Kā darbojas 2 šķiedru iekštelpu āra optisko šķiedru kabelis?
2 šķiedru iekštelpu āra kabelis pārraida datus caur divām atsevišķām stikla vai plastmasas šķiedrām, kas pārraida gaismas signālus, izmantojot pilnīgu iekšējo atstarošanos. Katra šķiedra sastāv no serdes, apšuvuma un aizsargslāņiem, kas paredzēti uzticamai darbībai gan iekštelpās, gan ārpus tām.
Galvenais transmisijas mehānisms
Pamatdarbība balstās uz gaismas fiziku. Optiskā šķiedra raida gaismu pa savu asi, izmantojot pilnīgu iekšējo atstarošanos, un serdi ieskauj apšuvuma slānis, kas izgatavots no dielektriskiem materiāliem. Kad gaisma iekļūst šķiedras kodolā pareizā leņķī, tā nepārtraukti atlec no robežas starp serdi un apšuvumu, nevis izplūst.
Tas notiek tāpēc, ka, lai ierobežotu optisko signālu, serdeņa refrakcijas indeksam jābūt lielākam par apšuvumu. Iedomājieties to kā gaiteni ar spoguļiem uz sienām,{1}}gaismas signāli virzās uz leju, atstarojoties no šīm iekšējām robežām tūkstošiem reižu uz metru.
Kā darbojas divas šķiedras
2 šķiedru konfigurācijā katra daļa darbojas neatkarīgi. Viena šķiedra parasti apstrādā pārraides signālus, bet otra apstrādā signālus, veidojot divvirzienu sakaru ceļu. Šie kabeļi sastāv no 2 vienmoda šķiedrām ar 9 mikronu serdi iekšpusē ūdeni bloķējošu aramīda dziju, kas ietīta melnā PVC ārējā apvalkā.
Apzīmējums "2 šķiedras" nozīmē, ka vienā kabeļa komplektā ir divi atsevišķi optiskie ceļi. Tas nodrošina vienlaicīgu divvirzienu saziņu bez signāla traucējumiem, jo katra šķiedra ir optiski izolēta no otras.
Fiziskās konstrukcijas slāņi
Iekštelpu/āra optisko šķiedru kabeļi apvieno āra kabeļu priekšrocības, piemēram, mitruma izturību, ūdensizturību un labu mehānisko veiktspēju, ar iekštelpu kabeļu īpašībām, tostarp liesmas slāpēšanu un elektrisko nevadītspēju.
Pamatslānis: visdziļākā daļa, kur pārvietojas gaisma. Viena režīma šķiedras izmanto 9 mikronu serdi, kas optimizēts gaismas viļņu garumam 1310 nm vai 1550 nm.
Apšuvums: Apšuvums ir apvilkts ap serdi un izgatavots no cita veida stikla ar zemāku laušanas koeficientu salīdzinājumā ar serdi, palīdzot saglabāt gaismas signālus iekšpusē. Šī optiskā robeža ir vieta, kur notiek pilnīga iekšējā atstarošana.
Bufera pārklājums: iekštelpu kabeļos tiek izmantotas blīvas-buferētas šķiedras ar diametru 900 μm, savukārt āra kabeļos parasti tiek izmantotas krāsainas šķiedras ar diametru 250 μm vai 200 μm. Iekštelpu/āra kabeļi šo plaisu novērš ar starpposma pieeju.
Spēka biedri: Aramīda šķiedras (piemēram, Kevlar) kalpo kā elastīgi stiprības elementi, kas savienoti ar šķiedru. Tie neļauj trauslajām stikla šķiedrām saplīst, velkot vai saliekot kabeli uzstādīšanas laikā.
Ārjaka: Apvalkā ir izmantoti liesmu -aizturoši materiāli, piemēram, polietilēns, polivinilhlorīds vai zema-dūmu un halogēna liesmas-aizturīga poliolefīna. Ārējā apvalka ir mitruma-izturīga, sēnīšu-izturīga un UV izturīga, piemērota pazemes caurulēm, gaisa vai iekštelpu/āra telpām.
Iekštelpu un āra veiktspējas prasības
Divkāršais{0}}novērtējums risina dažādas vides problēmas.
Lietošanai iekštelpās kabelim jāatbilst ugunsdrošības noteikumiem. Riser Rated (CMR) kabelis atbilst UL-1666, kas nozīmē, ka tas pats nodziest un neļauj liesmām pārvietoties pa kabeli augšup vertikālā degšanas pārbaudē. Tam ir nozīme ēkās, kur kabeļi iet vertikāli starp stāviem caur stāvvadiem vai liftu šahtām.
Lietojot ārpus telpām, izturība kļūst kritiska. Āra optisko šķiedru kabeļiem ir lielāka stiepes izturība un biezāks aizsargpārklājums salīdzinājumā ar iekštelpu kabeļiem, padarot tos izturīgākus skarbos āra apstākļos. Tiem jāiztur UV starojums, galējās temperatūras, mitrums un fiziska slodze.
Iekštelpu/āra kabeļos tiek īstenoti sausās hidroizolācijas pasākumi, lai novērstu tauku noplūdi, kad kabelis ir novietots vertikāli, un izmanto to, lai konstrukcijā nav metālisku komponentu vai metāla stiegrojuma komponenti, kas ir viegli elektriski atvienojami.. Tas novērš elektrības novadīšanas risku ēkās, vienlaikus saglabājot āra mehānisko izturību.
Signāla pārraides process
Kad dati ir jānosūta, elektroniskās iekārtas pārveido elektriskos signālus gaismas impulsos, izmantojot lāzerus vai gaismas diodes. Šie gaismas impulsi vienā galā nonāk šķiedras kodolā.
Gaisma virzās lejup pa optisko šķiedru{0}}kabeli, atkārtoti atsitoties no sienām,-katrs fotons atkārtoti atlec pa cauruli. Kritiskais leņķis nosaka, vai gaisma atstaro vai izplūst. Lai gaisma pilnībā atstarotos, krītošajam leņķim jābūt lielākam par kritisko leņķi, lai šķiedras iekšpusē notiktu nepārtrauktas atstarošanas uz apšuvuma sienas.
Uztvērēja galā fotodetektori pārvērš gaismas impulsus atpakaļ elektriskos signālos, ko tīkla aprīkojums var apstrādāt. Visa pārraide notiek ar gaismas ātrumu stiklā-aptuveni 200 000 kilometru sekundē.
Signāla zudums un attālums
Neviena pārraide nav perfekta. Viena -moda šķiedrai tipiskais vājināšanās pie 1550 nm ir aptuveni 0,2 dB/km, savukārt pie 1310 nm tas ir aptuveni 0,5 dB/km. Tas nozīmē, ka 10 km garš kabelis var samazināt signāla stiprumu par 2–5 decibeliem atkarībā no viļņa garuma.
Izmantojot SMF28 šķiedru, zudumi ir mazāki par 0,15 dB uz kilometru galvenokārt izkliedes dēļ, tādējādi jūs zaudējat mazāk gaismas cauri veselam kilometram šķiedras, nekā vienu reizi atlecot no metāla spoguļa. Šī neparastā efektivitāte ir iemesls, kāpēc optiskā šķiedra dominē liela attāluma saziņā.
Pieslēguma vietās rodas papildu zudumi. Rūpnīcā samontētajiem viena režīma savienotājiem zudumi ir diapazonā no 0,1 līdz 0,2 dB, un savienotājiem, kas savienoti uz lauka, zudumi var būt pat 0,2–1,0 dB. Katrs savienojums rada vēl 0,1–0,3 dB zaudējumus.
Uzstādīšanas elastība
Iekštelpu/āra novērtējums nozīmē, ka uzstādītājiem nav vajadzīgas pārejas kastes, kur kabeļi iet cauri sienām vai starp ēkām.
Iekštelpu{0}}Āra kabeļi mazina lietojumprogrammas, kurās tīkla maršruti ietver ārējos ceļus, vienlaikus nodrošinot liesmas drošības prasības pārejām uz universitātes pilsētiņas ēkām. Viens nepārtraukts kabelis var iet no āra caurules tieši iekštelpu telpās, nepārkāpjot elektriskos noteikumus.
Tas vienkāršo universitātes pilsētiņas tīklus, šķiedru-uz-uz-mājas izvietošanu un savienojumu izveidi-uz-. Stingrai buferveida šķiedrai ir mazāki minimālie lieces rādiusi, kas atbalsta uzstādīšanu paplātēs, plauktos, plāksteru paneļos un vietās ar vairākām virziena izmaiņām.
Tomēr joprojām pastāv līkuma rādiusa ierobežojumi. Kabeļa minimālais lieces rādiuss ir 7,50 mm, lai nodrošinātu ciešus korpusus un asus pagriezienus. Pārsniedzot to, piespiežot asus līkumus, var saplīst iekšpusē esošās stikla šķiedras vai izraisīt signāla zudumu mikrolocīšanas rezultātā.
Kāpēc divas šķiedras, nevis viena
Daudzas lietojumprogrammas teorētiski varētu darboties ar vienu šķiedru, izmantojot divvirzienu raiduztvērējus, taču praktisku iemeslu dēļ dominē divi{0}}šķiedru modeļi.
Atsevišķi raidīšanas un saņemšanas ceļi novērš nepieciešamību pēc viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas abos galos. Tas samazina izmaksas un sarežģītību lielākajai daļai instalāciju. Optika ir vienkāršāka-viens viļņa garums vienā virzienā uz katras šķiedras, nevis divi viļņu garumi, kas koplieto vienu šķiedru.
Problēmu novēršana kļūst vienkāršāka, ja katram virzienam ir savs fiziskais ceļš. Ja viena šķiedra neizdodas, otras veiktspēja uzreiz atklāj, vai problēma ir pati šķiedra vai raiduztvērēja aprīkojums. Viena-šķiedras sistēmā diagnostika kļūst sarežģītāka.
Uzlabojas arī jaunināšanas elastība. Varat nomainīt raiduztvērējus vienā galā, ne vienmēr jauninot abas puses vienlaicīgi, ja vien abas šķiedras darbojas.
Gaismas avoti un šķiedru veidi
Viena moda šķiedra ir optimizēta darbam ar optisko šķiedru aprīkojumu, kas izmanto gaismas viļņu garumu 1310 nm vai 1550 nm. Šie specifiskie viļņu garumi tika izvēlēti, jo tie samazina stikla šķiedras vājināšanos{3}}tie ietilpst "transmisijas logos", kur silīcija stikls ir viscaurspīdīgākais.
Viena{0}}režīmu šķiedras satur ļoti plānu serdi, un, tā kā centrālais elements ir tik mazs, gaisma īsti neatlec; visi signāli virzās tieši pa vidu, neatlecot no malām. Šī taisnā-ceļa pārraide novērš izkliedi, ļaujot signāliem saglabāt savu formu lielos attālumos.
Alternatīva ir daudzmodu šķiedra ar lielāku serdi, kas ļauj gaismai pārvietoties pa vairākiem ceļiem. Daudzmodu šķiedras tiek izmantotas īsa attāluma{1}}sakaru saitēm un lietojumprogrammām, kur jāpārraida liela optiskā jauda. Iekštelpu/āra kabeļi ir pieejami gan viena-režīmu, gan vairāku režīmu versijās atkarībā no lietojumprogrammas prasībām.
Ūdens bloķēšanas tehnoloģija
Viens no sarežģītākajiem izaicinājumiem ir novērst ūdens bojājumus, neizmantojot želeju.
Irdenas-caurules šķiedras izmanto ar želeju-pildītas caurulītes, kas bloķē ūdeni un amortizē šķiedras, savukārt ar sausu ūdeni-bloķētas opcijas nodrošina tīrāku un vieglāku savienošanu. Daudzos iekštelpu/āra kabeļos tiek izmantota sausa ūdens-bloķēšanas tehnoloģija ar specializētiem pavedieniem, kas uzbriest, saskaroties ar mitrumu.
Optiskās šķiedras kabeļi ir bloķēti ar ūdeni un pārsniedz ICEA S-104-696 un GR-20-CORE prasības attiecībā uz ūdens iekļūšanu, palīdzot nodrošināt, ka jebkādi kabeļa bojājumi un tam sekojošā ūdens iekļūšana ir ierobežots līdz vairāku metru labojamam garumam.
Tam ir nozīme, jo ūdens var palielināt vājināšanos, mainot refrakcijas indeksa īpašības apšuvuma pamat-robežā. Pat neliels mitruma daudzums laika gaitā var pasliktināt signāla kvalitāti.
Bieži uzdotie jautājumi
Vai iekštelpu/āra kabelis tiešām var tikt galā ar abām vidēm?
Jā, bet ar kompromisiem. Šie kabeļi atbilst minimālajām prasībām abos kontekstos, nevis ir optimāli abos gadījumos. Tie ir izturīgāki par tīru iekštelpu kabeli, taču mazāk izturīgi nekā specializētais āra bruņu kabelis. Lielākajai daļai universitātes pilsētiņu un komerciālu lietojumu tie nodrošina izcilu veiktspējas, izmaksu un uzstādīšanas elastības līdzsvaru.
Kāds ir maksimālais attālums 2 šķiedru kabeļiem?
Mūsdienu optiskajos kabeļos vājināšanās ir daudz mazāka nekā elektriskajos vara kabeļos, tādējādi veidojot tālsatiksmes{0}}šķiedru savienojumus ar atkārtotāju attālumiem 70–150 kilometru attālumā. Praktiskām instalācijām attālums ir atkarīgs no raiduztvērēja jaudas budžeta un kopējā saites zuduma no šķiedras garuma, savienotājiem un savienojumiem. Tipisks aprēķins pievieno vājinājumu (0,3–0,5 dB/km) plus savienotāja zudumi (katrs 0,5–0,75 dB) plus savienojuma zudumi (katrs 0,1 dB) plus 3 dB drošības rezerve.
Kā savienot abas šķiedras ar aprīkojumu?
Katra šķiedra beidzas savienotājā,{0}}parasti LC, SC vai ST tipi. Šķiedra ir aprīkots ar keramiskiem LC savienotājiem grūti sasniedzamām vietām, un katrai šķiedras izejai ir 18 collu 2,0 milj. furkācijas caurule, kas nodrošina papildu izturību. Savienotājus pievieno slēdžu, maršrutētāju vai multivides pārveidotāju raiduztvērēja moduļiem. Pareiza savienotāju izlīdzināšana ir ļoti svarīga, jo šķiedras serdeņi ir tikai 9 mikronus plati.
Vai locīšana sabojās kabeli?
Asi līkumi var izraisīt tūlītēju signāla zudumu vai iespējamu šķiedras pārrāvumu. Divu veidu locīšana ietekmē optisko šķiedru kabeļus-makro locīšana attiecas uz lielu kabeļa izliekumu, savukārt mikro liekšana attiecas uz mazu liekšanu. Vienmēr saglabājiet ražotāja norādīto minimālo lieces rādiusu, kas parasti ir 10-15 reizes par kabeļa diametru. Mūsdienu pret liecēm nejutīgas šķiedras pieļauj stingrākus līkumus, taču tām joprojām ir ierobežojumi.
Kabeļa izvēles apsvērumi
Izvēloties starp tīru iekštelpu, tīru āra kabeli vai iekštelpu/āra kabeli, padomājiet par visu uzstādīšanas ceļu.
Ja kabelis nekad neiziet no ēkas, iekštelpu{0}}nominālais kabelis maksā mazāk un nodrošina labāku elastību šaurās vietās. Ja tas pilnībā paliek ārpusē, vadotnes vai antenas, stipri bruņotais āra kabelis nodrošina maksimālu aizsardzību.
Iekštelpu/āra kabelim ir jēga, ja nepieciešama nepārtrauktība pāri vides robežām. Tas ietver optiskās šķiedras-uz-galda izvietošanu, kad kabelis ved no āra termināļiem uz birojiem, universitātes pilsētiņas tīkliem, kas savieno ēkas, un jebkuru scenāriju, kurā, lai pārtrauktu līniju, būtu nepieciešama saplūšana sadales kārbā.
Iekštelpu/āra optiskās šķiedras kabeļa serde un apšuvums ir veidots, izmantojot augstas kvalitātes vienmoda šķiedru, kas ir saderīga ar ITU-T G.652.D un ir saderīga ar citām mantotajām vienmoda šķiedrām. Šī standarta atbilstība nodrošina savietojamību ar esošo infrastruktūru un turpmākiem jauninājumiem.
Ņemiet vērā: lai gan 2 šķiedru kabeļi apmierina lielāko daļu vajadzību, ir lielāks šķiedru skaits (4, 6, 12 vai vairāk) lietojumprogrammām, kurām nepieciešamas vairākas ķēdes vai dublēšana. Darbības princips paliek identisks-vairāk šķiedru nozīmē vairāk paralēlu sakaru ceļu vienā kabeļa apvalkā.
Optikas šķiedru skaistums ir tāds, ka gaismas caurlaidības caur stiklu fizikālie principi paliek nemainīgi neatkarīgi no tā, vai sūtāt datus pa istabu vai okeānu. Aizsargājošais iepakojums pielāgojas videi, bet iekšpusē šie divi stikla pavedieni veic vienu un to pašu elegantu triku, lai notvertu un vadītu fotonus no viena gala uz otru.