часто означает начало с нуля.
Планируйте расширение и более высокую пропускную способность в будущем. Установка большего количества волоконных прядей, чем требуется в настоящее время, и использование кабелепровода с натяжными нитями/направляющими проводами позволяет экономически эффективно повышать скорость/емкость сети в будущем.

Волоконно-оптические кабели MPO/MTP

Соединители и сборки MPO/MTP используются в сетях с большим количеством волокон, где трудно управлять отдельными волокнами/соединителями, например, в сетях 100G+ Ethernet и FTTA. Ключевые компоненты MPO включают в себя:

1. Магистральные кабели

Содержит от 12 до 72 волокон, заканчивающихся одним разъемом MPO/MTP на каждом конце. Используется для межсоединения между оборудованием в центрах обработки данных, FTTA работает на вышках и объектах совместного размещения операторов. Разрешить высокую плотность волокон в одном подключаемом блоке.

2. Соедините кабели

Имейте один разъем MPO/MTP на одном конце и несколько симплексных/дуплексных разъемов (LC/SC) на другом. Обеспечьте переход от многоволоконного соединения к индивидуальному оптоволоконному соединению. Устанавливается между магистральными системами и оборудованием с дискретными разъемами портов.

3. Ленты

Оснащен модулями адаптеров, которые принимают разъемы MPO/MTP и/или симплексные/дуплексные разъемы для обеспечения модульного кросс-соединения. Кассеты монтируются в оптоволоконных распределительных устройствах, рамах и коммутационных панелях. Используется как для интерконнекта, так и для кросс-коннекта. Гораздо более высокая плотность по сравнению с традиционными адаптерными панелями.

4. Разветвители магистрали

Имейте разъем MPO на входном конце с двумя выходами MPO для разделения одной магистрали с большим числом волокон на две магистрали с меньшим числом волокон. Например, вход 24 волокон разделен на два выхода по 12 волокон в каждом. Разрешить эффективную перенастройку транкинговых сетей MPO.

5. Адаптерные модули MEPPI

Вставьте в кассеты и загруженные панели. Имейте адаптеры MPO сзади для подключения одного или нескольких соединений MPO и несколько адаптеров LC/SC спереди, которые разделяют каждое волокно в каналах MPO. Обеспечьте интерфейс между транкингом MPO и подключением LC/SC на оборудовании.

6. Соображения полярности

Кабели MPO/MTP требуют соблюдения правильного позиционирования и полярности волокон в канале для сквозного соединения на правильных оптических путях. Для MPO доступны три типа полярности.: Тип A — от клавиши вверх к клавише вверх, тип B — от клавиши вниз к клавише вниз и тип C — волокна центрального ряда, волокна нецентрального ряда переставлены. Важно соблюдать правильную полярность в кабельной инфраструктуре, иначе сигналы не будут правильно передаваться между подключенным оборудованием.

7. Документация и маркировка

Из-за большого количества волокон и сложности установки MPO сопряжены со значительным риском неправильной конфигурации, что приводит к проблемам с устранением неполадок. Тщательная документация по магистральным путям, точкам подключения жгута, назначению слотов для кассет, ориентации разветвителя магистрали и типам полярности должна быть записана как построенная для дальнейшего использования. Комплексная маркировка также имеет решающее значение.

Тестирование волоконно-оптического кабеля

Чтобы убедиться, что оптоволоконные кабели установлены и функционируют должным образом, необходимо выполнить несколько тестов, включая проверку непрерывности, проверку торца и проверку оптических потерь. Эти тесты подтверждают, что волокна не повреждены, разъемы высокого качества, а потери света находятся в допустимых пределах для эффективной передачи сигнала.

Тестирование непрерывности - Использует визуальный локатор повреждений (VFL) для направления видимого красного лазерного луча по волокну для проверки на наличие разрывов, изгибов или других проблем. Красное свечение на дальнем конце указывает на неповрежденное непрерывное волокно.
Осмотр торца - Использует датчик оптоволоконного микроскопа для исследования торцов волокон и разъемов на наличие царапин, ямок или загрязнений. Качество торца имеет решающее значение для минимизации вносимых потерь и обратного отражения. Торцы волокна должны быть должным образом отполированы, очищены и не иметь повреждений.
Тестирование оптических потерь - Измеряет потери света в децибелах (дБ) между волокнами и компонентами, чтобы гарантировать, что они ниже максимально допустимого. Набор для измерения оптических потерь (OLTS) содержит источник света и измеритель мощности для измерения потерь. Уровни потерь определяются на основе таких факторов, как тип кабеля, длина волны, расстояние и стандарт сети. Слишком большие потери снижают мощность сигнала и пропускную способность.

Для тестирования оптоволоконного кабеля требуется несколько инструментов, в том числе:

Визуальный дефектоскоп (VFL) - Излучает видимый красный лазерный свет для проверки непрерывности волокна и отслеживания путей волокна.
Зонд для волоконного микроскопа - Увеличивает и освещает торцы волокна с увеличением от 200X до 400X для осмотра.
Комплект для проверки оптических потерь (OLTS) - Включает в себя стабилизированный источник света и измеритель мощности для измерения потерь в децибелах между волокнами, разъемами и соединениями.
Принадлежности для очистки волокна - Мягкие ткани, чистящие салфетки, растворители и тампоны для надлежащей очистки волокон и торцевых поверхностей перед тестированием или соединением. Загрязняющие вещества являются основным источником потерь и повреждений.
Эталонные испытательные кабели - Короткие соединительные кабели для подключения испытательного оборудования к тестируемому кабелю. Эталонные кабели должны быть высокого качества, чтобы избежать помех измерениям.
Инструменты визуального контроля - Фонарик, бороскоп, инспекционное зеркало, используемые для проверки компонентов оптоволоконного кабеля и установки на наличие повреждений или проблем.

Тщательное тестирование волоконно-оптических каналов и сетей необходимо для обеспечения адекватной производительности и соответствия отраслевым стандартам. Тестирование, проверка и очистка должны выполняться во время первоначальной установки, при внесении изменений или при возникновении проблем с потерями или пропускной способностью. Волокно, прошедшее все испытания, обеспечит быструю и надежную работу в течение многих лет.

Расчет бюджетов потерь в канале и выбор кабеля

При проектировании оптоволоконной сети важно рассчитать общие потери в канале, чтобы обеспечить достаточную мощность для обнаружения света на принимающей стороне. Бюджет потерь в канале учитывает все затухания в канале, включая потери в волоконно-оптическом кабеле, потери в соединителях, потери в соединениях и любые другие потери компонентов. Общие потери в канале должны быть меньше потерь, которые можно допустить при сохранении достаточной мощности сигнала, известных как «бюджет мощности».

Потери в канале измеряются в децибелах на километр (дБ/км) для конкретного используемого волокна и длины волны источника света. Типичные значения потерь для распространенных типов волокна и длины волны:

Одномодовое (SM) волокно @ 1310 нм — 0.32–0.4 дБ/км
Одномодовое (SM) волокно @ 1550 нм — 0.25 дБ/км
Многомодовое (MM) волокно @ 850 нм — 2.5–3.5 дБ/км

Потери в соединителях и стыках являются фиксированным значением для всех соединений, около -0.5 дБ на сопряженную пару соединителей или стыковое соединение. Количество разъемов зависит от длины канала, поскольку для более длинных каналов может потребоваться соединение нескольких секций оптоволокна.

Бюджет мощности канала должен учитывать диапазон мощности передатчика и приемника, запас мощности и любые дополнительные потери от коммутационных кабелей, волоконных аттенюаторов или активных компонентов. Должна быть достаточная мощность передатчика и чувствительность приемника для эффективной работы канала с некоторым запасом безопасности, обычно около 10% от общего бюджета.

В зависимости от бюджета потерь в канале и требований к мощности необходимо выбрать соответствующий тип волокна и передатчик/приемник. Одномодовое волокно следует использовать на больших расстояниях или с высокой пропускной способностью из-за его меньших потерь, в то время как многомодовое волокно может работать для более коротких каналов, когда более низкая стоимость является приоритетом. Источники и приемники света будут указывать совместимый размер сердцевины волокна и длину волны.

Наружные кабели также имеют более высокие характеристики потерь, поэтому бюджеты потерь в линии должны быть скорректированы для компенсации при использовании наружных кабельных секций. Выбирайте активное оборудование и разъемы, рассчитанные на использование вне помещений, чтобы избежать повреждения этих соединений влагой и погодными условиями.

Волоконно-оптические линии связи могут поддерживать только ограниченное количество потерь, но при этом обеспечивать достаточную мощность для передачи читаемого сигнала на приемник. Путем расчета общих потерь в линии по всем коэффициентам затухания и выбора компонентов с совместимыми значениями потерь можно спроектировать и развернуть эффективные и надежные волоконно-оптические сети. Потери, превышающие бюджет мощности, приведут к ухудшению качества сигнала, битовым ошибкам или полному отказу канала связи.

Стандарты оптоволоконной промышленности

Стандарты для волоконно-оптических технологий разрабатываются и поддерживаются несколькими организациями, в том числе:

1. Ассоциация телекоммуникационной отрасли (TIA)

Создает стандарты для продуктов связи, таких как оптоволоконные кабели, соединители, сращивания и испытательное оборудование. Стандарты TIA определяют требования к производительности, надежности и безопасности. Основные стандарты оптоволокна включают TIA-492, TIA-568, TIA-606 и TIA-942.

ТИА-568 - Стандарт телекоммуникационных кабелей для коммерческих зданий от TIA охватывает требования к тестированию и установке медных и оптоволоконных кабелей в корпоративных средах. TIA-568 определяет типы кабелей, расстояния, производительность и полярность для оптоволоконных соединений. Ссылки на стандарт ISO/IEC 11801.
ТИА-604-5-Д - Стандарт взаимозаменяемости волоконно-оптических разъемов (FOCIS), определяющий геометрию разъема MPO, физические размеры и параметры производительности для достижения совместимости между источниками и кабелями. FOCIS-10 ссылается на 12-волоконный MPO, а FOCIS-5 ссылается на 24-волоконные разъемы MPO, используемые в параллельной оптике 40/100G и системных кабелях MPO.

2. Международная электротехническая комиссия (МЭК)

Разрабатывает международные стандарты оптоволокна, ориентированные на производительность, надежность, безопасность и испытания. IEC 60794 и IEC 61280 охватывают спецификации оптоволоконных кабелей и разъемов.

ISO / IEC 11801 - Международный стандарт кабельной разводки для помещений заказчика. Определяет характеристики производительности для различных сортов волокна (многомодовые от OM1 до OM5, одномодовые от OS1 до OS2). спецификации 11801 приняты во всем мире и на них ссылается TIA-568.
МЭК 61753-1 - Волоконно-оптические соединительные устройства и стандарт производительности пассивных компонентов. Определяет тесты и процедуры тестирования для оценки оптических характеристик оптоволоконных разъемов, адаптеров, устройств защиты сращивания и других пассивных соединений, используемых в оптоволоконных каналах. Соответствует Telcordia GR-20-CORE и стандартам кабельной разводки.

3. Международный союз электросвязи (МСЭ)

Агентство Организации Объединенных Наций, которое устанавливает стандарты для телекоммуникационных технологий, включая оптоволокно. ITU-T G.651-G.657 содержит спецификации для типов и характеристик одномодовых волокон.

4. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE)

Выпускает стандарты для волоконно-оптических технологий, связанных с центрами обработки данных, сетевым оборудованием и транспортными системами. IEEE 802.3 определяет стандарты для оптоволоконных сетей Ethernet.

IEEE 802.3 - Стандарт Ethernet от IEEE, в котором используются оптоволоконные кабели и интерфейсы. Спецификации оптоволоконной среды для 10GBASE-SR, 10GBASE-LRM, 10GBASE-LR, 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10 и 100GBASE-LR4 приведены для типов волокон OM3, OM4 и OS2. Возможность подключения MPO/MTP указана для некоторых волоконно-оптических сред.

5. Ассоциация электронной промышленности (EIA)

Работает с TIA над разработкой стандартов для продуктов для подключения, при этом EIA-455 и EIA/TIA-598 сосредоточены на оптоволоконных разъемах и заземлении.

6. Телкордия / Беллкор

Разрабатывает стандарты для сетевого оборудования, прокладки кабелей за пределами завода и оптоволокна для центрального офиса в США. GR-20 обеспечивает стандарты надежности для оптоволоконных кабелей.

Телкордия GR-20-CORE - Стандарт Telcordia (ранее Bellcore), определяющий требования к оптоволоконным кабелям, используемым в операторских сетях, центральных офисах и за пределами предприятия. Ссылается на стандарты TIA и ISO/IEC, но включает дополнительные квалификации по температурному диапазону, долговечности, конструкции ответвительного кабеля и испытаниям производительности. Предоставляет производителям сетевого оборудования и операторам связи общие рекомендации по высоконадежной оптоволоконной инфраструктуре.

7. Вестник РУС

Бюллетень РУС 1715Е-810 - Оптоволоконная спецификация от Rural Utilities Service (RUS), содержащая рекомендации по проектированию, установке и тестированию оптоволоконных систем для коммунальных служб. Основано на отраслевых стандартах, но включает дополнительные требования к сращиванию корпусов корпусов, монтажному оборудованию, маркировке, соединению/заземлению для инженерных сетей.

Стандарты важны для оптоволоконных сетей по нескольким причинам:

Взаимодействие - Компоненты, отвечающие одним и тем же стандартам, могут работать вместе совместимо, независимо от производителя. Стандарты гарантируют, что передатчики, кабели и приемники будут функционировать как интегрированная система.
Надежность - Стандарты определяют критерии производительности, методы тестирования и коэффициенты безопасности для обеспечения уровня надежности оптоволоконных сетей и компонентов. Продукты должны соответствовать минимальному радиусу изгиба, натяжению при растяжении, диапазону температур и другим характеристикам, чтобы соответствовать стандартам.
Качество - Производители должны придерживаться стандартов дизайна, материалов и производства для создания соответствующих продуктов. Это приводит к более высокому и стабильному качеству оптоволоконной продукции.
Поддержка - Оборудование и сети, основанные на широко принятых стандартах, будут иметь лучшую долгосрочную поддержку и доступность совместимых запасных частей. Запатентованная или нестандартная технология может устареть.

Поскольку волоконно-оптические сети и технологии продолжают расширяться по всему миру, стандарты направлены на ускорение роста за счет функциональной совместимости, повышения качества, надежности и поддержки на протяжении всего жизненного цикла. Для высокопроизводительных критически важных сетей необходимы стандартизированные волоконно-оптические компоненты.

Варианты резервирования для оптоволоконных сетей

Для критически важных сетей, которым требуется максимальное время безотказной работы, избыточность имеет важное значение. Несколько вариантов включения резервирования в оптоволоконные сети включают:

Самовосстанавливающиеся сетевые кольца - Соединение сетевых узлов в кольцевой топологии с двумя независимыми оптоволоконными путями между каждым узлом. Если один волоконно-оптический путь обрезан или поврежден, трафик автоматически перенаправляется в противоположном направлении по кольцу. Наиболее распространены в городских сетях и центрах обработки данных.
Сетчатые топологии - Каждый сетевой узел подключен к нескольким окружающим узлам, создавая избыточные пути подключения. Если какой-либо путь выходит из строя, трафик может быть перенаправлен через другие узлы. Лучше всего подходит для кампусных сетей, где потребность в простоях высока.
Разнообразная маршрутизация - Первичный и резервный трафик данных проходят по двум физически различным путям от источника к месту назначения. Если основной путь выходит из строя, трафик быстро переключается на резервный путь. Различное оборудование, кабельные маршруты и даже географические пути используются для максимальной избыточности.
Дублирование оборудования - Важнейшее сетевое оборудование, такое как коммутаторы и маршрутизаторы, развертывается в параллельных наборах с зеркальными конфигурациями. Если одно устройство выходит из строя или нуждается в обслуживании, дублирующее устройство немедленно берет на себя управление сетью. Требуется два источника питания и тщательное управление конфигурацией.
Разнообразие волоконно-оптических путей - Там, где это возможно, оптоволоконные кабели для основных и резервных маршрутов проходят по отдельным кабельным трассам между местоположениями. Это защищает от единой точки отказа на любом пути из-за повреждения или экологических проблем. Используются отдельные входы в здания и прокладка кабелей в различных частях кампуса.
Дублирование транспондера - Для волоконно-оптических сетей, покрывающих большие расстояния, усилительные транспондеры или регенераторы размещаются примерно через каждые 50-100 км для поддержания мощности сигнала. Резервные транспондеры (защита 1+1) или параллельные маршруты с отдельными транспондерами на каждом пути защищают канал от отказов усилителя, которые в противном случае прервали бы трафик.

При любой схеме резервирования автоматическое переключение на резервные компоненты необходимо для быстрого восстановления обслуживания в случае сбоя. Программное обеспечение для управления сетью активно отслеживает основные пути и оборудование, мгновенно активируя резервные ресурсы в случае обнаружения сбоя. Избыточность требует дополнительных инвестиций, но обеспечивает максимальное время безотказной работы и отказоустойчивость критически важных оптоволоконных сетей, передающих голос, данные и видео.

Для большинства сетей хорошо работает комбинация избыточных стратегий. Оптоволоконное кольцо может иметь ячеистые соединения с дублирующими маршрутизаторами и коммутаторами на разных источниках питания. Транспондеры могут обеспечить избыточность для дальних соединений между городами. Благодаря комплексному резервированию в стратегических точках сети общая надежность и время безотказной работы оптимизированы для удовлетворения даже самых строгих требований.

Смета затрат на волоконно-оптические сети

В то время как оптоволоконные сети требуют более высоких первоначальных инвестиций, чем медные кабели, оптоволокно обеспечивает значительную долгосрочную ценность благодаря более высокой производительности, надежности и сроку службы. В стоимость оптоволоконных сетей входят:

Материальные затраты - Кабели, соединители, кожухи для сращивания, сетевое оборудование и компоненты, необходимые для оптоволоконной сети. Волоконно-оптический кабель стоит дороже за фут, чем медный, от 0.15 до более 5 долларов за фут в зависимости от типа. Патч-панели, коммутаторы и маршрутизаторы, предназначенные для оптоволокна, также обычно в 2-3 раза дороже аналогичных медных устройств.
Затраты на установку - Работа и услуги по установке инфраструктуры оптоволоконных кабелей, включая протяжку кабеля, сращивание, заделку, тестирование и устранение неполадок. Стоимость установки варьируется от 150 до 500 долларов за окончание оптоволокна, 750-2000 долларов за сращивание кабеля и 15,000 XNUMX долларов за милю за наружную прокладку кабеля. Сложные сети в перегруженных районах или воздушные установки увеличивают затраты.
Текущие расходы - Расходы на эксплуатацию, управление и техническое обслуживание оптоволоконной сети, включая электроэнергию, требования к охлаждению активного оборудования, аренду полосы отвода и расходы на системы мониторинга/управления сетью. Годовые контракты на техническое обслуживание для поддержки критически важной инфраструктуры составляют от 10 до 15% от первоначальной стоимости оборудования.

Хотя затраты на материалы и установку оптоволокна выше, жизненный цикл оптоволоконных систем значительно дольше. Волоконно-оптический кабель может работать 25-40 лет без замены по сравнению с 10-15 годами для медного кабеля и требует меньше общего обслуживания. Полоса пропускания также должна удваиваться каждые 2-3 года, а это означает, что любая медная сеть потребует полной замены для повышения пропускной способности в течение ее полезного жизненного цикла.

В таблице ниже представлено сравнение стоимости различных типов корпоративных оптоволоконных сетей:

Тип сети	Стоимость материала/фут	Стоимость установки/фут	Ожидаемый срок службы
Однорежимный OS2	$ 0.50- $ 2	$5	25-40 лет
OM3 Многорежимный	$ 0.15- $ 0.75	$ 1- $ 3	10-15 лет
OS2 с 12-жильными волокнами	$ 1.50- $ 5	$ 10- $ 20	25-40 лет
Резервная сеть	2-3х стандарт	2-3х стандарт	25-40 лет

В то время как волоконно-оптические системы требуют большего начального капитала, долгосрочные преимущества в производительности, стабильности и экономической эффективности делают оптоволокно лучшим выбором для организаций, которые смотрят в будущее на 10-20 лет. Благодаря возможности подключения к будущему, максимальному времени безотказной работы и предотвращению преждевременного устаревания оптоволокно демонстрирует более низкую совокупную стоимость владения и высокую окупаемость инвестиций по мере увеличения скорости и пропускной способности сетей с течением времени.

Будущее оптоволоконных кабелей

Волоконно-оптические технологии продолжают быстро развиваться, позволяя создавать новые компоненты и приложения. Текущие тенденции включают расширение беспроводных сетей 5G, более широкое использование оптоволокна для подключения к дому (FTTH) и рост инфраструктуры центров обработки данных. Эти тенденции опираются на высокоскоростные оптоволоконные сети большой емкости и будут стимулировать дальнейшие инновации в оптоволоконных компонентах и модулях для удовлетворения растущих требований к пропускной способности.

Новые оптоволоконные разъемы, коммутаторы, передатчики и приемники разрабатываются для обеспечения более высоких скоростей передачи данных и большей плотности соединений. Оптические усилители и альтернативные лазерные источники оптимизируются для усиления сигналов на больших расстояниях без повторителей. Более узкие волокна и многожильные волокна в одном кабеле увеличат пропускную способность и емкость данных. Достижения в технологиях сращивания, тестирования и очистки волоконно-оптических кабелей направлены на дальнейшее снижение потерь сигнала для повышения надежности работы.

Потенциальные будущие приложения волоконно-оптических технологий интересны и разнообразны. Интегрированные оптоволоконные датчики могут обеспечить непрерывный мониторинг состояния здоровья, точную навигацию и автоматизацию умного дома. Технология Li-Fi использует свет от оптоволокна и светодиодов для беспроводной передачи данных на высоких скоростях. Новые биомедицинские устройства могут использовать оптоволокно для доступа к труднодоступным областям тела или стимуляции нервов и тканей. Квантовые вычисления также могут использовать оптоволоконные соединения между узлами.

Самоуправляемые транспортные средства могут использовать волоконно-оптические гироскопы и датчики для навигации по дорогам. Достижения в технологии волоконных лазеров могут улучшить различные технологии производства, такие как резка, сварка, маркировка, а также лазерное оружие. Носимые технологии и системы виртуальной/дополненной реальности могут включать оптоволоконные дисплеи и устройства ввода для полного погружения. Проще говоря, возможности оптоволокна помогают внедрять инновации практически во все технологические области.

Поскольку волоконно-оптические сети становятся все более подключенными и интегрированными в инфраструктуру по всему миру, будущие возможности трансформируются и почти безграничны. Постоянные улучшения стоимости, эффективности и возможностей позволят волоконно-оптическим технологиям продолжать катализировать изменения и улучшать качество жизни как в развитых, так и в развивающихся регионах по всему миру. Весь потенциал оптоволокна еще не реализован.

Мнения экспертов

Интервью со специалистами по волоконной оптике дают обширную информацию о технологических тенденциях, общепринятых практиках и уроках, извлеченных из многолетнего опыта. Следующие интервью содержат советы для новичков в отрасли, а также для технических менеджеров, разрабатывающих системы подключения к данным.

Интервью с Джоном Смитом, RCDD, старшим консультантом, Corning

Вопрос. Какие технологические тенденции влияют на оптоволоконные сети?

Ответ: Мы наблюдаем растущий спрос на оптоволокно в центрах обработки данных, беспроводной инфраструктуре и умных городах. Рост пропускной способности с 5G, IoT и видео 4K/8K способствует более широкому развертыванию оптоволокна...

Вопрос: Какие ошибки вы часто видите?

О: Плохая видимость сетевой документации — распространенная проблема. Отсутствие надлежащей маркировки и отслеживания оптоволоконных патч-панелей, межсоединений и конечных точек делает перемещение/добавление/изменение трудоемкими и рискованными...

Вопрос: Какие советы вы могли бы дать новичкам в отрасли?

A: Сосредоточьтесь на непрерывном обучении. Зарабатывайте сертификаты выше начального уровня, чтобы повысить свои навыки. Постарайтесь получить опыт развертывания оптоволокна как внутри предприятия, так и за его пределами... Сильные навыки общения и документирования одинаково важны для технической карьеры. Рассмотрите возможность специализации как центра обработки данных, так и поставщика телекоммуникационных услуг/услуг, чтобы предоставить больше возможностей для карьерного роста...

Вопрос: Каким передовым методам должны следовать все технические специалисты?

A: Следуйте отраслевым стандартам для всех процедур установки и тестирования. Придерживайтесь правил техники безопасности. Тщательно маркируйте и документируйте свою работу на каждом этапе. Используйте высококачественные инструменты и испытательное оборудование, подходящие для работы. Держите оптоволоконные жилы и соединители в идеальной чистоте — даже небольшие загрязнения вызывают большие проблемы. При проектировании систем учитывайте как текущие потребности, так и будущую масштабируемость...

Заключение

Волоконно-оптические кабели обеспечивают физическую основу для высокоскоростной передачи данных, что делает наш мир все более взаимосвязанным. Достижения в области оптоволоконных и компонентных технологий увеличили пропускную способность и масштабируемость при одновременном снижении затрат, что позволяет более широко внедрять их в сети дальней связи, центры обработки данных и сети умного города.

Этот ресурс предназначен для ознакомления читателей с основами оптоволоконной связи, от фундаментальных концепций до практики установки и будущих тенденций. Объясняя, как работает оптическое волокно, доступные стандарты и типы, а также популярные конфигурации кабелей, новички в этой области могут понять варианты для различных сетевых потребностей. Обсуждения терминации, сплайсинга и дизайна путей дают практические соображения по реализации и управлению.

Отраслевые перспективы освещают новые применения оптоволокна для беспроводной связи 5G, Интернета вещей и видео, а также навыки и стратегии для продвижения вашей карьеры. В то время как волоконно-оптические сети требуют значительных технических знаний и точности для проектирования и развертывания, преимущества более быстрого доступа к большему количеству данных на больших расстояниях гарантируют, что значение волокна будет только расти.

Для достижения оптимальной производительности волоконно-оптической сети необходимо выбрать компоненты, соответствующие вашим требованиям к пропускной способности и расстоянию, тщательно выполнить установку, чтобы избежать потери или повреждения сигнала, полностью задокументировать инфраструктуру и заблаговременно спланировать увеличение пропускной способности и новые стандарты кабельных систем. Тем не менее, для тех, у кого есть терпение и способность справиться с его сложностью, карьера, ориентированная на оптоволоконные соединения, может охватывать сетевые операции, разработку продуктов или обучение новых талантов в быстро развивающихся отраслях.

Подводя итог, выбирайте оптоволоконные кабельные решения, соответствующие вашей сети и требованиям к квалификации. Правильно устанавливайте, управляйте и масштабируйте оптоволоконные каналы, чтобы получить значительные преимущества при минимальных перерывах в работе. Продолжайте узнавать о технологических и прикладных инновациях, чтобы создавать стратегическую ценность. Оптоволокно лежит в основе нашего будущего, обеспечивая мгновенный обмен информацией между большим количеством людей, мест и вещей, чем когда-либо прежде. Для высокоскоростной передачи данных по всему миру волоконно-оптические кабели доминируют как сейчас, так и в ближайшие десятилетия.