Optiskās šķiedras kabeļi pārraida datus kā gaismas impulsus caur stikla serdeņiem, savukārt savienotāji nodrošina noņemamas precizitātes saskarnes, kas savieno optiskās saites. Kopā tie nosaka katra šķiedras tīkla ievietošanas zudumu, atgriešanās zudumu, joslas platumu un pārraides attālumu - no FTTH piekļuves līnijām līdz 400G/800G datu centra mugurkauliem. Šajā rakstā ir aprakstīts, kā darbojas optiskās šķiedras pārraide, galvenie kabeļu un savienotāju veidi, svarīgākie veiktspējas parametri, kā arī praktiski inženiertehniskie apsvērumi uzstādīšanai un apkopei.
Kā darbojas optiskās šķiedras pārraide
Optiskā šķiedra pārnēsā datus, pilnībā atstarojot gaismas signālus silīcija{0}}bāzes kodolā. Standarta šķiedras pavedienam ir trīs slāņi: kodols, kas nes gaismu; apšuvums, kuram ir zemāks laušanas koeficients, lai ierobežotu gaismu serdes iekšpusē; un polimēru pārklājums, kas aizsargā stiklu no mehāniskās slodzes un vides bojājumiem.
Atšķirībā no vara kabeļiem, optiskās šķiedras ir imūnas pret elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI) un radiofrekvenču traucējumiem (RFI), tām ir ārkārtīgi zems signāla vājināšanās un tās atbalsta daudz lielāku joslas platumu. Viena -režīma šķiedra, kas darbojas pie 1550 nm, parasti zaudē tikai aptuveni 0,2 dB/km -, ļaujot pārraidīt desmitiem vai pat simtiem kilometru bez reģenerācijas. Šīs īpašības padara optisko šķiedru par vienīgo dzīvotspējīgo datu nesēju liela attāluma, liela{7} ātruma un lielas ietilpības saziņai. Vairāk paroptisko šķiedru kabeļu materiāli un konstrukcija, skatiet mūsu detalizēto ceļvedi.
Optisko šķiedru kabeļu veidi: viena-režīmu un vairāku-režīmu
Optisko šķiedru kabeļi ir iedalīti divās kategorijās atkarībā no tā, kā gaisma izplatās caur serdi: vienmoda šķiedra (SMF) un daudzrežīmu šķiedra (MMF). Katrs no tiem nodrošina atšķirīgas attāluma un joslas platuma prasības.
Viena{0}}režīmu šķiedra (SMF)
Viena -moda šķiedras serdes diametrs ir tikai 9 µm, un tā atbalsta tikai vienu gaismas pārraides režīmu. Tā vājināšanās koeficients ir zems -, parasti 0,18–0,25 dB/km pie 1550 nm -, kas ļauj pārraidīt lielos-attālumos no 10 km līdz krietni virs 100 km. Visizplatītākie SMF veidi, ko definēITU-T standartiietver:
- G.652D- Standarta viena-moda šķiedra. Tas novērš ūdens maksimumu pie 1383 nm, atbalsta CWDM 1310–1625 nm logā un sasniedz PMD zem 0,2 ps/√km. G.652D ir noklusējums pamattīkliem, metro tīkliem un tālsatiksmes{9}}pārraidei.
- G.655- Bez-nulles dispersijas-nobīdīta šķiedra, kas sākotnēji izstrādāta DWDM tālsatiksmes-sistēmām. Tagad jaunos izvietojumos lielā mērā aizstāts ar G.652D.
- G.657- Salieciet-nejutīgu šķiedru FTTH un iekštelpu vidēm. G.657.A1 pieļauj minimālo lieces rādiusu 10 mm (pret 30 mm G.652D), savukārt G.657.A2 pieļauj līkumus līdz 7,5 mm. G.657.A apakškategorijas ir saderīgas ar G.652D, vienkāršojot savienošanu jaunināšanas laikā.
SMF tiek plaši izmantots mugurkaula tīklos, metro tīklos, tālsatiksmes{0}}pārraide un āraFTTH nolaižamais kabelisinstalācijas. Izpētiet mūsuvienmoda{0}}šķiedru produktu klāsts.
Multi{0}}Mode Fiber (MMF)
Daudzrežīmu šķiedras serdes diametrs ir lielāks – 50 µm (vai 62,5 µm mantotajā OM1), kas vienlaikus atbalsta vairākus gaismas režīmus. Lai gan pārraides attālums ir ierobežots - parasti mazāks par 550 m - MMF labi savienojas ar zemu-maksas VCSEL (vertikālas-dobuma virsmas{10}}izstarojoša lāzera) raiduztvērējiem, padarot to izmaksu{11}}efektīvu īsas-sasniedzamības, ātrdarbības{{13} saitēm. Mūsdienu NTF kategorijas, kas klasificētas zemISO/IEC 11801ietver:
- OM3- Lāzeram-optimizēta šķiedra ar efektīvo modālo joslas platumu (EMB) 2000 MHz·km pie 850 nm. Atbalsta 10GBASE-SR līdz 300 m un 40 G/100 GBASE-SR4 līdz 100 m.
- OM4- Uzlabots joslas platums 4700 MHz·km pie 850 nm. Paplašina 10GBASE-SR līdz 400 m, 40 GBASE-SR4 līdz 150 m un 100GBASE-SR4 līdz 100 m. Visplašāk izmantotā NTF kategorija jaunos datu centru veidos.
- OM5- Platjoslas daudzrežīmu šķiedra (WBMMF) ar papildu noteiktu viļņa garumu pie 953 nm īsa-viļņu dalīšanas multipleksēšanai (SWDM), atbalsta 40G/100G/400G, izmantojot mazāk šķiedru pavedienu.
MMF ir pirmā izvēle datu centra iekšējiem kabeļiem, universitātes pilsētiņas tīkliem un aprīkojuma telpu starpsavienojumiem. Pārlūkojiet mūsudaudzmodu šķiedru izstrādājumiopcijām OM3, OM4 un OM5.
Kabeļu konstrukcija dažādām vidēm
Papildus šķiedras veidam kabeļa konstrukcija ir ļoti svarīga. Stingri-buferizēti kabeļi tiek izmantoti iekštelpās, lai nodrošinātu elastību un vieglu savienošanu. Izvietošanai ārpus telpām tiek izmantoti vaļīgi-caurules, ar želeju-pildīti vai ar sausu ūdeni-nobloķēti kabeļi ar bruņām tiešai apglabāšanai, kanāla vai gaisa instalācijām -, kas paredzētas mitruma iekļūšanai, stiepes slodzēm un saspiešanas spēkiem.
Optisko šķiedru savienotāju veidi un gala{0}}sejas pulēšana
Optisko šķiedru savienotāji ir augstas{0}precizitātes mehāniskie komponenti, kas veido noņemamus savienojumus starp optiskajām šķiedrām. To galvenie veiktspējas rādītāji - ievietošanas zudums (IL), atgriešanās zudums (RL), izturība un vides stabilitāte - tieši ietekmē saites kvalitāti. Slikta izlīdzināšana, gala -sejas piesārņojums vai struktūras defekti pasliktinās vai pārtrauks optisko pārraidi.
Izplatītākie savienotāju veidi
- LC savienotājs- Mazs formas-faktors ar 1,25 mm keramisko uzgali un stumšanas-vilkšanas fiksatoru. Iespējo divreiz lielāku portu blīvumu nekā SC. Dominē augsta-blīvuma datu centros un standarta saskarnē 10G/25G/40G/100G raiduztvērējiem.
- SC savienotājs- 2.5 mm uzgalis ar snap-in push-sajūgu. Izturīgs, viegli pārtraucams un rentabls. Plaši izmanto telekomunikāciju piekļuvei, FTTH ONT savienojumos un PON iekārtās.
- FC savienotājs- Vītņota skrūve-uz savienojuma, kas nodrošina izcilu mehānisko stabilitāti un izturību pret vibrācijām. Izplatīts testa instrumentos, optiskās pārraides sistēmās un rūpnieciskā vidē.
- MPO/MTP savienotājs- Vairāku-šķiedru masīva savienotājs, kas atbalsta 8 līdz 72 šķiedras vienā uzgali. Būtisks paralēlai optiskajai pārraidei 400G/800G datu centru starpsavienojumos. Skatiet mūsuMPO/MTP firmas apraksts.
Beigas-Sejas pulēšana: PC, UPC un APC
Sejas gala-pulēšana tieši nosaka atdeves zudumu. Standarta lietošanā ir trīs veidi, kurus regulēIEC 61755(gala-sejas ģeometrija) un IEC 61753 (veiktspējas pakāpes):
- PC (fiziskais kontakts)- Nedaudz izliekta līkne tiešam kontaktam. Atgriešanās zudums Lielāks vai vienāds ar 40 dB. Viena režīma lietojumprogrammās to lielā mērā aizstāj UPC.
- UPC (ultra fiziskais kontakts)- Smalkāks pulējums, kas nodrošina atdeves zudumu, kas lielāks par vai vienāds ar 50 dB. Noklusējums datu centra, LAN un digitālo telekomunikāciju saitēm. Zilās krāsas kodējums.
- APC (leņķiskais fiziskais kontakts)- 8 grādu leņķa gals-seja novirza atspulgus apšuvumā. Atgriešanās zudums Lielāks vai vienāds ar 60 dB. Nepieciešams CATV, PON/FTTH, DWDM un atstarošanas{5}}jutīgās sistēmās. Zaļās krāsas kodēšana.
Svarīgi:APC un UPC savienotājus nekad nedrīkst savienot kopā. Ģeometrijas neatbilstība izraisa nopietnus ievietošanas zudumus un var sabojāt abus uzgaļus.
Galvenie veiktspējas parametri
Divi parametri nosaka katra savienotāja un kabeļa komplekta optisko kvalitāti:
Ievietošanas zudums (IL)ir optiskā jauda, kas tiek zaudēta, signālam izejot caur savienotāju, savienojumu vai komponentu. Tipiskajam IL jābūt mazākam par 0,3 dB rūpnīcas komplektiem un zem 0,5 dB lauka izbeigšanai. Zemāks IL saglabā saites budžetu un atbalsta ilgāku sasniedzamību.
Atdeves zaudējumi (RL)mēra, cik daudz gaismas atstaro pret avotu. Augstākas absolūtās RL vērtības nozīmē mazāku atstarošanu. Nozares standarti nosaka minimālo RL 40 dB personālajam datoram, 50 dB UPC un 60 dB APC savienotājiem. Pārmērīga atpakaļ{6}}atstarošanās destabilizē lāzerus, palielina bitu kļūdu līmeni un rada kropļojumus analogajās sistēmās.
Citi kritiskie parametri ir vājināšanās koeficients (dB/km), joslas platums (MHz·km), hromatiskā dispersija un polarizācijas režīma dispersija (PMD). Viss ir jāpārbauda pēcoptisko šķiedru kabeļu testēšanas standartipirms pieņemšanas.
Inženiertehniskie pielietojumi: uzstādīšana un apkope
Pat labākā šķiedra un savienotāji nedarbosies bez pienācīgas uzstādīšanas prakses.
Sejas galīgā-tīrīšana ir vissvarīgākais uzdevums.Putekļu daļiņas, kuru izmērs ir 1 µm, var bloķēt nozīmīgu daļu no viena -režīmu šķiedras 9 µm serdeņa. Katrs savienotājs ir jāpārbauda un jāiztīra pirms savienošanas, izmantojot bezplūksnīšus, IPA tīrīšanas pildspalvas vai kasešu tipa tīrīšanas līdzekļus, un pēc tam jāpārbauda ar šķiedru mikroskopu ar 200 reižu vai lielāku palielinājumu.
Jāievēro lieces rādiuss.Minimālā lieces rādiusa pārsniegšana rada mikrolīkuma zudumu. Standarta vienmoda{1}}kabelim šis ierobežojums parasti ir 30 mm; G.657.A1 bend{5}}nejutīgai šķiedrai tas samazinās līdz 10 mm.
Stiepes slodzes robežas nedrīkst pārsniegt.Kabeļu vilkšana virs nominālā maksimālā spēka uzstādīšanas laikā var izstiepties vai saplaisāt šķiedras kabeļa iekšpusē. Vienmēr izmantojiet atbilstošu vilkšanas aprīkojumu un ievērojiet ražotāja specifikācijas.
Liela mēroga{0}}projektiem, piemēram,datu centra savienojamības izvietošana, iepriekš-savienoti kabeļu komplekti ar rūpnīcā-pārbaudītu veiktspēju samazina uzstādīšanas laiku un samazina piesārņojuma risku.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāda ir atšķirība starp viena{0}}moda un daudzmodu{1}}šķiedru?
Viena{0}}režīma šķiedrai ir 9 µm kodols, kas nodrošina vienu gaismas režīmu, nodrošinot pārraidi no 10 km līdz vairāk nekā 100 km. Daudzrežīmu šķiedrai ir 50 µm kodols, kas nodrošina vairākus režīmus, ierobežojot diapazonu līdz dažiem simtiem metru, bet izmanto lētākus VCSEL raiduztvērējus, lai nodrošinātu rentablas-īsas{8}}saites.
Ko nozīmē PC, UPC un APC atdeves zudumu vērtības?
PC sasniedz lielāku vai vienādu ar 40 dB, UPC lielāku vai vienādu ar 50 dB un APC lielāku vai vienādu ar 60 dB. Augstākas vērtības nozīmē mazāku atspīdumu-. APC 8 grādu leņķa gals{7}}ir labākā izvēle atstarošanas-jutīgām sistēmām, piemēram, PON, CATV un DWDM.
Vai APC un UPC savienotājus var savienot kopā?
Nē. Leņķiskās un plakanās gala-virsmas savienošanas laikā rada gaisa spraugu, izraisot lielu ievietošanas zudumu un fiziskus bojājumus. Vienmēr saskaņojiet APC ar APC un UPC ar UPC.
Kāda ir OM3 un OM4 šķiedras maksimālā sasniedzamība?
10GBASE-SR OM3 atbalsta līdz 300 m un OM4 līdz 400 m. 100 GBASE-SR4 ar MPO savienotājiem OM3 sasniedz 70 m, bet OM4 — 100 m, kā noteikts IEEE 802.3 Ethernet standartos.
Kāpēc sejas{0}}galu tīrīšana ir tik svarīga?
Piesārņojums ir galvenais šķiedru savienotāju kļūmju cēlonis. Viena putekļu daļiņa uz kodola var ievērojami palielināt ievietošanas zudumu. Katrs savienotājs ir jātīra un jāpārbauda pirms katras savienošanas.