Одномодовое волокно: Одномодовые и многомодовые оптические кабели

Содержание

Характеристики и типы оптических волокон компании CORNING

ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА КОМПАНИИ CORNING Inc.

Производитель

CORNING Inc.

Адрес торгового представительства в Москве (ООО ”Корнинг СНГ”):

127006 Россия г. Москва, Старопименовский пер.18

Тел.: (495) 777-24-00, факс: (495) 777-24-01

www.corning.com

 

Основные типы оптических волокон

Тип волокна

Описание

ClearCurve® VSDN® fiber

Волокно ClearCurve® VSDN®

Специально создано для поддержки высокоскоростного соединения между компьютерами и другими электронными устройствами в бытовых приложениях. Волокно обладает  высокой  механической стойкостью в сочетании с низкими  потерями при  изгибах
с радиусом до 1,5 мм, выдерживает “тест на пережатие кабеля”, при этом поддерживает соединения со скоростью 10 Гбит/с на расстояние не менее 50 метров.

ClearCurve®
Multimode fiber

Многомодовые волокна ClearCurve®

Обладают превосходными характеристиками на макроизгибах и обеспечивает большую полосу пропускания для современных корпоративных сетей. Отвечает всем требуемым стандартам и совместимо с уже проложенными волокнами. Специально создано для уменьшения потери сигнала на малых радиусах изгиба в кабельных системах.

ClearCurve® LBL fiber

ClearCurve® ZBL fiber

Одномодовые волокна ClearCurve®

Волокно с высокой стойкостью к изгибам позволяет использовать оптические волокна в сложных условиях. Специально созданы для уменьшения стоимости и времени монтажа, повышения надежности сетей FTTX. Полностью соответствуют требованиям ITU-T G.652.D и G.657.А2…В3.

SMF-28e+® LL fiber

Волокно SMF-28e+® LL

Волокно категории ITU-T G.652.D, созданное с использованием  технологии Corning для достижения низких потерь. Позволяет увеличить расстояние передачи в системах дальней связи, городских сетях и сетях доступа. Обладает лидирующими параметрами затухания
и поляризационной модовой дисперсии.

SMF-28® Ultra fiber

Волокно SMF-28® Ultra

Обладает лучшими значениями затухания и высокой стойкостью к изгибам, предназначено для использования в сетях дальней связи, городских сетях, сетях доступа и сетях FTTH. Полностью удовлетворяет требованиям ITU-T G.652.D и ITU-T G.657.A1 и полностью совместимо со стандартными одномодовыми волокнами.

SMF-28® ULL fiber

Волокно SMF-28® ULL

Волокно с наименьшим затуханием среди волокон для сухопутных сетей. Поставляется

с затуханием менее 0,17 дБ/км на длине волны 1550 нм,  обладает низкой ПМД.
Позволяет значительно увеличить дальность безрегенерационной передачи, по сравнению с остальными волокнами. Полностью совместимо с одномодовыми волокнами  ITU G. 652.

LEAF® fiber

Волокно LEAF®

Наиболее распространенное в мире волокно с ненулевой смещенной дисперсией. Комбинация большой эффективной площади, низкой дисперсии и низкого затухания позволяет улучшить характеристики сети, позволить переход на более высокие скорости передачи. Соответствует категории ITU G.655.

Vascade® fiber

Волокна Vascade®

Семейство волокон Vascade для построения трансокеанских и более коротких подводных сетей связи. Позволяют достичь высоких скоростей и большой пропускной способности. Основанные на передовых технологиях  и опыте компании Corning, волокна Vascade отвечают специализированным требованиям для подводных систем.

 

Характеристики одномодовых оптических волокон

Характеристики

LEAF®

SMF-28e+®LL

SMF-28®ULL

SMF-28®Ultra

Затухание @1310нм

 

<0,32 дБ/км

<0,31 дБ/км

<0,32 дБ/км

Затухание @1383нм

<0,4 дБ/км

<0,32 дБ/км

<0,32 дБ/км

Затухание @1410нм

<0,32 дБ/км

Затухание @1450нм

<0,26 дБ/км

Затухание @1490нм

 

<0,21 дБ/км

<0,21 дБ/км

Затухание @1550нм

<0,19 дБ/км

<0,18 дБ/км

<0,17 дБ/км

<0,18 дБ/км

Затухание @1625нм

<0,21 дБ/км

<0,20 дБ/км

<0,20 дБ/км

<0,20 дБ/км

Диаметр модового пятна @1310нм

 

9,2±0,4 мкм

9,2±0,5 мкм

9,2±0,4 мкм

Диаметр модового пятна @1550нм

9,6±0,4 мкм

10,4±0,5 мкм

10,4±0,5 мкм

10,4±0,5 мкм

Дисперсия @1530нм

2,0-5,5 пс/(нм*км)

Дисперсия @1550нм

 

18 пс/(нм*км)

18 пс/(нм*км)

18 пс/(нм*км)

Дисперсия @1565нм

4,5-6,0 пс/(нм*км)

Дисперсия @1625нм

5,8-11,2 пс/(нм*км)

22 пс/(нм*км)

22 пс/(нм*км)

22 пс/(нм*км)

ПМД

0,04 (пс/√км)

0,04 (пс/√км)

0,04 (пс/√км)

0,04 (пс/√км)

Прирост затухания при изгибе @1625 нм
радиус 30 мм, 100 витков

<0,05 дБ

<0,03 дБ

<0,05 дБ

Прирост затухания при изгибе @1550 нм

радиус 25 мм, 100 витков

 

<0,03 дБ

<0,05 дБ

<0,01 дБ

Прирост затухания при изгибе @1550 нм
радиус 16 мм, 1 виток

<0,50 дБ

<0,03 дБ

<0,1 дБ

Прирост затухания при изгибе @1550 нм
радиус 10 мм, 1 виток

 

<0,50 дБ

Прирост затухания при изгибе @1625 нм
радиус 10 мм, 1 виток

 

<1,5 дБ

Сила снятия покрытия

2,7 Н

Рабочий диапазон температур

-60 до +85 °С

Зависимость от температуры @1310/1550/1625 нм
от -60 до +85 °С

<0,05 дБ/км

<0,05 дБ/км

<0,05 дБ/км

<0,05 дБ/км

 

 

Характеристики

ClearCurve®

LBL

ZBL

Затухание @1310нм

0,33-0,35 дБ/км

Затухание @1383нм

0,31-0,35 дБ/км

Затухание @1490нм

0,21-0,24 дБ/км

Затухание @1550нм

0,19-0,20 дБ/км

Затухание @1625нм

0,20-0,23 дБ/км

Диаметр модового пятна @1310нм

8,6±0,4 мкм

Диаметр модового пятна @1550нм

9,6±0,5 мкм

Дисперсия @1550нм

18 пс/(нм*км)

Дисперсия @1625нм

23 пс/(нм*км)

ПМД

0,06 (пс/√км)

Прирост затухания при изгибе @1550 нм
радиус 7,5 мм, 1 виток

<0,4 дБ

Прирост затухания при изгибе @1625 нм
радиус 7,5 мм, 1 виток

<0,8 дБ

Прирост затухания при изгибе @1550 нм
радиус 5 мм, 1 виток

<0,10 дБ

Прирост затухания при изгибе @1625 нм
радиус 5 мм, 1 виток

<0,30 дБ

Сила снятия покрытия

2,7 Н

Рабочий диапазон температур

-60 до +85 °С

Зависимость от температуры @1310/1550/1625 нм
от -60 до +85 °С

<0,05 дБ/км

 

Характеристики одномодовых оптических волокон Vascade®

Характеристики

Типовые значения на 1550 нм

EX3000

EX2000

EX1000

LEAF® EP

L1000

S1000

Описание

Сверх низкие
потери и очень большая эффективная площадь, большая
положи-тельная
дисперсия

Сверх
низкие
потери и большая эффективная площадь, большая
положи-тельная
дисперсия

Сверх низкие потери
и  большая положи-тельная
дисперсия

Отрицательная дисперсия, ненулевая смещенная дисперсия с положительным наклоном и большая эффективная площадь

Большая
положительная дисперсия и большая эффективная площадь

Большая
отрица-тельная
дисперсия с отрица-тельным
наклоном

Затухание (дБ/км)

0,158

0,160

0,167

0,198

0,182

0,231

 

Дисперсия (пс/нм*км)

+20,8

+20,2

+18,5

-4,0

+18,5

-38,0

Наклон дисперсии
(пс/нм2*км)

+0,06

+0,06

+0,06

+0,12

+0,06

-0,12

Эффективная площадь (мкм2)

 

150

112

76

65

100

27

ПМДq (пс/√км)

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

 

Характеристики многомодовых оптических волокон

Характеристики

InfiniCor® 300

ClearCurve

ОМ4

ОМ3

ОМ2

Диаметр сердцевины

62,5±2,5 мкм

50±2,5 мкм

Диаметр оболочки

125±2 мкм

125±1 мкм

Диаметр покрытия

242±5 мкм

Затухание @850нм

<2,9 дБ/км

<2,3 дБ/км

Затухание @1300нм

<0,6 дБ/км

<0,6 дБ/км

Полоса пропускания

@ 850нм

СИД
ЛД

 

 

200 МГц*км
220 МГц*км

 

 

3500 МГц*км
4700 МГц*км

 

 

1500 МГц*км
2000 МГц*км

 

 

700 МГц*км
950 МГц*км

Полоса пропускания @1300нм

СИД

 

 

500 МГц*км

 

 

500 МГц*км

 

 

500 МГц*км

 

 

500 МГц*км

Растояние передачи 1Гбит/c

300 м (550 м)

>1100 м

1000 м

750 м (850 м)

Растояние передачи 10Гбит/c

550 м (600 м)

300м (400 м)

150 м (200 м)

Растояние передачи 40/100Гбит/c

170 м

140 м (160 м)

Неконцентричность оболочки
и покрытия

<12 мкм

Некруглость сердцевины

<5 %

Некруглость оболочки

<1,0 %

Неконцентричность сердцевины

и оболочки

< 1,5 мкм

Перемотка с натяжением

0,7 ГПа

Числовая аппертура

0,275±0,015

0,200±0,015

Длина волны нулевой дисперсии

 

1332…1354 нм

1295… 1315 нм

Наклон кривой дисперсии в нулевой точке

<0,097 пс/(нм2*км)

<0,101 пс/(нм2*км)

Прирост затухания

при изгибе @850 нм
радиус 37,5 мм, 100 витков

<0,5 дБ

<0,05 дБ

Прирост затухания

при изгибе @1300 нм
радиус 37,5 мм, 100 витков

<0,5 дБ

<0,15 дБ

Прирост затухания

при изгибе @850 нм
радиус 15 мм, 2 витка

<0,1 дБ

Прирост затухания

при изгибе @1300 нм
радиус 15 мм, 12 витка

<0,3 дБ

Прирост затухания

при изгибе @850 нм
радиус 7,5 мм, 2 витка

<0,2 дБ

Прирост затухания

при изгибе @1300 нм
радиус 7,5 мм, 2 витка

<0,5 дБ

Сила снятия покрытия

2,7 Н

Рабочий диапазон температур

-60 до +85 °С

Зависимость от температуры @850/1300 нм
от -60 до +85 °С

 

<0,1 дБ/км

Параметр динамической

 усталости (Nd)

20

Действующее значение группового показателя преломления (Nэфф)

1,496 на 850 нм
1,491 на 1300 нм

1,480 на 850 нм
1,479 на 1300 нм

Разница между одномодовыми и многомодовыми оптическими волокнами

Дата публикации: .

Удивить кого-то в наше время оптоволокном у себя в доме, на работе или даже в квартире не так уж легко. Технологии передачи данных через волоконно-оптическую линию связи распространяется с огромной скоростью. Постоянно ведется монтаж, как и новых оптических кабелей, так и модернизация по замене существующих медных кабелей (устаревшая технология DSL), на оптические.

Часто приходится слышать вопросы на тему оптоволоконных линий связи. В этой статье хочу ответить на один из часто задаваемых вопросов о разнице между одномодовыми и многомодовыми оптическими кабелями простыми словами, понятными конечному пользователю.

Так что же такое мода и с чем ее едят? Модами называются типы электромагнитных колебаний, которые распространяются в оптоволокне. Каждая мода имеют свою фазовую и групповую скорость. Под групповой скоростью понимается скорость переноса энергии, а под фазовой скоростью – скорость перемещения фазы волны. Если будем брать пример обычных электромагнитных волн, то там и фазовая и групповая скорости равны скорости света, в оптоволоконном же кабеле скорости разнятся и зависят от частоты колебаний волн, от диаметра волокна, от материалов из которых произведен кабель. Именно из-за этих совокупностей свойств кабеля возникает рассеивание (модовая дисперсия).

Исходя из определения моды, многомодовое (MultiMode MM) оптоволокно позволяет подавать несколько световых сигналов. Одномодовое (SingleMode MM)- позволяет пропустить через себя лишь один сигнал.

Казалось бы многомодовое волокно имеет преимущество перед одномодовым, но это только на первый взгляд. У многомода есть важный недостаток высокая модовая дисперсия.

Диаметр сердечника волокна многомодового кабеля составляет 50 мкм и более. Такая ширина как раз и позволяет подавать несколько мод в одно волокно, но так же и увеличивает вероятность отражения света от внешней поверхности сердечника, что и вызывает затухание сигнала. Соответственно для подачи сигнала на дальние расстояния использование подобного кабеля возможно, только если увеличивать количество ретрансляторов, что значительно удорожает проект. Скорость передачи данных составляет 2,5 Гб/с

У одномодового кабеля, диаметр сердечника составляет 10 мкм и меньше. В волокне с таким диаметром вероятность дисперсии значительно снижается, что позволяет передавать данные на большие расстояния. Одномодовое оптоволокно позволяет передавать данные со скоростью 10 Гб/с. Но в то же время одномодовый кабель и коммутирующее оборудование к нему дороже. Так же сварные стыки у одномода более чувствительны к качеству сварки.

Где и какое волокно лучше применять? Чаще всего многомодовое оптоволокно используется для организации ЛВС (локально-вычислительной сети) и СКС (структурированной кабельной сети) небольших размеров в рамках одного здания или прилегающих строений (около 500 метров). Волоконно-оптические линии связи с одномодовыми волокнами используют для подключения удаленных зданий, например для организации системы видеонаблюдения в рамках района, города или даже магистрали (1000м и более).

Оптические разъемы (коннекторы): типы, отличия, применение

Неотъемлемым компонентом любой волоконно-оптической сети являются коннекторные соединения, которые состоят из двух основных компонентов: двух оптических разъемов и розетки (адаптера) для их соединения.

Оптическая розетка (адаптер) – это приспособление со сквозным продольным отверстием и крепежными элементами для коннекторов определенного типа с обеих сторон. Назначением оптической розетки является точное сведение ферул двух коннекторов и фиксация их в таком положении для обеспечения передачи данных.

 

Рисунок 1 – Схема коннекторного соединения

 

Оптический коннектор (разъем) – это кабельное окончание. Коннектор устанавливается по обе стороны любого оптического кабеля, будь то магистральный или распределительный кабель, или даже соединительный патч корд. Существует большое множество различных типов оптических разъемов, отличающихся по конструктивному исполнению, способу фиксации, диаметру ферулы типу полировки и т.д.

Рисунок 2 – конструкция оптического коннектора

 

Основными конструктивными элементами оптического разъёма являются корпус, ферула и фиксатор. Наиболее популярны коннекторы с диаметром ферулы 2,5 мм и 1,25 мм

Типы оптических разъемов

 

Рисунок 3 – разновидности оптических коннекторов и адаптеров

 

По конструктивному исполнению наиболее популярными типами являются коннекторы FC, SC, LC и ST типа. Рассмотрим их отличия.

• Оптический коннектор SC

SC коннекторы – одни из наиболее применяемых разъемов. Они имеют пластиковый корпус прямоугольного сечения и ферулу диаметром 2,5 мм. К преимуществам оптического SC разъема можно отнести простоту коммутации. Для фиксации в розетке достаточно просто вставить его до щелчка. Аналогично производится и его извлечение. Вместе с тем, он плохо адаптирован к механическим и вибрационным нагрузкам.

• Оптический коннектор LC

LC разъем по форме и принципу коммутации напоминает рассмотренный выше SC коннектор. Однако он имеет существенно меньшие габариты корпуса, да и ферула у него диаметром всего 1,25 мм. Компактный размер оптического LC разъема позволяет существенно повысить плотность портов на кроссе. Вместе с тем, из-за недостаточного пространства усложняется коммутация. При большой плотности портов коммутацию удобно выполнять только при помощи специализированного инструмента

Рис. 4. Инструмент Jonard FCT-100 для установки/извлечения коннекторов SC и LC в труднодоступных местах

• Оптический коннектор FC

FC разъем по праву считается самым надежным из перечисленных выше оптических коннекторов. Он имеет металлический корпус и фиксируется в розетке при помощи резьбового соединения. Последнее придает такому соединению механической прочности и вибрационной устойчивости. Но в удобстве коммутации он явно проигрывает. Оптические разъемы FC по умолчанию устанавливаются на все измерительные приборы для ВОЛС.

• Оптический коннектор ST

ST разъем на данный момент считается уже устаревшим, однако до сих пор применяется в многомодовых системах передач. Его фиксация напоминает фиксацию байонет разъема (вставить и немного провернуть по часовой стрелке). В отличие от остальных типов коннекторов, ферула коннектора ST имеет только UPC полировку.

 

Типы полировки оптических разъемов

 

Рисунок 5 – типы полировки ферулы коннектора

 

Чаще всего используются коннекторы с UPC полировкой. Коннекторы с APC полировкой более дорогие, однако позволяют уменьшить возвратные потери (основным составляющим возвратных потерь линии являются отражения в разъемных соединителях) оптической линии, что очень чувствительно для линий, по которым передается видео контент (КТВ, PON). Мощность сигнала в таких сетях намного больше, чем в стандартных сетях передачи данных, поэтому и отраженный сигнал имеет большую мощность. В этих сетях применяются исключительно разъемы с APC полировкой. Более детально механизмы возникновения потерь и отражения в разъемных соединителях описаны в следующем разделе.

Чаще всего, используются разъемы, предназначенные для внутриобъектового применения. Однако существуют коннекторы и для уличного применения – усиленные коннекторы. Они имеют повышенную устойчивость к физическим нагрузкам, влажности и перепаду температур. Такие коннекторы адаптированы для установки на кабели различного диаметра и сечения и чаще всего устанавливаются в уличных распределительных ящиках.

Потери и отражение в оптических коннекторах

При распространении по оптической линии сигнал претерпевает затухание и отражение от неоднородностей коэффициента преломления.

Затухание сигнала в ВОЛС обуславливается потерями в самом оптоволокне, потерями в сварных (неразъемных) и коннекторных (разъемных) соединителях, потерями в других компонентах ВОЛС (ответвители, сплиттеры и т. д).

Чем меньше затухание сигнала в линии, тем менее мощное и менее дорогое приемо-передающее оборудование может работать на ней. Или тем больше расстояние, на которое можно передать информацию без ошибок по этой линии.

Основными же причинами возникновения потерь и отражения в разъемных оптических соединителях являются:

  • Наличие физического зазора между ферулами соединяемых коннекторов в точке их контакта (рис.1)

Как бы плотно мы бы не зажимали коннектор в розетке, всё равно между световодами волокон (размещёнными в центре ферулы коннектора) останется небольшой зазор, заполненный воздухом. В связи с тем, что показатель преломления воздуха отличается от показателя преломления оптического световода (сердцевины оптического волокна), часть излучения отражается при переходе из коннектора первого кабеля в воздушное пространство. Еще часть излучения отражается при переходе света из воздуха в коннектор второго соединяемого кабеля. Таким образом, при переходе через разъемный соединитель мощность сигнала уменьшается.

Вместе с тем, само отражение тоже является отрицательным фактором. Отраженный обратно к передатчику сигнал слепит его (как водителя слепит свет встречного транспортного средства в темное время суток) и приводит к возникновению битовых ошибок и нагреванию SFP модулей. А как следствие – снижение скорости передачи и ухудшение качества видео (наверное, все видели разноцветные квадратики на экране телевизора) и выход из строя SFP модуля.

Для уменьшения влияния отраженных сигналов на передатчик, в системах передачи используются коннекторы с APC полировкой.

 

Рисунок 6 – Влияние типа полировки оптического коннектора на мощность отраженного к передатчику сигнала

 

Такие коннекторы имеют срезанный под углом 8-9 градусов торец, что позволяет изменить траекторию отраженного сигнала. Отраженный под таким углом сигнал выходит за пределы световода и не возвращается к передатчику.

Разъемы с APC полировкой обычно окрашены в зеленый цвет. Для их соединения используются тоже зеленые адаптеры. И соединять между собой синие (UPC полировка) и зеленые APC полировка) коннекторы, как вы понимаете, нельзя.

Если в разъемный соединитель (в зазор между ферулами коннекторов) попадает грязь или жир – это еще больше усугубляет ситуацию, описанную в предыдущем пункте. А при диаметре световода в 9 микрометров (для одномодового оптического волокна) для серьезного ухудшения качества передачи сигнала достаточно даже одного прикосновения пальцем к торцу коннектора.

 

Рис. 7. Фотография торца загрязненного и поврежденного коннектора (a – грязь; b – жир; c – царапина)

 

Именно поэтому требуется регулярная чистка и инспектирование разъемных соединителей. Более подробно о чистке оптических разъемов можно посмотреть в этом видео:

  • Трещина в волокне, расположенном внутри коннектора или выходящем из него кабеля, также приведет к дополнительным потерям сигнала и его отражению.

 

Рисунок 8 – типы трещин в торце волокна

 

Данную поломку можно легко идентифицировать при помощи оптических микроскопов. А чрезмерный изгиб (макроизгиб) такого кабеля хоть и не увеличит отражения, потому что на изгибе отражения не возникают, зато внесет очень большие потери. Такие потери будут тем больше, чем больше длина волны, на которой они измеряются. Например, потери на длине волны 1550 нм будут значительно превосходить потери на длине волны 1310 нм. Для идентификации и локализации такого повреждения в оптической линии понадобится оптический рефлектометр с двумя рабочими длинами волн, 1310 нм и 1550 нм. Идентифицировать макроизгиб в оптическом патчкорде, сплайс кассете муфты или распределительного ящика можно при помощи визуализатора повреждений.

  • В случае некачественного адаптера (заводской брак или поломка), адаптер не позволяет точно свести ферулы коннекторов (рисунок 8).

Это создает еще большие препятствия для распространения сигнала и приводит к его отражению и затуханию.

 

Рисунок 9 – смещение ферул в оптическом адаптере

 

В сквозном отверстии адаптера чаще всего находится керамическая трубка, которая при неаккуратной коммутации может сломаться. Признаками ее поломки также будут флуктуации (постоянно меняющееся значение) мощности сигнала и его затухания.

  • В некоторых дешевых оптических волокнах сердцевина волокна может быть несколько смещена от его центра.

К сожалению, на рынке встречаются пигтейлы и патч корды, при производстве которых использовано как раз такое волокно. В этом случае, даже при точном сведении ферул коннекторов не удастся добиться низких потерь и отражения в оптическом волокне. Детально эта тема раскрыта в статье.

 

Оптические патч-корды

Одним из компонентов оптического кросса является также оптический патчкорд.

Рисунок 10 – схема подключения оптического кабеля к приемо-передающей аппаратуре

 

Оптический патч корд – это волоконно-оптический кабель небольшой длины (обычно от 1 до 50 м) на обоих концах которого установлены коннекторы. Чаще всего для производства оптических патчкордов используется внутриобъектовый оптический кабель с диаметром оболочки 2-3 мм.

Оптические патч корды отличаются по нескольким параметрам:

  • По конструктивному исполнению
    • Симплексный оптический патчкорд – это единичный оптический соединительный шнур, включающий один оптический кабель, с обеих сторон которого установлено по одному коннектору
    • Дуплексный оптический патч-корд – это конструктивно объединённые два симплексных патчкорда

Рисунок 11 – Симплексный (а) и дуплексный (б) оптические патчкорды

 

  • По типу установленных коннекторов с обеих его сторон
    • Прямой оптический патчкорд – это соединительный оптический шнур, на разных концах которого установлены коннекторы одинакового типа и полировки
    • Гибридный оптический патч корд – это соединительный оптический шнур, с разных сторон которого установлены коннекторы различного типа и/или полировки
  • По типу использованного в нем оптического волокна
    • Многомодовое оптическое волокно
    • Одномодовое оптическое волокно
  • По диаметру оболочки кабеля

Маркировка оптических патч-кордов

Маркировка патчкордов отличается у разных производителей. Однако в любом случае она включает в себя основные данные:

 

Рисунок 12 — Маркировка патчкорда

 

  • Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с одной стороны патч корда (например, SC/UPC, SC/APC, FC/UPC, LC/UPC)
  • Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с другой стороны патч корда
  • Тип оптического волокна:
    • 50/125 мкм – многомодовое волокно, диаметр сердцевины — 50 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
    • 62,5/125 мкм — многомодовое волокно, диаметр сердцевины – 62,5 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
    • 9/125 мкм – одномодовое волокно, диаметр сердцевины – 9 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
  • Диаметр патчкорда (чаще всего 2 или 3 мм)
  • Конструктивное исполнение (симплексный – одинарный или дуплексный – сдвоенный)
  • Вносимые потери и отражения, измеренные с обеих сторон патч-корда.

Как сделать оптический патчкорд?

Обычно операторы, интеграторы и провайдеры покупают патч-корды уже в готовом виде. Вместе с тем, существует простой способ изготавливать их и самостоятельно при помощи технологии Splice On.

Этот способ позволит оперативно изготовить патчкорд нужной длины и с нужными типами коннекторов с обоих сторон. Особенно это актуально при необходимости изготовления гибридных патч-кордов (которые имеют коннекторы разного типа и полировки с обоих концов). Такие патч-корды, да еще и нужной длины, не всегда есть на складе поставщиков. Кроме того, вы будете уверены в высоком качестве такого изделия.

Выводы

 

Известно, что наиболее частыми причинами неработоспособности оптических линий связи являются повреждения на кроссе. Поэтому ниже приведено несколько простых правил как этого избежать:

  1. Использовать качественные и проверенные компоненты (патч-корды, пигтейлы, розетки и др.)
  2. Бережно относиться к этим компонентам при работе с ними. Не стоит, например, закручивать коннектор FC типа «до потери пульса» или коммутировать коннекторы с UPC и APC полировкой)
  3. Регулярно чистить оптические адаптеры и коннекторы. Согласно правилу «IBYC» чистку необходимо проводить перед каждой коммутацией. Даже если вы подключаете новый патчкорд, только полученный от поставщика и извлеченный из упаковки.
  4. Периодически проводить инспектирование оптических разъемов при помощи оптических микроскопов (см. также статью «Зачем нужен микроскоп для проверки качества оптических разъёмов и как его выбрать?»)

 

ВОЛС, всё про волоконно-оптические линии связи!

Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).

Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.

Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.

Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.

Преимущества ВОЛС

При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:

  • Высокую пропускную способность за счёт высокой несущей частоты. Потенциальная возможность одного оптического волокна – несколько терабит информации за 1 секунду.
  • Волоконно-оптический кабель отличается низким уровнем шума, что положительно сказывается на его пропускной способности и возможности передавать сигналы различной модуляции.
  • Пожарная безопасность (пожароустойчивость). В отличие от других систем связи, ВОЛС может использоваться безо всяких ограничений на предприятиях повышенной опасности, в частности на нефтехимических производствах, благодаря отсутствию искрообразования.
  • Благодаря малому затуханию светового сигнала оптические системы могут объединять рабочие участки на значительных расстояниях (более 100 км) без использования дополнительных ретрансляторов (усилителей).

  • Информационная безопасность. Волоконно-оптическая связь обеспечивает надёжную защиту от несанкционированного доступа и перехвата конфиденциальной информации. Такая способность оптики объясняется отсутствием излучений в радиодиапазоне, а также высокой чувствительностью к колебаниям. В случае попыток прослушки встроенная система контроля может отключить канал и предупредить о подозреваемом взломе. Именно поэтому ВОЛС активно используют современные банки, научные центры, правоохранительные организации и прочие структуры, работающие с секретной информацией.
  • Высокая надёжность и помехоустойчивость системы. Волокно, будучи диэлектрическим проводником, не чувствительно к электромагнитным излучениям, не боится окисления и влаги.
  • Экономичность. Несмотря на то, что создание оптических систем в силу своей сложности дороже, чем традиционных СКС, в общем итоге их владелец получает реальную экономическую выгоду. Оптическое волокно, которое изготавливается из кварца, стоит примерно в 2 раза дешевле медного кабеля, дополнительно при строительстве обширных систем можно сэкономить на усилителях. Если при использовании медной пары ретрансляторы нужно ставить через каждые несколько километров, то в ВОЛС это расстояние составляет не менее 100 км. При этом скорость, надёжность и долговечность традиционных СКС значительно уступают оптике.

  • Срок службы волоконно-оптических линий составляет полрядка четверти века. Через 25 лет непрерывного использования в несущей системе увеличивается затухание сигналов.
  • Если сравнивать медный и оптический кабель, то при одной и той же пропускной способности второй будет весить примерно в 4 раза меньше, а его объём даже при использовании защитных оболочек будет меньше, чем у медного, в несколько раз.
  • Перспективы. Использование волоконно-оптических линий связи позволяет легко наращивать вычислительные возможности локальных сетей благодаря установке более быстродействующего активного оборудования, причем без замены коммуникаций.

Область применения ВОЛС

Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.

К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.

Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.

Технологии соединения ВОЛС

Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.

Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).

Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.

Наиболее распространённой является технология склеивания, для которой используется специальное оборудование и инструмент и которая включает несколько технологических операций.

В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.

После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.

Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.

Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.

Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.

После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.

Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.

Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.

Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.

Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.

ВОЛС: типы оптических волокон

Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.

По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).

  • Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.

  • Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. В первом случае пучки света (моды) расходятся по различным траекториям и поэтому приходят к концу световода в различное время. При градиентном профиле временные задержки различных лучей практически полностью исчезают, и моды идут плавно благодаря изменению скорости распространения света по волнообразным спиралям.

 

Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).

 

Диагностика волоконно-оптических линий связи

Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео: