Ako funguje 2-vláknový vnútorný vonkajší vonkajší optický kábel?
2-vláknový vnútorný vonkajší kábel prenáša dáta cez dve samostatné sklenené alebo plastové vlákna, ktoré prenášajú svetelné signály pomocou úplného vnútorného odrazu. Každé vlákno pozostáva z jadra, plášťa a ochranných vrstiev navrhnutých tak, aby spoľahlivo fungovali vo vnútornom aj vonkajšom prostredí.
Hlavný prenosový mechanizmus
Základná operácia sa opiera o fyziku svetla. Optické vlákno prenáša svetlo pozdĺž svojej osi úplným vnútorným odrazom, pričom jadro je obklopené plášťovou vrstvou vyrobenou z dielektrických materiálov. Keď svetlo vstupuje do jadra vlákna pod správnym uhlom, neustále sa odráža od hranice medzi jadrom a plášťom, namiesto toho, aby uniklo.
Stáva sa to preto, že index lomu jadra musí byť väčší ako index lomu plášťa, aby sa obmedzil optický signál. Predstavte si to ako chodbu so zrkadlami na stenách-svetelné signály sa šíria po dĺžke tak, že sa od týchto vnútorných hraníc odrážajú tisíckrát na meter.
Ako fungujú dve vlákna
V konfigurácii s 2 vláknami každé vlákno funguje nezávisle. Jedno vlákno zvyčajne spracováva vysielané signály, zatiaľ čo druhé prijíma signály, čím vytvára obojsmernú komunikačnú cestu. Tieto káble sú zložené z 2 singlemode vlákien s 9 mikrónovým jadrom vo vnútri z aramidovej priadze, ktorá je obalená čiernym vonkajším plášťom z PVC.
Označenie "2 vlákna" znamená, že v rámci jednej káblovej zostavy existujú dve samostatné optické cesty. To umožňuje súčasnú obojsmernú-komunikáciu bez rušenia signálu, pretože každé vlákno je od druhého opticky izolované.
Fyzické konštrukčné vrstvy
Vnútorné a vonkajšie káble s optickými vláknami kombinujú výhody vonkajších káblov, ako je odolnosť proti vlhkosti, vode a dobrý mechanický výkon, s vlastnosťami vnútorných káblov vrátane spomaľovania horenia a elektrickej-nevodivosti.
Jadrová vrstva: Najvnútornejšia časť, kde sa šíri svetlo. Jedno-režimové vlákna využívajú 9-mikrónové jadro optimalizované pre svetelné vlnové dĺžky 1310 nm alebo 1550 nm.
Obloženie: Plášť je obalený okolo jadra a vyrobený z iného typu skla s nižším indexom lomu v porovnaní s jadrom, čo pomáha udržiavať svetelné signály vo vnútri. Táto optická hranica je miestom, kde dochádza k úplnému vnútornému odrazu.
Pufrovací náter: Vnútorné káble používajú tesné{0}}pufrované vlákna s priemerom 900 μm, zatiaľ čo vonkajšie káble zvyčajne používajú farebné vlákna s priemerom 250 μm alebo 200 μm. Vnútorné/vonkajšie káble premosťujú túto medzeru prechodným prístupom.
Sila Členovia: Aramidové vlákna (ako napríklad Kevlar) slúžia ako pružné pevnostné prvky spojené s vláknom. Tie zabraňujú lámaniu jemných sklenených vlákien pri ťahaní alebo ohýbaní kábla počas inštalácie.
Vonkajšia bunda: Plášť využíva materiály spomaľujúce horenie-, ako je polyetylén, polyvinylchlorid alebo polyolefín spomaľujúci horenie s nízkou -halogénovou horľavosťou-. Vonkajší plášť je odolný proti vlhkosti-, plesniam{5}} a UV žiareniu, vhodný pre podzemné vedenia, vzdušné alebo vnútorné/vonkajšie priestory.
Požiadavky na výkon v interiéri vs
Dizajn s dvojitým{0}}hodnotením rieši rôzne environmentálne výzvy.
Pre vnútorné použitie musí kábel spĺňať požiarne bezpečnostné predpisy. Kábel Riser Rated (CMR) je v súlade s UL-1666, čo znamená, že sa sám uhasí a bráni tomu, aby sa plamene šírili po kábli pri teste vertikálneho horenia. To je dôležité v budovách, kde káble vedú vertikálne medzi poschodiami cez stúpačky alebo výťahové šachty.
Pri vonkajšom použití sa odolnosť stáva kritickou. Vonkajšie káble z optických vlákien majú väčšiu pevnosť v ťahu a hrubší ochranný povlak v porovnaní s vnútornými káblami, vďaka čomu sú odolnejšie v drsnom vonkajšom prostredí. Musia odolať UV žiareniu, teplotným extrémom, vlhkosti a fyzickej námahe.
Vnútorné/vonkajšie káble implementujú opatrenia na suchú hydroizoláciu, aby sa zabránilo úniku mastnoty, keď je kábel vertikálne nasadený, a využívajú absenciu kovových komponentov v konštrukcii alebo kovových výstužných komponentov, ktoré sa dajú ľahko elektricky odpojiť.. Tým sa eliminuje riziko vedenia elektriny do budov pri zachovaní vonkajšej mechanickej pevnosti.
Proces prenosu signálu
Keď je potrebné odoslať údaje, elektronické zariadenia premenia elektrické signály na svetelné impulzy pomocou laserov alebo LED diód. Tieto svetelné impulzy vstupujú do jadra vlákna na jednom konci.
Svetlo sa šíri po kábli z optických vlákien- opakovaným odrazom od stien{1}}každý fotón sa opakovane odráža po potrubí. Kritický uhol určuje, či sa svetlo odráža alebo uniká. Aby sa svetlo úplne odrážalo, uhol dopadu by mal byť väčší ako kritický uhol, aby na stene plášťa vo vnútri vlákna dochádzalo k nepretržitým odrazom.
Na prijímacom konci fotodetektory premieňajú svetelné impulzy späť na elektrické signály, ktoré sieťové zariadenia dokážu spracovať. Celý prenos prebieha rýchlosťou svetla v skle-približne 200 000 kilometrov za sekundu.
Strata signálu a vzdialenosť
Žiadny prenos nie je dokonalý. Pre jednorežimové vlákno je typický útlm pri 1550 nm okolo 0,2 dB/km, zatiaľ čo pri 1310 nm je to okolo 0,5 dB/km. To znamená, že 10-kilometrový kábel môže znížiť silu signálu o 2-5 decibelov v závislosti od vlnovej dĺžky.
Pri vlákne SMF28 je strata menšia ako 0,15 dB na kilometer predovšetkým v dôsledku rozptylu, takže cez celý kilometer vlákna stratíte menej svetla ako pri jednom odraze od kovového zrkadla. Táto mimoriadna účinnosť je dôvodom, prečo vláknová optika dominuje-komunikácii na diaľku.
Ďalšie straty sa vyskytujú v miestach pripojenia. Jednorežimové konektory zostavené vo výrobe majú straty v rozsahu 0,1 až 0,2 dB a konektory ukončené poľom môžu mať straty až 0,2 až 1,0 dB. Každý spoj pridáva ďalších 0,1-0,3 dB straty.
Flexibilita inštalácie
Interné/vonkajšie hodnotenie znamená, že inštalatéri nepotrebujú prechodové boxy, kde káble prechádzajú cez steny alebo medzi budovami.
Vnútorné-Vonkajšie káble premosťujú medzery pre aplikácie, kde smerovanie siete zahŕňa externé cesty, pričom poskytuje požiadavky na bezpečnosť pri prechode do budov Campus. Jediný súvislý kábel môže viesť z vonkajšieho vedenia priamo do vnútorných priestorov bez toho, aby došlo k porušeniu elektrických predpisov.
To zjednodušuje siete kampusov, nasadzovanie-do{1}}-domov a budovanie-k-vybudovaniu pripojení. Pevne tlmené vlákno sa vyznačuje menšími minimálnymi polomermi ohybu, čo podporuje inštaláciu do zásobníkov, stojanov, patch panelov a oblastí s viacerými zmenami smeru.
Stále však existujú limity polomeru ohybu. Kábel má minimálny polomer ohybu 7,50 mm pre tesné uzavretie a ostré zákruty. Ak to prekročíte vynútením ostrých ohybov, môže dôjsť k rozbitiu sklenených vlákien vo vnútri alebo k strate signálu mikroohybom.
Prečo dve vlákna namiesto jednej
Mnohé aplikácie by teoreticky mohli fungovať s jedným vláknom pomocou obojsmerných vysielačov a prijímačov, ale z praktických dôvodov dominujú dva -vláknové konštrukcie.
Oddelené vysielacie a prijímacie cesty eliminujú potrebu zariadenia na multiplexovanie s delením vlnovej dĺžky na oboch koncoch. To znižuje náklady a zložitosť pre väčšinu inštalácií. Optika je jednoduchšia-jedna vlnová dĺžka v jednom smere na každom vlákne namiesto dvoch vlnových dĺžok zdieľajúcich jedno vlákno.
Riešenie problémov je jednoduchšie, keď má každý smer svoju vlastnú fyzickú cestu. Ak jedno vlákno zlyhá, výkon druhého okamžite odhalí, či je problémom samotné vlákno alebo zariadenie transceivera. V jednom-vláknovom systéme sa diagnostika stáva zložitejšou.
Zlepšuje sa aj flexibilita upgradov. Transceivery môžete vymeniť na jednom konci bez nutnosti modernizácie oboch strán súčasne, pokiaľ obe vlákna zostanú funkčné.
Svetelné zdroje a typy vlákien
Jednovidové vlákno je optimalizované na prácu s optickými zariadeniami využívajúcimi svetelné vlnové dĺžky 1310nm alebo 1550nm. Tieto špecifické vlnové dĺžky boli vybrané, pretože minimalizujú útlm v sklenených vláknach-spadajú do „prenosových okien“, kde je kremičité sklo najpriehľadnejšie.
Jednorežimové vlákna obsahujú veľmi tenké jadro, a keďže je stredová časť taká malá, svetlo sa v skutočnosti neodráža; všetky signály prechádzajú priamo stredom bez toho, aby sa odrážali od okrajov. Táto priama-cesta prenosu zabraňuje rozptylu, čo umožňuje signálom zachovať si svoj tvar na veľké vzdialenosti.
Alternatívou je multimódové vlákno s väčším jadrom, ktoré umožňuje svetlu cestovať viacerými cestami. Multimódové vlákna sa používajú na krátke-komunikačné spojenia a na aplikácie, kde sa musí prenášať vysoký optický výkon. Vnútorné/vonkajšie káble sú k dispozícii vo verziách s jedným-režimom aj vo viacerých režimoch v závislosti od požiadaviek aplikácie.
Technológia blokovania vody
Jednou z najzložitejších výziev je zabrániť poškodeniu vodou bez použitia gélu.
Voľné{0}}vlákno hadíc využíva gélové-tuby, ktoré blokujú vodu a tlmiace vlákna, zatiaľ čo možnosti blokovania suchou vodou-zaisťujú čistejšie a jednoduchšie spájanie. Mnoho vnútorných a vonkajších káblov používa technológiu blokovania suchej vody-so špecializovanými vláknami, ktoré pri kontakte s vlhkosťou napučiavajú.
Káble s optickými vláknami sú blokované vodou a prekračujú požiadavky ICEA S-104-696 a GR-20-CORE na prenikanie vody, čo pomáha zabezpečiť, že akékoľvek poškodenie kábla a následné vniknutie vody je obmedzené na opraviteľnú dĺžku niekoľkých metrov.
To je dôležité, pretože voda môže zvýšiť útlm tým, že zmení vlastnosti indexu lomu na hranici-plášťa jadra. Aj malé množstvo vlhkosti môže časom zhoršiť kvalitu signálu.
Často kladené otázky
Dokáže vnútorný/vonkajší kábel skutočne zvládnuť obe prostredia?
Áno, ale s kompromismi. Tieto káble spĺňajú minimálne požiadavky pre oba kontexty a nie sú optimálne pre jeden z nich. Sú robustnejšie ako čisté vnútorné káble, ale menej odolné ako špecializované vonkajšie pancierové káble. Pre väčšinu kampusových a komerčných aplikácií poskytujú vynikajúcu rovnováhu medzi výkonom, nákladmi a flexibilitou inštalácie.
Aká je maximálna vzdialenosť pre 2 vláknový kábel?
Útlm v moderných optických kábloch je oveľa menší ako v elektrických medených kábloch, čo vedie k-pripojeniu z optických vlákien na dlhé vzdialenosti so vzdialenosťou opakovačov 70 až 150 kilometrov. Pri praktických inštaláciách závisí vzdialenosť od rozpočtu na výkon transceivera a celkovej straty spojenia z dĺžky vlákna, konektorov a spojov. Typický výpočet pridáva útlm (0,3 – 0,5 dB/km) plus straty na konektore (0,5 – 0,75 dB každý) plus straty v spoji (0,1 dB každý) plus bezpečnostnú rezervu 3 dB.
Ako pripojíte dve vlákna k zariadeniu?
Každé vlákno končí konektorom-bežne typu LC, SC alebo ST. Vlákno je zakončené keramickými LC konektormi pre ťažko dostupné miesta a každé prerušenie vlákna má okolo seba 18-palcovú 2,0-miliónovú rozvetvenú hadicu pre väčšiu odolnosť. Konektory sa zapájajú do modulov vysielača/prijímača na prepínačoch, smerovačoch alebo konvertoroch médií. Správne zarovnanie konektorov je dôležité, pretože jadrá vlákna sú široké iba 9 mikrónov.
Poškodí ohyb kábel?
Ostré ohyby môžu spôsobiť okamžitú stratu signálu alebo prípadné pretrhnutie vlákna. Dva typy ohybov ovplyvňujú káble z optických vlákien-makro ohyb označuje veľké ohyby v kábli, zatiaľ čo mikro ohyb označuje malé ohyby. Vždy dodržujte minimálny polomer ohybu špecifikovaný výrobcom, zvyčajne 10-15-násobok priemeru kábla. Moderné vlákna necitlivé na ohyb tolerujú užšie ohyby, ale stále majú svoje limity.
Úvahy o výbere kábla
Pri výbere medzi čistým vnútorným, čistým vonkajším alebo vnútorným/vonkajším káblom myslite na celú cestu inštalácie.
Ak kábel nikdy neopustí budovu, interiérový-kábel stojí menej a ponúka lepšiu flexibilitu v stiesnených priestoroch. Ak zostane úplne vonku v potrubí alebo anténe, silne pancierovaný vonkajší kábel poskytuje maximálnu ochranu.
Vnútorný/vonkajší kábel má zmysel, keď potrebujete kontinuitu cez hranice prostredia. To zahŕňa nasadenia optických vlákien-k--deskovému stolu, kde káble vedú z vonkajších terminálov do kancelárií, kampusové siete spájajúce budovy a všetky scenáre, kde by prerušenie vedenia vyžadovalo fúzne spojenie v spojovacej skrini.
Jadro a plášť vnútorného/vonkajšieho kábla z optických vlákien je skonštruovaný pomocou vysokokvalitného jednovidového vlákna, ktoré je v súlade s ITU{0}}T G.652.D a je spätne kompatibilné s inými staršími jednovidovými vláknami. Tento súlad so štandardom zabezpečuje interoperabilitu s existujúcou infraštruktúrou a budúcimi aktualizáciami.
Majte na pamäti, že zatiaľ čo 2 optické káble zvládajú väčšinu potrieb, vyšší počet vlákien (4, 6, 12 alebo viac) existuje pre aplikácie vyžadujúce viacero obvodov alebo redundanciu. Princíp fungovania zostáva rovnaký-viac vlákien znamená viac paralelných komunikačných ciest v jedinom plášti kábla.
Krása optických vlákien spočíva v tom, že fyzikálne princípy prenosu svetla cez sklo zostávajú konštantné bez ohľadu na to, či posielate dáta cez miestnosť alebo cez oceán. Ochranný obal sa prispôsobuje prostrediu, ale vo vnútri tieto dve sklenené vlákna vykonávajú rovnaký elegantný trik zachytávania a vedenia fotónov z jedného konca na druhý.