Dokonalý průvodce optickými kabely: Základy, techniky, postupy a tipy

Kabely z optických vláken poskytují fyzickou infrastrukturu umožňující vysokorychlostní přenos dat pro telekomunikace, sítě a konektivitu napříč aplikacemi. Pokroky v technologii optických vláken zvýšily možnosti šířky pásma a vzdálenosti při současném snížení velikosti a nákladů, což umožňuje širší implementaci od dálkových telekomunikací po datová centra a sítě chytrých měst.

 

Tento podrobný zdroj vysvětluje kabely z optických vláken zevnitř ven. Prozkoumáme, jak optické vlákno funguje při přenosu datových signálů pomocí světla, klíčové specifikace pro singlemode a multimode vlákna a oblíbené typy kabelů na základě počtu vláken, průměru a zamýšleného použití. Vzhledem k tomu, že poptávka po šířce pásma exponenciálně narůstá, je výběr vhodného kabelu z optických vláken na základě síťových požadavků na vzdálenost, datovou rychlost a odolnost klíčem k budoucí konektivitě.

 

Abychom porozuměli kabelům z optických vláken, musíme začít s prameny optických vláken – tenkými vlákny ze skla nebo plastu, která vedou světelné signály procesem úplného vnitřního odrazu. Jádro, plášť a povlak, které tvoří každý pramen vlákna, určují jeho modální šířku pásma a použití. Vícenásobná vlákna vláken jsou svázána do volných trubicových, pevně vyrovnávacích nebo distribučních kabelů pro vedení optických spojů mezi koncovými body. Konektivní komponenty, jako jsou konektory, panely a hardware, poskytují rozhraní pro zařízení a prostředky pro rekonfiguraci optických sítí podle potřeby.  

 

Správná instalace a zakončení kabelů z optických vláken vyžaduje přesnost a dovednost, aby se minimalizovaly ztráty a zajistil se optimální přenos signálu. Budeme se zabývat běžnými ukončovacími postupy pro singlemode a multimode vlákna pomocí oblíbených typů konektorů, jako jsou LC, SC, ST a MPO. S vědomím osvědčených postupů mohou noví odborníci s jistotou navrhovat a nasazovat optické sítě pro vysoký výkon a škálovatelnost.

 

Na závěr prodiskutujeme úvahy o plánování sítí z optických vláken a cest, které se mohou vyvíjet, aby podporovaly budoucí potřeby šířky pásma. Pokyny od odborníků z oboru poskytují další pohled na současné a vznikající trendy ovlivňující růst optických vláken v telekomunikacích, datových centrech a infrastrukturách inteligentních měst.    

Často kladené otázky (FAQ)

Q1: Co je kabel z optických vláken?

 

A1: Optické kabely se skládají z jednoho nebo více optických vláken, což jsou tenké prameny ze skla nebo plastu, které mohou přenášet data pomocí světelných signálů. Tyto kabely se používají pro vysokorychlostní a dálkovou komunikaci a poskytují rychlejší přenos dat ve srovnání s tradičními měděnými kabely.

 

Q2: Jak fungují optické kabely?

 

A2: Kabely z optických vláken přenášejí data pomocí pulzů světla přes tenké prameny opticky čistých skleněných nebo plastových vláken. Tato vlákna přenášejí světelné signály na velké vzdálenosti s minimální ztrátou signálu a poskytují vysokorychlostní a spolehlivou komunikaci.

 

Q3: Jak se instalují kabely z optických vláken?

 

A3: Kabely z optických vláken lze instalovat různými způsoby, jako je protahování nebo protlačování kabelů potrubím nebo kanálem, anténní instalace pomocí stožárů nebo věží nebo přímé zakopání do země. Způsob instalace závisí na faktorech, jako je prostředí, vzdálenost a specifické požadavky projektu. Instalace optických kabelů vyžaduje specializované dovednosti a vybavení, ale není to nutně obtížné. Nezbytné je řádné školení a znalost instalačních technik, jako je spojování vláken nebo zakončení konektorů. Pro zajištění správné manipulace a optimálního výkonu se doporučuje zapojit do instalace zkušené odborníky nebo certifikované techniky.

 

Q4: Jaká je životnost optických kabelů?

 

A4: Kabely z optických vláken mají dlouhou životnost, obvykle 20 až 30 let nebo i více. Jsou známé svou trvanlivostí a odolností vůči degradaci v průběhu času.

 

Q5: Jak daleko mohou optické kabely přenášet data?

 

A5: Přenosová vzdálenost optických kabelů závisí na různých faktorech, jako je typ vlákna, rychlost přenosu dat a použité síťové vybavení. Jednovidová vlákna mohou přenášet data na delší vzdálenosti, obvykle v rozmezí od několika kilometrů do stovek kilometrů, zatímco multividová vlákna jsou vhodná pro kratší vzdálenosti, obvykle do několika set metrů.

 

Q6: Mohou být kabely z optických vláken spojeny nebo připojeny?

 

A6: Ano, optické kabely lze spojovat nebo spojovat. Fúzní spojování a mechanické spojování jsou běžně používané techniky pro spojení dvou nebo více kabelů z optických vláken dohromady. Spojování umožňuje rozšiřování sítí, propojování kabelů nebo opravy poškozených úseků.

 

Q7: Lze použít optické kabely pro přenos hlasu i dat?

 

A7: Ano, optické kabely mohou přenášet hlasové i datové signály současně. Běžně se používají pro vysokorychlostní připojení k internetu, streamování videa, telekomunikační sítě a aplikace Voice-over-IP (VoIP).

 

Q8: Jaké jsou výhody optických kabelů oproti měděným kabelům?

 

A8: Kabely z optických vláken nabízejí několik výhod oproti tradičním měděným kabelům, včetně:

 

• Větší šířka pásma: Optická vlákna mohou přenášet více dat na delší vzdálenosti ve srovnání s měděnými kabely.
• Odolnost vůči elektromagnetickému rušení: Optické kabely nejsou ovlivněny elektromagnetickými poli, což zajišťuje spolehlivý přenos dat.
• Vylepšené zabezpečení: Optická vlákna se obtížně propojují, takže jsou bezpečnější pro přenos citlivých informací.
• Lehčí a tenčí: Kabely z optických vláken jsou lehčí a tenčí, což usnadňuje jejich instalaci a manipulaci.

 

Q9: Jsou všechny kabely z optických vláken stejné?

 

A9: Ne, kabely z optických vláken se dodávají v různých typech a konfiguracích, aby splňovaly různé požadavky aplikací. Dva hlavní typy jsou jednovidové a vícevidové kabely. Jednovidové kabely mají menší jádro a mohou přenášet data na delší vzdálenosti, zatímco vícevidové kabely mají větší jádro a podporují kratší vzdálenosti. Kromě toho existují různé konstrukce kabelů, které splňují specifické potřeby, jako jsou kabely s volnou trubicí, s těsnou vyrovnávací pamětí nebo ploché kabely.

 

Q10: Je manipulace s optickými kabely bezpečná?

 

A10: Manipulace s optickými kabely je obecně bezpečná. Na rozdíl od měděných kabelů nevedou kabely z optických vláken elektrický proud, čímž se eliminuje riziko úrazu elektrickým proudem. Je však třeba dbát opatrnosti, aby nedošlo k poranění očí od zdrojů laserového světla používaných při testování nebo údržbě. Při práci s kabely z optických vláken se doporučuje nosit vhodné osobní ochranné prostředky (OOP) a dodržovat bezpečnostní pokyny.

 

Q11: Lze upgradovat starší síťovou infrastrukturu na optické kabely?

 

A11: Ano, stávající síťovou infrastrukturu lze upgradovat na optické kabely. To může zahrnovat nahrazení nebo dovybavení systémů na bázi mědi zařízením s optickými vlákny. Přechod na vláknovou optiku poskytuje zvýšený výkon a schopnosti pro budoucnost, což zajišťuje schopnost splnit rostoucí požadavky na šířku pásma moderních komunikačních systémů.

 

Q12: Jsou kabely z optických vláken imunní vůči faktorům prostředí?

 

A12: Optické kabely jsou navrženy tak, aby byly odolné vůči různým faktorům prostředí. Dokážou odolat teplotním výkyvům, vlhkosti a dokonce i působení chemikálií. Nicméně extrémní podmínky prostředí, jako je nadměrné ohýbání nebo drcení, mohou ovlivnit výkon kabelů.

Slovníček optických sítí

• Útlum - Snížení síly signálu podél délky optického vlákna. Měřeno v decibelech na kilometr (dB/km). 
• Šířka pásma - Maximální množství dat, které lze přenést po síti za pevně stanovený čas. Šířka pásma se měří v megabitech nebo gigabitech za sekundu.
• Opláštění - Vnější vrstva obklopující jádro optického vlákna. Má nižší index lomu než jádro, což způsobuje úplný vnitřní odraz světla uvnitř jádra.
• konektor - Mechanické ukončovací zařízení používané ke spojení optických kabelů s propojovacími panely, zařízeními nebo jinými kabely. Příkladem jsou konektory LC, SC, ST a FC. 
• Jádro - Střed optického vlákna, kterým se světlo šíří úplným vnitřním odrazem. Vyrobeno ze skla nebo plastu a má vyšší index lomu než obklad.
• dB (decibel) - Jednotka měření představující logaritmický poměr dvou úrovní signálu. Používá se k vyjádření ztráty výkonu (útlumu) v optických spojích. 
• Ethernet - Síťová technologie pro místní sítě (LAN), která využívá kabely z optických vláken a vede přes kroucené dvoulinky nebo koaxiální kabely. Mezi standardy patří 100BASE-FX, 1000BASE-SX a 10GBASE-SR. 
• Skokan - Krátký propojovací kabel používaný k připojení optických komponent nebo k vytvoření křížových propojení v kabelážních systémech. Také označovaný jako propojovací kabel. 
• Ztráta - Snížení výkonu optického signálu během přenosu prostřednictvím optického spoje. Měřeno v decibelech (dB) s většinou standardů optických sítí specifikujících maximální tolerovatelné hodnoty ztrát.
• Modální šířka pásma - Nejvyšší frekvence, při které se může efektivně šířit více režimů světla ve vícevidovém vláknu. Měřeno v megahertzích (MHz) na kilometr. 
• Numerická clona - Míra úhlu přijetí světla optického vlákna. Vlákna s vyšší NA mohou přijímat světlo vstupující pod širšími úhly, ale obvykle mají vyšší útlum. 
• Index lomu - Míra toho, jak rychle se světlo šíří materiálem. Čím vyšší je index lomu, tím pomaleji se světlo pohybuje materiálem. Rozdíl v indexu lomu mezi jádrem a pláštěm umožňuje úplný vnitřní odraz.
• Vlákno s jedním režimem - Optické vlákno s malým průměrem jádra, které umožňuje šíření pouze jednoho režimu světla. Používá se pro přenos na velké vzdálenosti s velkou šířkou pásma kvůli nízké ztrátě. Typická velikost jádra 8-10 mikronů. 
• Spojení - Trvalý spoj mezi dvěma samostatnými optickými vlákny nebo dvěma optickými kabely. Vyžaduje spojovací stroj pro přesné spojení skleněných jader pro nepřetržitou přenosovou cestu s minimálními ztrátami.

 

Přečtěte si také: Terminologie optických kabelů 101: Úplný seznam a vysvětlení

Co jsou kabely z optických vláken? 

Kabely z optických vláken jsou dlouhé tenké prameny z ultračistého skla přenášet digitální informace na velké vzdálenosti. Jsou vyrobeny z křemičitého skla a obsahují světlonosná vlákna uspořádaná ve svazcích nebo svazcích. Tato vlákna přenášejí světelné signály přes sklo od zdroje k cíli. Světlo v jádru vlákna prochází vláknem tím, že se neustále odráží od hranice mezi jádrem a pláštěm.

 

Existují dva hlavní typy optických kabelů: single-mode a multi-mode. Jednovidová vlákna mají úzké jádro, které umožňuje přenos jediného režimu světla vícevidová vlákna mají širší jádro, které umožňuje přenos více režimů světla současně. Jednovidová vlákna se obvykle používají pro přenosy na dlouhé vzdálenosti, zatímco vícevidová vlákna jsou nejlepší pro kratší vzdálenosti. Jádra obou typů vláken jsou vyrobena z ultračistého křemičitého skla, ale jednovidová vlákna vyžadují při výrobě přísnější tolerance.

 

Zde je klasifikace:

 

Jednovidové typy optických kabelů

 

• OS1/OS2: Navrženo pro sítě s velkou šířkou pásma na velké vzdálenosti. Typická velikost jádra 8.3 mikronů. Používá se pro telekomunikační poskytovatele/poskytovatele služeb, podniková páteřní propojení a propojení datových center.
• Volná tuba naplněná gelem: Několik 250um vláken obsažených v barevně označených volných trubicích ve vnějším plášti. Používá se pro venkovní instalaci zařízení.
• Pevně ​​vyrovnávací paměť: 250um vlákna s ochrannou vrstvou pod bundou. Používá se také pro venkovní zařízení ve vzdušných vedeních, potrubích a kanálech.

 

Typy multimodových optických kabelů: 

 

• OM1/OM2: Na krátké vzdálenosti nižší šířka pásma. Velikost jádra 62.5 mikronů. Většinou pro starší sítě.
• OM3: Pro 10Gb Ethernet až 300m. Velikost jádra 50 mikronů. Používá se v datových centrech a budování páteřních sítí.  
• OM4: Vyšší šířka pásma než OM3 pro 100G Ethernet a 400G Ethernet až 150 m. Také jádro 50 mikronů. 
• OM5: Nejnovější standard pro nejvyšší šířku pásma (až 100G Ethernet) na nejkratší vzdálenosti (nejméně 100 m). Pro nově vznikající aplikace, jako je 50G PON v 5G bezdrátových a chytrých městských sítích. 
• Distribuční kabely: Obsahuje 6 nebo 12 250um vláken pro spojení mezi telekomunikačními místnostmi/podlažími v budově.  

 

Kompozitní kabely obsahující jak singlemode, tak multimode vlákna se také běžně používají pro páteřní spojení infrastruktury, kde musí být podporovány oba způsoby.      

 

Přečtěte si také: Face-Off: Multimódový optický kabel vs jednovidový optický kabel

 

Kabely z optických vláken obecně obsahují mnoho jednotlivých vláken svázaných dohromady pro pevnost a ochranu. Uvnitř kabelu je každé vlákno potaženo vlastním ochranným plastovým povlakem a dále chráněno před vnějším poškozením a světlem pomocí dodatečného stínění a izolace mezi vlákny a na vnější straně celého kabelu. Některé kabely také obsahují vodotěsné nebo voděodolné součásti, aby se zabránilo poškození vodou. Správná instalace také vyžaduje pečlivé spojení a ukončení vláken, aby se minimalizovaly ztráty signálu při dlouhých úsecích.

 

Ve srovnání se standardními kovovými měděnými kabely nabízejí kabely z optických vláken několik výhod pro přenos informací. Mají mnohem větší šířku pásma, což jim umožňuje přenášet více dat. Jsou lehčí, odolnější a schopné přenášet signály na delší vzdálenosti. Jsou imunní vůči elektromagnetickému rušení a nevedou elektrický proud. Díky tomu jsou také mnohem bezpečnější, protože nevyzařují žádné jiskry a nelze je odposlouchávat nebo monitorovat tak snadno jako měděné kabely. Celkově optické kabely umožnily velké zvýšení rychlosti a spolehlivosti internetového připojení.

Typické typy optických kabelů

Kabely z optických vláken jsou široce používány pro přenos dat a telekomunikačních signálů vysokou rychlostí na velké vzdálenosti. Existuje několik typů optických kabelů, z nichž každý je navržen pro specifické aplikace. V této části probereme tři běžné typy: vzdušný optický kabel, podzemní kabel z optických vláken a podmořský kabel z optických vláken.

1. Anténní optický kabel

Letecké optické kabely jsou navrženy tak, aby byly instalovány nad zemí, obvykle na sloupech nebo věžích. Jsou chráněny robustním vnějším pláštěm, který chrání jemné prameny vláken před faktory prostředí, jako jsou povětrnostní podmínky, UV záření a rušení zvěře. Anténní kabely se často používají ve venkovských oblastech nebo pro komunikaci mezi městy na dlouhé vzdálenosti. Jsou cenově výhodné a relativně snadno se instalují, což z nich dělá oblíbenou volbu pro telekomunikační společnosti v určitých regionech.

 

Přečtěte si také: Komplexní průvodce nadzemními optickými kabely

2. Podzemní optický kabel

Jak název napovídá, podzemní optické kabely jsou pohřben pod zemí poskytovat bezpečné a chráněné přenosové médium. Tyto kabely jsou navrženy tak, aby vydržely účinky drsných podmínek prostředí, jako je vlhkost, kolísání teploty a fyzické namáhání. Podzemní kabely se běžně používají v městských oblastech, kde je omezený prostor a ochrana proti náhodnému poškození nebo vandalismu je nezbytná. Často jsou instalovány podzemními potrubími nebo přímo zakopány v příkopech.

3. Podmořský optický kabel

Podmořské kabely z optických vláken jsou speciálně navrženy pro pokládku přes dno oceánu propojit kontinenty a umožnit globální komunikaci. Tyto kabely jsou navrženy tak, aby vydržely nesmírný tlak a drsné podmínky podmořského prostředí. Obvykle jsou chráněny několika vrstvami ocelového nebo polyethylenového pancíře spolu s vodotěsnými nátěry. Podmořské kabely se používají pro mezinárodní přenos dat a hrají klíčovou roli při usnadňování celosvětového připojení k internetu. Mohou pokrývat tisíce kilometrů a jsou nezbytné pro mezikontinentální komunikaci, podporují vysokokapacitní datové přenosy a globální konektivitu.

4. Přímý zapuštěný optický kabel

Přímo uložené kabely z optických vláken jsou navrženy tak, aby byly uloženy přímo v zemi bez použití trubek nebo ochranných krytů. Často se používají v aplikacích, kde jsou vhodné půdní podmínky a riziko poškození nebo rušení je nízké. Tyto kabely jsou konstruovány s dalšími vrstvami ochrany, jako jsou odolné bundy a brnění, aby vydržely potenciální nebezpečí, jako je vlhkost, hlodavci a mechanické namáhání.

5. Páskový optický kabel

Páskové optické kabely se skládají z více optických vláken organizovaných do plochých páskových struktur. Vlákna jsou obvykle naskládána na sebe, což umožňuje vysoký počet vláken v rámci jednoho kabelu. Ploché kabely se běžně používají v aplikacích, které vyžadují vysokou hustotu a kompaktnost, jako jsou datová centra nebo telekomunikační ústředny. Usnadňují snadnou manipulaci, spojování a ukončování, takže jsou ideální pro instalace, kde je vyžadováno velké množství vláken.

6. Uvolněný optický kabel

Volné trubkové optické kabely se skládají z jednoho nebo více optických vláken uzavřených v ochranných nárazníkových trubicích. Tyto nárazníkové trubky fungují jako jednotlivé ochranné jednotky pro vlákna, které nabízejí odolnost proti vlhkosti, mechanickému namáhání a vlivům prostředí. Kabely s volnými trubkami se používají především ve venkovním nebo drsném prostředí, jako jsou dálkové telekomunikační sítě nebo oblasti náchylné na kolísání teplot. Volný design trubice umožňuje snadnou identifikaci vlákna, izolaci a budoucí upgrady.

7. Obrněný optický kabel

Pancéřované kabely z optických vláken jsou vyztuženy dalšími vrstvami pancíře, jako jsou vlnité ocelové nebo hliníkové pásky nebo oplety. Tato přidaná vrstva poskytuje zvýšenou ochranu proti fyzickému poškození v náročných prostředích, kde mohou být kabely vystaveny vnějším silám, včetně těžkých strojů, hlodavců nebo drsných průmyslových podmínek. Pancéřované kabely se běžně používají v průmyslových prostředích, těžebních provozech nebo v prostředích se značným rizikem náhodného poškození.

 

Tyto další typy kabelů z optických vláken nabízejí specializované funkce a ochranu pro splnění různých požadavků na instalaci a podmínek prostředí. Výběr typu kabelu závisí na faktorech, jako je scénář použití, požadovaná ochrana, způsob instalace a předpokládaná nebezpečí. Ať už se jedná o přímé pohřbívání, instalace s vysokou hustotou, venkovní sítě nebo náročná prostředí, výběr vhodného kabelu z optických vláken zajišťuje spolehlivý a efektivní přenos dat.

8. Novější typy optických kabelů

Technologie optických vláken se neustále vyvíjí a nové konstrukce vláken a materiály umožňují další aplikace. Některé z nejnovějších typů kabelů z optických vláken zahrnují:

 

• Vlákna optimalizovaná pro ohyb - Vlákna s profilem jádra s odstupňovaným indexem, který zabraňuje ztrátě světla nebo poškození rozhraní jádro/plášť při ohýbání kolem těsných rohů nebo navíjení. Vlákna optimalizovaná pro ohyb vydrží poloměry ohybu až 7.5 mm pro jednorežimové a 5 mm pro vícerežimové bez výrazného útlumu. Tato vlákna umožňují nasazení vláken v prostorech nevhodných pro větší poloměry ohybu a zakončení v konektivitě s vysokou hustotou. 
• Plastová optická vlákna (POF) - Optická vlákna vyrobená z plastového jádra a pláště spíše než ze skla. POF je flexibilnější, snáze se ukončuje a má nižší cenu než skleněné optické vlákno. POF má však vyšší útlum a nižší šířku pásma, což jej omezuje na spoje do 100 metrů. POF je užitečný pro spotřební elektroniku, automobilové sítě a průmyslové ovládací prvky, kde vysoký výkon není kritický. 
• Vícejádrová vlákna - Nové konstrukce vláken obsahující 6, 12 nebo dokonce 19 samostatných jednovidových nebo vícevidových jader v rámci společného pláště a pláště. Vícejádrová vlákna mohou přenášet více diskrétních signálů pomocí jediného vlákna vlákna a jediného zakončení nebo spojovacího bodu pro kabely s vyšší hustotou. Vícejádrová vlákna však vyžadují složitější propojovací zařízení, jako jsou vícejádrové sekačky a MPO konektory. Maximální útlum a šířka pásma se také mohou lišit od tradičních jedno- a dvoujádrových vláken. Vícejádrová vlákna nacházejí uplatnění v telekomunikačních sítích a sítích datových center. 
• Vlákna s dutým jádrem - Vznikající typ vlákna s dutým kanálem v jádru obklopeným mikrostrukturovaným pláštěm, který omezuje světlo uvnitř dutého jádra. Vlákna s dutým jádrem mají nižší latenci a snížené nelineární efekty, které zkreslují signály, ale jejich výroba je náročná a stále prochází technologickým vývojem. V budoucnu by vlákna s dutým jádrem mohla umožnit rychlejší sítě díky zvýšené rychlosti, kterou může světlo cestovat vzduchem oproti pevnému sklu. 

 

I když se jedná o speciální produkty, nové typy vláken rozšiřují aplikace, kde je kabeláž z optických vláken praktická a nákladově efektivní a umožňuje sítím provozovat vyšší rychlosti, v užších prostorách a na kratší vzdálenosti. Jak se nová vlákna stávají běžnějšími, poskytují možnosti optimalizace různých částí síťové infrastruktury na základě potřeb výkonu a požadavků na instalaci. Použití vlákna nové generace udržuje síťovou technologii na špici.     

Specifikace a výběr kabelů z optických vláken

Kabely z optických vláken se dodávají v různých typech, aby vyhovovaly různým aplikacím a požadavkům na sítě. Základní specifikace, které je třeba vzít v úvahu při výběru kabelu z optických vláken, zahrnují:

 

• Velikost jádra - Průměr jádra určuje, kolik dat lze přenášet. Jednovidová vlákna mají menší jádro (8-10 mikronů), které umožňuje šíření pouze jednoho režimu světla, což umožňuje velkou šířku pásma a dlouhé vzdálenosti. Vícevidová vlákna mají větší jádro (50-62.5 mikronů), které umožňuje šíření více režimů světla, nejlépe na kratší vzdálenosti a menší šířku pásma.  
• Opláštění - Plášť obklopuje jádro a má nižší index lomu, zachycuje světlo v jádru prostřednictvím úplného vnitřního odrazu. Průměr pláště je obvykle 125 mikronů bez ohledu na velikost jádra.
• Materiál pufru - Tlumící materiál chrání prameny vláken před poškozením a vlhkostí. Mezi běžné možnosti patří teflon, PVC a polyethylen. Venkovní kabely vyžadují tlumicí materiály odolné proti vodě a povětrnostním vlivům. 
• Bunda - Vnější plášť poskytuje dodatečnou fyzickou a environmentální ochranu kabelu. Kabelové pláště jsou vyrobeny z materiálů jako PVC, HDPE a pancéřová ocel. Venkovní bundy musí odolat širokému rozsahu teplot, UV záření a oděru. 
• Vnitřní vs. venkovní - Kromě různých plášťů a nárazníků mají vnitřní a venkovní optické kabely odlišnou konstrukci. Venkovní kabely oddělují jednotlivá vlákna do volných trubic nebo těsných nárazníkových trubic v centrálním prvku, což umožňuje odvod vlhkosti. Vnitřní ploché kabely páskují a skládají vlákna pro vyšší hustotu. Venkovní kabely vyžadují správné uzemnění a další instalační úvahy o ochraně proti UV záření, kolísání teploty a zatížení větrem.

 

Na vyberte kabel z optických vláken, zvažte aplikaci, požadovanou šířku pásma a instalační prostředí. Jednovidové kabely jsou nejlepší pro komunikaci na dlouhé vzdálenosti s velkou šířkou pásma, jako jsou páteřní sítě. Vícerežimové kabely fungují dobře na krátké vzdálenosti a menší požadavky na šířku pásma v budovách. Vnitřní kabely nevyžadují pokročilé pláště ani voděodolnost, zatímco venkovní kabely používají pevnější materiály k ochraně před počasím a poškozením.  

 

Kabely:

 

Styl	Vlákno	Bufferu	Bunda	Hodnocení	editaci videa
Jednorežimový OS2	9/125 μm	Volná trubice	PVC	Krytý	Páteř areálu
Multimode OM3/OM4	50/125 μm	Těsný nárazník	OFNR	Venkovní	Datové centrum/kampus
obrněný	Single/multi-mode	Uvolněná zkumavka/těsný pufr	PE/polyuretan/ocelový drát	Venkovní/přímý pohřeb	Drsné prostředí
ADSS	Single-mode	Nebuštěný	Samonosná	Anténa	FTTA/póly/utilita
OPGW	Single-mode	Volná trubice	Samonosné/ocelové lana	Statika antény	Nadzemní elektrické vedení
Odhoďte kabely	Single/multi-mode	900μm/3mm podjednotky	PVC/plenum	Uvnitř venku	Připojení konečného zákazníka

  

Konektivita: 

 

Styl	Vlákno	Spojování	polský	Ukončení	editaci videa
LC	Single/multi-mode	PC/APC	Fyzický kontakt (PC) nebo úhel 8° (APC)	Jednovláknové nebo duplexní	Nejběžnější jedno/dvouvláknové konektory, aplikace s vysokou hustotou
MPO / MTP	Multi-režim (12/24 vlákno)	PC/APC	Fyzický kontakt (PC) nebo úhel 8° (APC)	Vícevláknové pole	40/100G konektivita, trunking, datová centra
SC	Single/multi-mode	PC/APC	Fyzický kontakt (PC) nebo úhel 8° (APC)	Simplexní nebo duplexní	Starší aplikace, některé sítě operátorů
ST	Single/multi-mode	PC/APC	Fyzický kontakt (PC) nebo úhel 8° (APC)	Simplexní nebo duplexní	Starší aplikace, některé sítě operátorů
MU	Single-mode	PC/APC	Fyzický kontakt (PC) nebo úhel 8° (APC)	Simplex	Drsné prostředí, vlákno do antény
spojové kryty/zásobníky	N / A	NA	NA	Fusion nebo mechanická	Přechod, obnova nebo střední rozpětí

 

Při výběru produktů z optických vláken se řiďte touto příručkou, abyste určili správný typ pro vaše aplikace a síťové prostředí. Chcete-li získat další podrobnosti o jakémkoli produktu, kontaktujte přímo výrobce nebo mi dejte vědět, jak mohu poskytnout další doporučení nebo pomoc s výběrem.

  

Kabely z optických vláken poskytují vyváženou sadu vlastností, které vyhovují síťovým potřebám v jakémkoli prostředí, pokud je vybrán správný typ na základě klíčových specifikací týkajících se aplikace, velikosti jádra, hodnocení pláště a místa instalace. Zohlednění těchto vlastností pomáhá zajistit maximální účinnost, ochranu a hodnotu.

Průmyslové standardy optických kabelů

Průmysl optických kabelů dodržuje různé standardy, aby byla zajištěna kompatibilita, spolehlivost a interoperabilita mezi různými součástmi a systémy. Tato část zkoumá některé klíčové průmyslové standardy, kterými se řídí optické kabely, a jejich význam pro zajištění bezproblémových komunikačních sítí.

 

• TIA/EIA-568: Standard TIA/EIA-568, vyvinutý Asociací telekomunikačního průmyslu (TIA) a Electronic Industries Alliance (EIA), poskytuje pokyny pro návrh a instalaci strukturovaných kabelážních systémů, včetně kabelů z optických vláken. Pokrývá různé aspekty, jako jsou typy kabelů, konektory, přenosový výkon a požadavky na testování. Soulad s tímto standardem zajišťuje konzistentní a spolehlivý výkon napříč různými síťovými instalacemi.
• ISO/IEC 11801: Norma ISO/IEC 11801 stanovuje požadavky na generické kabelážní systémy, včetně kabelů z optických vláken, v komerčních prostorách. Zahrnuje aspekty, jako je přenosový výkon, kategorie kabelů, konektory a instalační postupy. Soulad s tímto standardem zajišťuje interoperabilitu a konzistenci výkonu napříč různými kabelážními systémy.
• ANSI/TIA-598: Norma ANSI/TIA-598 poskytuje pokyny pro barevné kódování optických kabelů, specifikuje barevná schémata pro různé typy vláken, povlaky tlumičů a barvy konektorů. Tato norma zajišťuje jednotnost a usnadňuje identifikaci a párování optických kabelů během instalace, údržby a odstraňování problémů.
• ITU-T G.651: Standard ITU-T G.651 definuje charakteristiky a přenosové parametry pro vícevidová optická vlákna. Zahrnuje aspekty, jako je velikost jádra, profil indexu lomu a modální šířka pásma. Soulad s tímto standardem zajišťuje konzistentní výkon a kompatibilitu multimódových optických kabelů napříč různými systémy a aplikacemi.
• ITU-T G.652: Standard ITU-T G.652 specifikuje charakteristiky a přenosové parametry pro jednovidová optická vlákna. Zahrnuje aspekty, jako je útlum, disperze a mezní vlnová délka. Soulad s tímto standardem zajišťuje konzistentní a spolehlivý výkon jednovidových optických kabelů pro aplikace pro komunikaci na dlouhé vzdálenosti.

 

Dodržování těchto průmyslových standardů je zásadní pro udržení kompatibility, spolehlivosti a výkonu v instalacích optických kabelů. Shoda zajišťuje, že kabely, konektory a síťové komponenty od různých výrobců mohou bez problémů spolupracovat, což zjednodušuje návrh sítě, instalaci a procesy údržby. Usnadňuje také interoperabilitu a poskytuje společný jazyk pro komunikaci mezi profesionály v oboru.

 

Zatímco toto je jen několik průmyslových standardů pro kabely z optických vláken, jejich význam nelze přeceňovat. Dodržováním těchto standardů mohou návrháři sítí, instalátoři a operátoři zajistit integritu a kvalitu infrastruktury optických vláken a podporovat efektivní a spolehlivé komunikační sítě.

 

Přečtěte si také: Demystifikování standardů optických kabelů: Komplexní průvodce

Konstrukce kabelu z optických vláken a přenos světla

Kabely z optických vláken jsou vyrobeny ze dvou soustředných vrstev taveného oxidu křemičitého, ultračistého skla s vysokou průhledností. Vnitřní jádro má vyšší index lomu než vnější plášť, což umožňuje vedení světla podél vlákna úplným vnitřním odrazem.  

 

Sestava optického kabelu se skládá z následujících částí:

 

Komponenty a konstrukce kabelu z optických vláken určují jeho vhodnost pro různé aplikace a instalační prostředí. Mezi klíčové aspekty konstrukce kabelu patří:

 

• Velikost jádra - Vnitřní skleněné vlákno, které přenáší optické signály. Běžné velikosti jsou 9/125 μm, 50/125 μm a 62.5/125 μm. 9/125μm jednovidové vlákno má úzké jádro pro běhy na dlouhé vzdálenosti s velkou šířkou pásma. 50/125μm a 62.5/125μm multimódové vlákno má širší jádra pro kratší spojení, když není vyžadována velká šířka pásma. 
• Vyrovnávací trubice - Plastové povlaky, které obklopují vlákna vláken pro ochranu. Vlákna lze seskupit do samostatných vyrovnávacích trubic pro organizaci a izolaci. Trubky pufru také udržují vlhkost pryč od vláken. Používají se volná a těsná tlumicí trubice. 
• Členové síly - Aramidové příze, tyče ze skleněných vláken nebo ocelové dráty obsažené v jádru kabelu zajišťují pevnost v tahu a zabraňují namáhání vláken během instalace nebo změn prostředí. Pevnostní prvky snižují prodloužení a umožňují vyšší tahové napětí při instalaci kabelu.
• Plniva - Zvláštní vycpávka nebo výplň, často vyrobená ze skleněných vláken, přidaná do jádra kabelu, aby poskytla odpružení a udělala kabel kulatým. Výplně jednoduše zabírají místo a nepřidávají žádnou sílu ani ochranu. Zahrnuje se pouze podle potřeby pro dosažení optimálního průměru kabelu. 
• Vnější plášť - Vrstva plastu, která obklopuje jádro kabelu, výplně a pevnostní prvky. Bunda chrání proti vlhkosti, oděru, chemikáliím a dalšímu poškození životního prostředí. Běžnými materiály pláště jsou HDPE, MDPE, PVC a LSZH. Kabel určený pro venkovní použití používá silnější pláště odolné proti UV záření, jako je polyethylen nebo polyuretan. 
• Brnění - Dodatečný kovový kryt, obvykle ocelový nebo hliníkový, přidaný přes plášť kabelu pro maximální mechanickou ochranu a ochranu proti hlodavcům. Pancéřovaný kabel z optických vláken se používá při instalaci v nepříznivých podmínkách s možným poškozením. Brnění výrazně zvyšuje hmotnost a snižuje flexibilitu, takže se doporučuje pouze v případě potřeby. 
• uvolňovací šňůra - Nylonová šňůra pod vnějším pláštěm, která umožňuje snadné sejmutí pláště během zakončení a konektorování. Pouhým zatažením za uvolňovač se bunda rozdělí, aniž by došlo k poškození vláken pod ní. Ripcord není součástí všech typů optických kabelů. 

 

Specifická kombinace těchto konstrukčních součástí vytváří kabel z optických vláken optimalizovaný pro zamýšlené provozní prostředí a požadavky na výkon. Integrátoři si mohou vybrat z řady typů kabelů pro jakoukoli síť z optických vláken. 

 

Další informace: Komponenty optických kabelů: Úplný seznam a vysvětlení

 

Když je světlo přenášeno do jádra optického vlákna, odráží se od rozhraní pláště v úhlech větších, než je kritický úhel, a nepřetržitě prochází vláknem. Tento vnitřní odraz po délce vlákna umožňuje zanedbatelné ztráty světla na velké vzdálenosti.

 

Rozdíl indexu lomu mezi jádrem a pláštěm, měřený numerickou aperturou (NA), určuje, kolik světla může vstoupit do vlákna a kolik úhlů se bude vnitřně odrážet. Vyšší NA umožňuje vyšší akceptaci světla a úhly odrazu, nejlépe na krátké vzdálenosti, zatímco nižší NA má nižší akceptaci světla, ale může přenášet s menším útlumem na delší vzdálenosti.

 

Konstrukce a přenosové vlastnosti optických kabelů umožňují bezkonkurenční rychlost, šířku pásma a dosah sítí z optických vláken. Bez elektrických komponent poskytuje vláknová optika ideální platformu s otevřeným přístupem pro digitální komunikaci a umožňuje budoucí technologie. Pochopení toho, jak lze světlo optimalizovat pro cestování kilometrů v rámci skleněného vlákna tenkého jako lidský vlas, je klíčem k odemknutí potenciálu systémů optických vláken.

Historie optických kabelů

Vývoj optických kabelů začal v 1960. letech 1966. století vynálezem laseru. Vědci zjistili, že laserové světlo může být přenášeno na velké vzdálenosti přes tenké proužky skla. V roce XNUMX Charles Kao a George Hockham teoretizovali, že skleněná vlákna lze použít k přenosu světla na velké vzdálenosti s nízkou ztrátou. Jejich práce položila základ pro moderní technologii optických vláken.

 

V roce 1970 výzkumníci z Corning Glass Robert Maurer, Donald Keck a Peter Schultz vynalezli první optické vlákno s dostatečně nízkými ztrátami pro komunikační aplikace. Vytvoření tohoto vlákna umožnilo výzkum využití vláknové optiky pro telekomunikace. V následujícím desetiletí začaly společnosti vyvíjet komerční telekomunikační systémy z optických vláken. 

 

V roce 1977 společnost General Telephone and Electronics vyslala první živý telefonní provoz prostřednictvím optických kabelů do Long Beach v Kalifornii. Tato zkouška prokázala životaschopnost telekomunikací z optických vláken. V průběhu 1980. let 1980. století propojovaly společnosti pracující na zavádění dálkových sítí optických vláken velká města v USA a Evropě. Koncem 1990. a začátkem XNUMX. let začaly veřejné telefonní společnosti nahrazovat tradiční měděné telefonní linky kabely z optických vláken.

 

Mezi klíčové inovátory a průkopníky v technologii optických vláken patří Narinder Singh Kapany, Jun-ichi Nishizawa a Robert Maurer. Kapany je známý jako „otec vláknové optiky“ za svou práci v 1950. a 1960. letech 1953. století na vývoji a implementaci technologie optických vláken. Nishizawa vynalezl první optický komunikační systém v roce XNUMX. Maurer vedl tým Corning Glass, který vynalezl první nízkoztrátové optické vlákno umožňující moderní komunikaci z optických vláken.  

 

Vývoj kabelů z optických vláken způsobil revoluci v globální komunikaci a umožnil vysokorychlostní internet a globální informační sítě, které dnes máme. Technologie optických vláken propojila svět tím, že umožnila přenos obrovského množství dat po celém světě během několika sekund.

 

Závěrem lze říci, že díky letité práci vědců a výzkumníků byly kabely z optických vláken vyvinuty a optimalizovány pro přenos světelných signálů na velké vzdálenosti. Jejich vynález a komercializace změnily svět tím, že umožnily nové metody globální komunikace a přístupu k informacím.

Stavební kameny optické konektivity  

V jádru je síť z optických vláken tvořena několika základními částmi, které se vzájemně propojují a vytvářejí infrastrukturu pro přenos a příjem dat prostřednictvím světelných signálů. Mezi základní komponenty patří:   

 

• Kabely z optických vláken, jako je Unitube Light-Armored Cable (GYXS/GYXTW) nebo Unitube Non-metallic Micro Cable (JET), obsahují tenké prameny skleněného nebo plastového vláknitého materiálu a poskytují cestu, po které se signály šíří. Typy kabelů zahrnují singlemode, multimode, hybridní kabel z optických vláken a distribuční kabely. Faktory výběru jsou režim/počet vláken, konstrukce, způsob instalace a síťová rozhraní. Optická vlákna jsou tenké, pružné prameny skla nebo plastu, které fungují jako médium pro přenos světelných signálů na velké vzdálenosti. Jsou navrženy tak, aby minimalizovaly ztráty signálu a zachovaly integritu přenášených dat.
• Světelný zdroj: Světelný zdroj, typicky laser nebo LED (Light Emitting Diode), se používá ke generování světelných signálů, které jsou přenášeny přes optická vlákna. Světelný zdroj musí být schopen produkovat stabilní a konzistentní světelný výkon, aby byl zajištěn spolehlivý přenos dat.
• Konektivní komponenty: tyto komponenty propojují kabely se zařízením a umožňují propojování. Konektory jako LC, SC a MPO spojují vlákna vláken s porty zařízení a kabely. Adaptéry jako adaptér z optických vláken/příruba spojky/rychlý optický konektor spojují konektory v propojovacích panelech. Propojovací kabely předem zakončené konektory vytvářejí dočasné spoje. Konektivita přenáší světelné signály mezi kabely, vybavením a propojovacími kabely podél linky. Přizpůsobte typy konektorů potřebám instalace a portům zařízení.  
• Konektory: Konektory se používají ke spojení jednotlivých optických vláken dohromady nebo k připojení vláken k dalším síťovým komponentům, jako jsou přepínače nebo směrovače. Tyto konektory zajišťují bezpečné a přesné připojení pro zachování integrity přenášených dat.
• Připojovací hardware: Patří sem zařízení, jako jsou propojovací panely, spojovací skříně a ukončovací krabice. Tyto hardwarové komponenty poskytují pohodlný a organizovaný způsob správy a ochrany optických vláken a jejich připojení. Pomáhají také při odstraňování problémů a údržbě sítě.
• Skříně, jako jsou samostatné vláknové skříně, vláknové skříně pro montáž do racku nebo nástěnné vláknové skříně, poskytují ochranu pro propojení vláken a prověšená/smyčková vlákna s možností vysoké hustoty. Prověšené žlaby a vodítka vláken uchovávají přebytečné délky kabelů. Skříně chrání před riziky životního prostředí a organizují vysoký objem vláken. 
• Transceivery: Transceivery, známé také jako optické moduly, slouží jako rozhraní mezi sítí z optických vláken a dalšími síťovými zařízeními, jako jsou počítače, přepínače nebo směrovače. Převádějí elektrické signály na optické signály pro přenos a naopak, což umožňuje bezproblémovou integraci mezi sítěmi z optických vláken a tradičními sítěmi na bázi mědi.
• Opakovače/zesilovače: Signály z optických vláken se mohou na dlouhé vzdálenosti zhoršovat v důsledku útlumu (ztráta síly signálu). Opakovače nebo zesilovače se používají k regeneraci a zesílení optických signálů v pravidelných intervalech, aby byla zajištěna jejich kvalita a spolehlivost.
• Přepínače a směrovače: Tato síťová zařízení jsou zodpovědná za řízení toku dat v rámci optické sítě. Switche usnadňují komunikaci v rámci lokální sítě, zatímco routery umožňují výměnu dat mezi různými sítěmi. Pomáhají řídit provoz a zajišťují efektivní přenos dat.
• Ochranné mechanismy: Optické sítě mohou zahrnovat různé ochranné mechanismy, jako jsou redundantní cesty, záložní zdroje napájení a záložní úložiště dat, aby byla zajištěna vysoká dostupnost a spolehlivost dat. Tyto mechanismy pomáhají minimalizovat prostoje sítě a chrání před ztrátou dat v případě selhání nebo přerušení.
• Testovací zařízení, jako jsou OTDR a optické měřiče výkonu, měří výkon pro zajištění správného přenosu signálu. OTDR ověřují instalaci kabelu a lokalizují problémy. Elektroměry kontrolují ztrátu připojení. Produkty pro správu infrastruktury pomáhají při dokumentaci, označování, plánování a odstraňování problémů.   

 

Tyto komponenty spolupracují a vytvářejí robustní a vysokorychlostní síťovou infrastrukturu z optických vláken, která umožňuje rychlý a spolehlivý přenos dat na velké vzdálenosti.

 

Spojením komponent spolu se správnou instalací, ukončováním, spojováním a propojováním technik umožňuje přenos optického signálu pro data, hlas a video napříč areály, budovami a síťovým vybavením. Pochopení požadavků na rychlost přenosu dat, rozpočty ztrát, růst a prostředí určuje potřebnou kombinaci kabelů, konektivity, testování a krytů pro jakoukoli síťovou aplikaci. 

Možnosti optických kabelů  

Kabely z optických vláken poskytují fyzické přenosové médium pro směrování optických signálů na krátké až dlouhé vzdálenosti. Pro připojení síťových zařízení, klientských zařízení a telekomunikační infrastruktury je k dispozici několik typů. Faktory, jako je instalační prostředí, režim a počet vláken, typy konektorů a přenosová rychlost, určují, která konstrukce optického kabelu je pro každou aplikaci správná.  

 

Měděné kabely, jako jsou datové měděné kabely CAT5E nebo datové měděné kabely CAT6, obsahují vláknové prameny spojené s měděnými páry, což je užitečné tam, kde je vyžadováno připojení optického i měděného kabelu v jednom kabelu. Možnosti zahrnují simplexní/zipový kabel, duplexní, distribuční a breakout kabely.

 

Pancéřované kabely obsahují různé výztužné materiály pro ochranu před poškozením nebo extrémním prostředím. Typy zahrnují Stranded Loose Tube Nekovový pevnostní člen Pancéřovaný kabel (GYFTA53(GYTS/GYTA) s trubicemi plněnými gelem a ocelovými výztuhami pro použití v kampusu. Zámkové pancéřování nebo vlnitá ocelová páska poskytují extrémní ochranu proti hlodavcům/bleskům.  

 

Drop Cables se používají pro konečné připojení z distribuce do míst. Možnosti, jako je samonosný padací kabel typu Bow (GJYXFCH), Nebo Obloukový padací kabel (GJXFH) nevyžadují podporu vlákna. Stahovací kabel typu Strenath Bow (GJXFA) má zesílené pevnostní prvky. Obloukový padací kabel pro potrubí (GJYXFHS) pro instalaci potrubí. Letecké možnosti zahrnují Obrázek 8 Kabel (GYTC8A) nebo Dielektrický samonosný anténní kabel (ADSS).

 

Mezi další možnosti pro vnitřní použití patří Unitube Light-Armored Cable (GYXS/GYXTW), Unitube nekovový mikro kabel (PROUD) nebo Stranded Loose Tube Nekovový pevnostní člen Nepancéřovaný kabel (GYFTY). Hybridní optické kabely obsahují vlákno a měď v jednom plášti. 

 

Výběr kabelu z optických vláken, jako je samonosný kabel typu Bow (GJYXFCH), začíná určením způsobu instalace, prostředí, typu vlákna a potřebného počtu. Specifikace pro konstrukci kabelu, stupeň plamene/deformace, typ konektoru a tažné napětí musí odpovídat zamýšlenému použití a trase. 

 

Správné nasazení, ukončení, spojování, instalace a testování optických kabelů certifikovanými techniky umožňuje přenosy s velkou šířkou pásma přes FTTx, metro a dálkové sítě. Nové inovace zlepšují konektivitu vláken a zvyšují hustotu vláken v menších kompozitních kabelech necitlivých na ohyb pro budoucnost.

  

Hybridní kabely obsahují měděné páry i vlákna vláken v jednom plášti pro aplikace vyžadující hlasové, datové a vysokorychlostní připojení. Počty mědi/vlákna se liší v závislosti na potřebách. Používá se pro spádové instalace v MDU, nemocnicích, školách, kde je možný pouze jeden kabel.

 

Další možnosti, jako je obrázek 8 a kulaté anténní kabely, jsou plně dielektrické nebo mají výztužné členy ze skelných vláken/polymeru pro anténní instalace, které nepotřebují ocelové výztuhy. Mohou být také použity volné trubky, centrální jádro a ploché kabely.

 

Výběr kabelu s optickými vlákny začíná určením instalačního prostředí a úrovně potřebné ochrany, poté počtem vláken a typem potřebným pro podporu současných i budoucích požadavků na šířku pásma. Specifikace typů konektorů, konstrukce kabelu, hořlavosti, deformace/nárazu a tahu musí odpovídat zamýšlené trase a použití. Výběr renomovaného výrobce kabelů vyhovujících standardům a ověření, zda jsou všechny výkonnostní charakteristiky správně dimenzovány pro instalační prostředí, zajistí kvalitní optickou infrastrukturu s optimálním přenosem signálu. 

 

Kabely z optických vláken poskytují základ pro budování vysokorychlostních optických sítí, ale pro správné zakončení, spojování, instalaci a testování vyžadují zkušené a certifikované techniky. Při nasazení s kvalitními propojovacími komponenty do dobře navržené infrastruktury umožňují kabely z optických vláken širokopásmové přenosy přes sítě metra, dálkových sítí a FTTx, což přináší revoluci v komunikaci pro datové, hlasové a video aplikace po celém světě. Nové inovace v oblasti menších kabelů, vyšší hustoty vláken, kompozitních konstrukcí a vláken necitlivých na ohyb pokračují ve zlepšování konektivity vláken do budoucna.

 

Můžete také zajímat:

 

• Dovoz optických kabelů z Číny: Jak na to a nejlepší tipy
• 4 nejlepší výrobci optických kabelů v Turecku, které je třeba sledovat
• 5 nejlepších dodavatelů optických kabelů na Filipínách
• Top 5 výrobců optických kabelů v Malajsii

Optická konektivita

Komponenty konektivity poskytují prostředky pro propojení kabelů z optických vláken se síťovým zařízením a vytváření propojovacích spojení prostřednictvím panelů a kazet. Možnosti konektorů, adaptérů, propojovacích kabelů, přepážek a propojovacích panelů umožňují propojení mezi zařízeními a umožňují rekonfiguraci optických infrastruktur podle potřeby. Výběr konektivity vyžaduje přizpůsobení typů konektorů typům kabelů a portům zařízení, specifikacím ztrát a trvanlivosti síťovým požadavkům a potřebám instalace.

 

Konektory: Konektory ukončují vlákna vláken pro připojení kabelů k portům zařízení nebo jiným kabelům. Běžné typy jsou:

 

• LC (lucentní konektor): Zirkonová objímka 1.25 mm. Pro patch panely, media konvertory, transceivery. Nízká ztráta a vysoká přesnost. Spárováno s LC konektory. 
• SC (předplatitelský konektor): 2.5mm objímka. Robustní, pro delší odkazy. Spárováno s SC konektory. Pro kampusové sítě, telco, průmyslové.
• ST (přímý hrot): 2.5mm objímka. K dispozici jsou simplexní nebo duplexní klipy. Telco standard, ale určitá ztráta. Spárováno s konektory ST. 
• MPO (Multi-fiber Push On): Páskový konektor samec pro paralelní optiku. Možnosti 12 nebo 24 vláken. Pro datová centra s vysokou hustotou, 40G/100G Ethernet. Spárováno s konektory MPO samice. 
• MTP - Variace MPO od US Conec. Kompatibilní s MPO.
• SMA (SubMiniature A): 2.5mm objímka. Pro testovací zařízení, přístrojové vybavení, lékařské přístroje. Pro datové sítě se běžně nepoužívá.

 

Přečtěte si také: Komplexní průvodce optickými konektory

 

Přepážky se montují do zařízení, panelů a nástěnných zásuvek pro bezpečné propojení konektorů. Možnosti zahrnují simplexní, duplexní, maticové nebo vlastní konfigurace se zásuvkovými konektorovými porty, které se spojí s propojovacími kabely nebo propojovacími kabely stejného typu konektoru.

 

Adaptéry spojují dva konektory stejného typu. Konfigurace jsou simplexní, duplexní, MPO a vlastní pro vysokou hustotu. Montáž do vláknových propojovacích panelů, distribučních rámů nebo krytů nástěnných zásuvek, aby se usnadnilo křížové propojení a rekonfigurace. 

 

Propojovací kabely předem zakončené konektory vytvářejí dočasné propojení mezi zařízením nebo v rámci propojovacích panelů. Dostupné v singlemode, multimode nebo kompozitních kabelech pro různé rozsahy. Standardní délky od 0.5 do 5 metrů s vlastními délkami na vyžádání. Vyberte typ vlákna, konstrukci a typy konektorů tak, aby odpovídaly potřebám instalace. 

 

Patch Panely poskytují konektivitu pro vlákna vláken na centralizovaném místě, což umožňuje křížová propojení a přesuny/přidání/změny. Možnosti zahrnují:

 

• Standardní patch panely: 1U až 4U, pojme 12 až 96 vláken nebo více. Možnosti adaptéru LC, SC, MPO. Pro datová centra, budování propojení. 
• Úhlové patch panely: Stejné jako standard, ale pod úhlem 45° pro viditelnost/dostupnost. 
• MPO/MTP kazety: Zasuňte do propojovacích panelů 1U až 4U. Každý obsahuje 12-vláknové MPO konektory, které lze rozdělit na jednotlivá vlákna pomocí LC/SC adaptérů nebo propojit více MPO/MTP svazků. Vysoká hustota, pro 40G/100G Ethernet. 
• Vláknové distribuční stojany a rámy: Větší půdorys, vyšší počet portů než patch panely. Pro hlavní křížová propojení, centrály telco/ISP.

 

V vláknových krytech jsou umístěny propojovací panely, správa prověšení a spojovací zásobníky. Možnost montáže do racku, na stěnu a samostatné možnosti s různým počtem portů/stopou. Ekologicky kontrolované nebo nekontrolované verze. Zajistěte organizaci a ochranu pro propojení vláken. 

 

MTP/MPO svazky (svazky) spojují MPO konektory pro paralelní přenos v sítích 40/100G. Varianty typu žena na ženu a žena na muže s 12- nebo 24-vláknovou konstrukcí.

 

Správné nasazení komponentů kvalitního připojení kvalifikovanými techniky je klíčem k optimálnímu výkonu a spolehlivosti v optických sítích. Výběr komponent, které odpovídají potřebám instalace a síťovému vybavení, umožní infrastrukturu s vysokou hustotou s podporou starších a nově vznikajících aplikací. Nové inovace v oblasti menších tvarových faktorů, vyšší hustoty vláken/konektorů a rychlejších sítí zvyšují požadavky na optickou konektivitu a vyžadují škálovatelná řešení a přizpůsobivé návrhy. 

 

Konektivita představuje základní stavební blok pro sítě z optických vláken, které umožňují rozhraní mezi kabelovými trasami, křížovým propojením a síťovým zařízením. Specifikace týkající se ztráty, trvanlivosti, hustoty a rychlosti přenosu dat určují správnou kombinaci konektorů, adaptérů, propojovacích kabelů, panelů a svazků pro vytváření optických spojů, které se přizpůsobí budoucím potřebám šířky pásma.

Distribuční systémy z optických vláken

Kabely z optických vláken vyžadují kryty, skříně a rámy pro uspořádání, ochranu a zajištění přístupu k pramenům vláken. Mezi klíčové součásti systému distribuce vláken patří:

 

1. Vláknové obaly - Krabice odolné vůči povětrnostním vlivům umístěné podél kabelové trasy pro umístění spojů, uložení volných kabelů a koncových nebo přístupových bodů. Kryty chrání prvky před poškozením prostředím a zároveň umožňují nepřetržitý přístup. Běžné jsou kryty pro montáž na stěnu a na sloup. 
2. Vláknové rozvodné skříně - Skříně obsahují propojovací panely z optických vláken, spojovací zásobníky, úložiště volných vláken a propojovací kabely pro propojovací bod. Skříně jsou k dispozici jako vnitřní nebo venkovní/tvrzené jednotky. Venkovní skříně poskytují stabilní prostředí pro citlivá zařízení v náročných podmínkách.
3. Vláknové rozvodné rámy - Větší distribuční jednotky obsahující vícevláknové propojovací panely, vertikální a horizontální vedení kabelů, spojovací skříně a kabeláž pro aplikace křížového propojení s vysokou hustotou vláken. Distribuční rámce podporují páteřní sítě a datová centra.
4. Fiber patch panely - Panely obsahují vícevláknové adaptéry pro zakončení vláken optických kabelů a připojení propojovacích kabelů. Naložené panely se zasouvají do optických skříní a rámů pro vzájemné propojení a distribuci vláken. Adaptérové ​​panely a kazetové panely jsou dva běžné typy.  
5. Spojovací podnosy - Modulární zásobníky, které organizují jednotlivé spoje vláken pro ochranu a skladování. Vícenásobné zásobníky jsou umístěny ve skříních a rámech z vláken. Zásobníky na spojování umožňují, aby přebytečné uvolněné vlákno zůstalo po spojování pro flexibilitu pohybu/přidávání/změny bez opětovného spojování. 
6. Prověšené cívky - Rotující cívky nebo cívky namontované v distribučních jednotkách vláken pro uložení přebytečných nebo náhradních délek optických kabelů. Prověšené cívky zabraňují tomu, aby vlákno překročilo minimální poloměr ohybu, a to i při procházení těsnými prostory skříní a skříní. 
7. Patch kabely - Délky vláknových kabelů trvale zakončených na obou koncích konektory pro zajištění flexibilního propojení mezi propojovacími panely, porty zařízení a dalšími koncovými body. Patch kabely umožňují v případě potřeby rychlé změny optických spojů. 

 

Komponenty pro připojení optických vláken spolu s ochrannými kryty a skříněmi vytvářejí integrovaný systém pro distribuci vláken mezi síťová zařízení, uživatele a zařízení. Při navrhování vláknových sítí musí integrátoři kromě samotného optického kabelu vzít v úvahu všechny potřeby infrastruktury. Správně vybavený distribuční systém podporuje výkon optických vláken, poskytuje přístup a flexibilitu a prodlužuje životnost optických sítí. 

Aplikace optických kabelů 

Optické sítě se staly páteří moderních telekomunikačních systémů, které poskytují vysokorychlostní přenos dat a konektivitu v mnoha oblastech.

 

Jednou z nejvýznamnějších aplikací optických kabelů je telekomunikační infrastruktura. Optické sítě umožnily vysokorychlostní širokopásmové připojení pro internet a telefonní služby po celém světě. Velká šířka pásma optických kabelů umožňuje rychlý přenos hlasu, dat a videa. Velké telekomunikační společnosti investovaly značné prostředky do budování globálních sítí z optických vláken.

 

Senzory z optických vláken mají mnoho využití v lékařství a zdravotnictví. Mohou být integrovány do chirurgických nástrojů, aby poskytovaly zvýšenou přesnost, vizualizaci a kontrolu. Senzory z optických vláken se také používají k monitorování vitálních funkcí kriticky nemocných pacientů a dokážou detekovat změny nepostřehnutelné lidskými smysly. Lékaři zkoumají použití senzorů z optických vláken k neinvazivní detekci nemocí pomocí analýzy vlastností světla procházejícího tkáněmi pacientů.

 

Armáda používá kabely z optických vláken pro bezpečnou komunikaci a technologie snímání. Letadla a vozidla často používají optická vlákna ke snížení hmotnosti a elektrického rušení. Gyroskopy z optických vláken poskytují přesná navigační data pro naváděcí systémy. Armáda také používá distribuované snímání optických vláken k monitorování rozsáhlých oblastí půdy nebo staveb pro jakékoli poruchy, které by mohly naznačovat nepřátelskou aktivitu nebo strukturální poškození. Některé bojové letouny a pokročilé zbraňové systémy spoléhají na optická vlákna. 

 

Osvětlení pomocí optických vláken využívá k přenosu světla optické kabely pro dekorativní aplikace, jako je náladové osvětlení v domácnostech nebo reflektory v muzeích. Jasné, energeticky účinné světlo lze pomocí filtrů a čoček manipulovat do různých barev, tvarů a dalších efektů. Osvětlení z optických vláken také generuje velmi málo tepla ve srovnání se standardním osvětlením, snižuje náklady na údržbu a má mnohem delší životnost.    

 

Monitorování stavu konstrukce využívá senzory z optických vláken k detekci změn nebo poškození v budovách, mostech, přehradách, tunelech a další infrastruktuře. Senzory mohou měřit vibrace, zvuky, změny teploty a nepatrné pohyby neviditelné pro lidské inspektory, aby identifikovaly potenciální problémy před úplným selháním. Cílem tohoto monitorování je zlepšit veřejnou bezpečnost tím, že se zabrání katastrofickým stavebním kolapsům. Senzory z optických vláken jsou pro tuto aplikaci ideální díky své přesnosti, absenci rušení a odolnosti vůči faktorům prostředí, jako je koroze.     

Kromě výše uvedených aplikací existuje mnoho dalších případů použití, kde vláknová optika vyniká v různých odvětvích a nastaveních, jako například:

 

• Distribuční síť Campus
• Síť datových center
• Průmyslová optická síť
• Vlákno do antény (FTTA)
• sítě FTTx
• 5G bezdrátové sítě
• Telekomunikační sítě
• Sítě kabelové televize
• atd.

 

Pokud vás zajímá více, uvítejte tento článek: Aplikace optických kabelů: Úplný seznam a vysvětlení (2023)

Optické kabely vs. měděné kabely 

Nabídka optických kabelů významné výhody oproti tradičním měděným kabelům pro přenos informací. Nejvýraznějšími výhodami jsou vyšší šířka pásma a vyšší rychlost. Přenosová vedení z optických vláken jsou schopna přenést mnohem více dat než měděné kabely stejné velikosti. Jediný optický kabel může přenášet několik terabitů dat za sekundu, což je dostatečná šířka pásma pro streamování tisíců filmů ve vysokém rozlišení najednou. Tyto schopnosti umožňují optickým vláknům splnit rostoucí požadavky na datovou, hlasovou a video komunikaci.

 

Optické kabely také umožňují rychlejší připojení k internetu a rychlost stahování pro domácnosti a firmy. Zatímco měděné kabely jsou omezeny na maximální rychlost stahování asi 100 megabitů za sekundu, připojení optických vláken může u domácích služeb překročit 2 gigabity za sekundu – 20krát rychlejší. Díky optickým vláknům je ultrarychlý širokopásmový přístup k internetu široce dostupný v mnoha částech světa. 

 

Kabely z optických vláken jsou lehčí, kompaktnější, trvanlivější a odolnější vůči povětrnostním vlivům než měděné kabely. Nejsou ovlivněny elektromagnetickým rušením a nevyžadují žádné zesílení signálu pro přenos na velké vzdálenosti. Sítě z optických vláken mají také životnost více než 25 let, mnohem delší než sítě měděné, které vyžadují výměnu po 10–15 letech. Vzhledem ke své nevodivé a nehořlavé povaze představují kabely z optických vláken méně bezpečnostních a požárních rizik.

 

Zatímco optické kabely mívají vyšší počáteční náklady, často poskytují úspory po dobu životnosti sítě ve snížení nákladů na údržbu a provoz a také vyšší spolehlivosti. Náklady na optické komponenty a připojení také v posledních několika desetiletích prudce klesly, takže optické sítě jsou finančně životaschopnou volbou pro velké i malé komunikační potřeby. 

 

Stručně řečeno, ve srovnání s tradiční mědí a jinými přenosovými médii se kabely z optických vláken mohou pochlubit významnými technickými výhodami pro vysokorychlostní, dálkové a vysokokapacitní přenosy informací, jakož i ekonomickými a praktickými výhodami pro komunikační sítě a aplikace. Tyto vynikající vlastnosti vedly k rozsáhlému nahrazení měděné infrastruktury optickými vlákny v mnoha technologických odvětvích.  

Instalace optických kabelů

Instalace optických kabelů vyžaduje správnou manipulaci, spojování, spojování a testování, aby se minimalizovaly ztráty signálu a zajistil se spolehlivý výkon. Spojování optických vláken spojuje dvě vlákna dohromady tak, že je roztaví a spojí je dokonale zarovnané, aby pokračovalo v přenosu světla. Mechanické spoje a fúzní spoje jsou dvě běžné metody, přičemž fúzní spoje poskytují nižší ztráty světla. Zesilovače optických vláken se také používají na velké vzdálenosti k zesílení signálu, aniž by bylo nutné převádět světlo zpět na elektrický signál.

 

Optické konektory se používají k připojení a odpojení kabelů na křižovatkách a rozhraních zařízení. Správná instalace konektorů je zásadní pro minimalizaci zpětného odrazu a ztráty energie. Mezi běžné typy konektorů z optických vláken patří konektory ST, SC, LC a MPO. Optické vysílače, přijímače, přepínače, filtry a rozbočovače jsou také instalovány v optických sítích pro směrování a zpracování optických signálů.      

 

Bezpečnost je důležitým hlediskem při instalaci komponent z optických vláken. Laserové světlo přenášené kabely z optických vláken může způsobit trvalé poškození zraku. Je třeba dodržovat náležitou ochranu očí a pečlivé postupy při manipulaci. Kabely musí být přiměřeně zajištěny a chráněny, aby se zabránilo zamotání, zauzlování nebo zlomení, které by mohlo způsobit nepoužitelnost kabelu. Venkovní kabely mají extra izolaci odolnou vůči povětrnostním vlivům, ale stále vyžadují správné instalační specifikace, aby nedošlo k poškození životního prostředí.

 

Instalace optických vláken vyžaduje před nasazením důkladné čištění, kontrolu a testování všech součástí. I malé nedokonalosti nebo nečistoty na konektorech, spojovacích bodech nebo pláštích kabelů mohou rušit signály nebo umožnit pronikání faktorů prostředí. Testování optických ztrát a testování měřiče výkonu během procesu instalace zajišťuje, že systém bude fungovat s dostatečnými rezervami výkonu pro požadovanou vzdálenost a přenosovou rychlost.    

 

Instalace infrastruktury s optickými vlákny vyžaduje technické dovednosti a zkušenosti, aby bylo správně dokončeno při zajištění vysoké spolehlivosti a minimalizaci budoucích problémů. Mnoho technologických společností a dodavatelů kabeláže nabízí služby instalace optických vláken, aby zvládly tyto náročné a technické požadavky na zřizování sítí s optickými vlákny ve velkém i malém měřítku. Se správnými technikami a odbornými znalostmi mohou kabely z optických vláken při správné instalaci poskytovat jasný přenos signálu po mnoho let. 

Zakončování optických kabelů

Zakončování optických kabelů zahrnuje připojení konektorů ke kabelům pro umožnění propojení mezi síťovým zařízením nebo v rámci propojovacích panelů. Proces ukončení vyžaduje přesnost a správnou techniku, aby se minimalizovaly ztráty a optimalizoval výkon připojení. Mezi běžné kroky ukončení patří:

 

1. Odstraňte plášť kabelu a veškeré vyztužení a odkryjte holé prameny vláken. Změřte přesnou potřebnou délku a znovu pevně uzavřete všechna nepoužitá vlákna, abyste se vyhnuli vlhkosti/kontaminaci.  
2. Určete typ vlákna (singlemode/multimode) a specifikace velikosti (SMF-28, OM1 atd.). Vyberte si kompatibilní konektory jako LC, SC, ST nebo MPO navržené pro singlemode nebo multimode. Přizpůsobte velikosti dutinek konektoru průměrům vláken. 
3. Vyčistěte a odizolujte vlákno na přesnou délku potřebnou pro typ konektoru. Řezy provádějte opatrně, aby nedošlo k poškození vlákna. Znovu vyčistěte povrch vlákna, abyste odstranili veškeré nečistoty. 
4. Naneste epoxidovou nebo leštitelnou vláknitou směs (pro vícevláknové MPO) na koncovou plochu ferule konektoru. Vzduchové bubliny by neměly být vidět. U předleštěných konektorů jednoduše očistěte a zkontrolujte koncovou plochu ferule.
5. Opatrně zasuňte vlákno do objímky konektoru se správným zvětšením. Objímka musí podpírat konec vlákna na jeho koncové ploše. Vlákno by nemělo vyčnívat z čelní strany.  
6. Vytvrzujte epoxidovou nebo leštící směs podle pokynů. U epoxidu to většinou trvá 10-15 minut. Alternativně může být požadováno tepelné vytvrzování nebo UV vytvrzování na základě specifikací produktu. 
7. Zkontrolujte koncovou plochu pod velkým zvětšením, abyste si ověřili, že vlákno je vystředěno a mírně vyčnívá z konce objímky. U předleštěných konektorů jednoduše před spojením znovu zkontrolujte koncovou plochu, zda neobsahuje nečistoty nebo poškození. 
8. Před nasazením otestujte dokončené ukončení, abyste zajistili optimální výkon. Pro potvrzení přenosu signálu přes nové připojení použijte alespoň vizuální tester kontinuity vláken. OTDR lze také použít k měření ztrát a lokalizaci jakýchkoli problémů. 
9. Dodržujte správné postupy čištění a kontroly koncových ploch konektoru po spojení, abyste zabránili ztrátě signálu nebo poškození zařízení nečistotami. Krytky by měly chránit nezapojené konektory. 

 

S praxí a správnými nástroji/materiály je dosažení nízkoztrátových zakončení rychlé a konzistentní. Vzhledem k požadované přesnosti se však doporučuje, aby certifikovaní technici optických vláken dokončili ukončení na kritických širokopásmových síťových spojích, kdykoli je to možné, aby byl zajištěn maximální výkon a doba provozuschopnosti systému. Pro připojení optických vláken jsou důležité dovednosti a zkušenosti. 

Spojování kabelů z optických vláken

V optických sítích se spojování týká procesu spojování dvou nebo více optických kabelů dohromady. Tato technika umožňuje bezproblémový přenos optických signálů mezi kabely, což umožňuje rozšíření nebo opravu sítí z optických vláken. Spojování optických vláken se běžně provádí při připojování nově instalovaných kabelů, rozšiřování stávajících sítí nebo opravách poškozených úseků. Hraje zásadní roli při zajišťování spolehlivého a efektivního přenosu dat.

 

Existují dva hlavní způsoby spojování optických kabelů:

1. Fusion Splicing:

Fúzní spojování zahrnuje trvalé spojení dvou optických kabelů tavením a tavením jejich koncových ploch k sobě. Tato technika vyžaduje použití svářečky, specializovaného stroje, který přesně vyrovnává a taví vlákna. Po roztavení se vlákna spojí dohromady a vytvoří souvislé spojení. Fusion splicing nabízí nízkou vložnou ztrátu a vynikající dlouhodobou stabilitu, což z něj dělá preferovanou metodu pro vysoce výkonná spojení.

 

Proces fúzního spojování obvykle zahrnuje následující kroky:

 

• Příprava vlákniny: Ochranné povlaky vláken jsou odizolovány a holá vlákna jsou vyčištěna, aby byly zajištěny optimální podmínky spojování.
• Zarovnání vláken: Svařovací svářečka vyrovnává vlákna přesným přizpůsobením jejich jader, pláště a povlaků.
• Fúze vláken: Svářečka generuje elektrický oblouk nebo laserový paprsek k roztavení a spojení vláken dohromady.
• Ochrana spojů: Na spojenou oblast je aplikována ochranná manžeta nebo pouzdro, které zajišťuje mechanickou pevnost a chrání spoj před faktory prostředí.

2. Mechanické spojování:

Mechanické spojování zahrnuje spojování kabelů z optických vláken pomocí mechanických vyrovnávacích zařízení nebo konektorů. Na rozdíl od fúzního spojování se mechanické spojování neroztaví a nespojí vlákna dohromady. Místo toho se spoléhá na přesné zarovnání a fyzické konektory k vytvoření optické kontinuity. Mechanické spoje jsou obvykle vhodné pro dočasné nebo rychlé opravy, protože nabízejí mírně vyšší vložný útlum a mohou být méně robustní než tavné spoje.

 

Proces mechanického spojování obecně zahrnuje následující kroky:

 

• Příprava vlákniny: Vlákna se připravují odstraněním ochranných povlaků a jejich štěpením za účelem získání plochých, kolmých koncových ploch.
• Zarovnání vláken: Vlákna jsou přesně vyrovnána a držena pohromadě pomocí vyrovnávacích zařízení, spojovacích objímek nebo konektorů.
• Ochrana spojů: Podobně jako u tavného spojování se k ochraně spojené oblasti před vnějšími faktory používá ochranné pouzdro nebo pouzdro.

 

Fúzní spojování i mechanické spojování mají své výhody a použitelnost na základě specifických požadavků sítě optických vláken. Fusion splicing poskytuje trvalejší a spolehlivější spojení s nižší ztrátou vložení, takže je ideální pro dlouhodobé instalace a vysokorychlostní komunikaci. Na druhou stranu mechanické spojování nabízí rychlejší a flexibilnější řešení pro dočasná spojení nebo situace, kdy se očekávají časté změny nebo upgrady.

 

Stručně řečeno, spojování optických kabelů je klíčovou technikou pro rozšiřování, opravy nebo spojování optických sítí. Ať už používáte fúzní spojování pro trvalá spojení nebo mechanické spojování pro dočasné opravy, tyto metody zajišťují bezproblémový přenos optických signálů, což umožňuje efektivní a spolehlivou datovou komunikaci v různých aplikacích. 

Vnitřní vs venkovní optické kabely

1. Co jsou vnitřní optické kabely a jak to funguje

Vnitřní kabely z optických vláken jsou speciálně navrženy pro použití v budovách nebo ve stísněných prostorách. Tyto kabely hrají klíčovou roli při poskytování vysokorychlostního přenosu dat a konektivity v rámci infrastruktur, jako jsou kanceláře, datová centra a obytné budovy. Zde je několik klíčových bodů, které je třeba vzít v úvahu při diskusi o vnitřních kabelech z optických vláken:

 

• Design a konstrukce: Vnitřní kabely z optických vláken jsou navrženy tak, aby byly lehké, flexibilní a snadno se instalovaly ve vnitřním prostředí. Obvykle se skládají z centrálního jádra, opláštění a ochranného vnějšího pláště. Jádro vyrobené ze skla nebo plastu umožňuje přenos světelných signálů, zatímco opláštění pomáhá minimalizovat ztráty signálu odrazem světla zpět do jádra. Vnější plášť poskytuje ochranu před fyzickým poškozením a vnějšími faktory.
• Typy vnitřních optických kabelů: K dispozici jsou různé typy vnitřních optických kabelů, včetně kabelů s pevnou vyrovnávací pamětí, kabelů s volnými trubicemi a plochých kabelů. Kabely s těsným nárazníkem mají povlak přímo na pramenech vláken, takže jsou vhodnější pro aplikace na krátké vzdálenosti a vnitřní instalace. Kabely s volnými trubicemi mají gelem plněné trubice, které obalují prameny vláken a poskytují dodatečnou ochranu pro venkovní a vnitřní/venkovní aplikace. Ploché kabely se skládají z několika vláken naskládaných dohromady v ploché páskové konfiguraci, což umožňuje vysoký počet vláken v kompaktní formě.
• Aplikace: Vnitřní kabely z optických vláken jsou široce používány pro různé aplikace v budovách. Běžně se nasazují pro místní sítě (LAN) pro připojení počítačů, serverů a dalších síťových zařízení. Umožňují přenos dat s velkou šířkou pásma, jako je streamování videa, cloud computing a přenosy velkých souborů, s minimální latencí. Vnitřní kabely z optických vláken se také používají ve strukturovaných kabelážních systémech pro podporu telekomunikací, připojení k internetu a hlasových služeb.
• Výhody: Vnitřní kabely z optických vláken nabízejí několik výhod oproti tradičním měděným kabelům. Mají mnohem větší kapacitu šířky pásma, což umožňuje vyšší rychlosti přenosu dat a lepší výkon sítě. Jsou imunní vůči elektromagnetickému rušení (EMI) a vysokofrekvenčnímu rušení (RFI), protože přenášejí světelné signály místo elektrických signálů. Kabely z optických vláken jsou také bezpečnější, protože je obtížné je napojit nebo zachytit, aniž by došlo ke znatelné ztrátě signálu.
• Pokyny k instalaci: Správné instalační techniky jsou klíčové pro optimální výkon vnitřních optických kabelů. Je důležité zacházet s kabely opatrně, abyste se vyhnuli ohýbání nebo kroucení nad doporučený poloměr ohybu. Při instalaci a údržbě je preferováno čisté a bezprašné prostředí, protože nečistoty mohou ovlivnit kvalitu signálu. Navíc správná správa kabelů, včetně vedení, označování a zabezpečení kabelů, zajišťuje snadnou údržbu a škálovatelnost.

 

Celkově vnitřní optické kabely poskytují spolehlivý a efektivní způsob přenosu dat v budovách a podporují stále rostoucí poptávku po vysokorychlostním připojení v moderních prostředích.

2. Co jsou venkovní optické kabely a jak to funguje

Venkovní optické kabely jsou určeny pro odolávat náročným podmínkám prostředí a poskytují spolehlivý přenos dat na velké vzdálenosti. Tyto kabely se primárně používají pro propojení síťové infrastruktury mezi budovami, kampusy nebo v rozsáhlých geografických oblastech. Zde je několik klíčových bodů, které je třeba vzít v úvahu při diskusi o venkovních optických kabelech:

 

• Konstrukce a ochrana: Venkovní kabely z optických vláken jsou vyrobeny z odolných materiálů a ochranných vrstev, aby byla zajištěna jejich odolnost vůči vlivům prostředí. Obvykle se skládají z centrálního jádra, pláště, nárazníkových trubek, pevnostních prvků a vnějšího pláště. Jádro a plášť jsou vyrobeny ze skla nebo plastu pro přenos světelných signálů. Tlumiče chrání jednotlivé prameny vláken a mohou být naplněny gelem nebo materiály blokujícími vodu, aby se zabránilo pronikání vody. Pevnostní prvky, jako jsou aramidové příze nebo tyče ze skleněných vláken, poskytují mechanickou podporu a vnější plášť chrání kabel před UV zářením, vlhkostí, teplotními výkyvy a fyzickým poškozením.
• Typy venkovních optických kabelů: K dispozici jsou různé typy venkovních optických kabelů, které vyhovují různým požadavkům na instalaci. Kabely s volnými trubkami se běžně používají pro venkovní instalace na velké vzdálenosti. Mají jednotlivá vlákna vláken umístěná uvnitř nárazníkových trubek pro ochranu proti vlhkosti a mechanickému namáhání. Ploché kabely, podobně jako jejich vnitřní protějšky, obsahují více vláken vláken naskládaných dohromady v konfiguraci ploché pásky, což umožňuje vyšší hustotu vláken v kompaktní formě. Anténní kabely jsou navrženy pro instalaci na sloupy, zatímco kabely pro přímé zakopávání jsou navrženy tak, aby byly uloženy pod zemí bez potřeby dalšího ochranného potrubí.
• Aplikace pro venkovní instalaci: Venkovní kabely s optickými vlákny se používají v široké škále aplikací, včetně dálkových telekomunikačních sítí, metropolitních sítí (MAN) a FTTH (Fibre-to-the-home). Poskytují konektivitu mezi budovami, kampusy a datovými centry a lze je také použít k propojení vzdálených oblastí nebo k vytvoření vysokokapacitních páteřních připojení pro bezdrátové sítě. Venkovní optické kabely umožňují vysokorychlostní přenos dat, streamování videa a přístup k internetu na velké vzdálenosti.
• Ohledy na životní prostředí: Venkovní kabely z optických vláken musí odolat různým ekologickým výzvám. Jsou navrženy tak, aby odolávaly teplotním extrémům, vlhkosti, UV záření a chemikáliím. Jsou speciálně navrženy tak, aby měly vynikající pevnost v tahu a odolnost proti nárazům, oděru a poškození hlodavci. Speciální pancéřované kabely nebo anténní kabely s komunikačními dráty se používají v oblastech náchylných k fyzickému namáhání nebo tam, kde instalace může zahrnovat zavěšení na sloupy.
• Údržba a oprava: Venkovní kabely z optických vláken vyžadují pravidelné kontroly a údržbu, aby byl zajištěn optimální výkon. Pravidelné čištění a kontrola konektorů, spojů a ukončovacích bodů je zásadní. Měla by být prováděna ochranná opatření, jako je pravidelné testování na vnikání vody a monitorování ztráty signálu, aby se odhalily jakékoli potenciální problémy. V případě poškození kabelu lze k obnovení kontinuity optického vlákna použít opravárenské procesy zahrnující tavné spojování nebo mechanické spojování.

 

Venkovní optické kabely hrají zásadní roli při vytváření robustních a spolehlivých síťových připojení na velké vzdálenosti. Jejich schopnost odolat drsným podmínkám prostředí a zachovat integritu signálu je činí nepostradatelnými pro rozšíření síťové konektivity mimo budovy a přes rozsáhlé venkovní plochy.

3. Vnitřní vs venkovní kabely z optických vláken: Jak si vybrat

Výběr vhodného typu kabelu z optických vláken pro instalační prostředí je rozhodující pro výkon sítě, spolehlivost a životnost. Klíčová kritéria pro vnitřní a venkovní kabely zahrnují: 

 

• Podmínky instalace - Venkovní kabely jsou určeny pro vystavení povětrnostním vlivům, slunečnímu záření, vlhkosti a teplotním extrémům. Používají silnější pláště odolné proti UV záření a gely nebo tuky k ochraně proti pronikání vody. Vnitřní kabely tyto vlastnosti nevyžadují a mají tenčí, nehodnocené pláště. Použití vnitřního kabelu venku rychle poškodí kabel. 
• Hodnocení komponent - Venkovní kabely používají komponenty speciálně určené pro drsná prostředí, jako jsou pevnostní prvky z nerezové oceli, aramidové příze blokující vodu a konektory/spojky s gelovým těsněním. Tyto komponenty nejsou nutné pro vnitřní instalaci a jejich vynechání ve venkovním prostředí výrazně sníží životnost kabelu.  
• Vedení vs přímý pohřeb - Venkovní kabely instalované pod zemí mohou vést potrubím nebo být přímo zakopány. Kabely pro přímé pohřbívání mají těžší polyetylenové (PE) pláště a často obsahují celkovou pancéřovou vrstvu pro maximální ochranu při přímém kontaktu s půdou. Kabely vhodné pro vedení mají lehčí plášť a nemají pancéřování, protože vedení chrání kabel před poškozením okolním prostředím. 
• Letecká vs podzemí - Kabely určené pro instalaci do antény mají tvar 8, který je mezi sloupy samonosný. Vyžadují bundy odolné vůči UV záření a povětrnostním vlivům, ale žádné brnění. Podzemní kabely používají kulatý, kompaktní design a často zahrnují pancéřování a komponenty blokující vodu pro instalaci v příkopech nebo tunelech. Anténní kabel nevydrží namáhání při instalaci pod zemí. 
• Požární hodnocení - Některé vnitřní kabely, zejména ty ve vzduchotechnických prostorech, vyžadují ohnivzdorné a netoxické pláště, aby se zabránilo šíření plamenů nebo jedovatých výparů v ohni. Tyto kabely s nízkou kouřivostí, nulovými halogeny (LSZH) nebo nehořlavé, bezazbestové (FR-A) kabely vydávají při vystavení ohni málo kouře a žádné nebezpečné vedlejší produkty. Standardní kabel může vydávat toxické výpary, takže protipožární kabel je bezpečnější pro oblasti, kde by mohly být zasaženy velké svazky lidí. 

 

Viz také: Vnitřní vs. venkovní optické kabely: Základy, rozdíly a jak si vybrat

 

Výběr správného typu kabelu pro instalační prostředí zachová dobu provozuschopnosti a výkon sítě a zároveň zabrání nákladné výměně nesprávně vybraných komponent. Součásti určené pro venkovní použití mají také obvykle vyšší náklady, takže omezení jejich použití na venkovní části kabelu pomáhá optimalizovat celkový rozpočet sítě. S vhodným kabelem pro každou sadu podmínek prostředí lze spolehlivé sítě z optických vláken nasadit všude tam, kde je to potřeba.

Navrhování vaší optické sítě

Optické sítě vyžadují pečlivý návrh, aby bylo možné vybrat komponenty, které budou vyhovovat současným potřebám, ale budou se škálovat pro budoucí růst a zajistí odolnost prostřednictvím redundance. Mezi klíčové faktory při návrhu systému vláken patří:

 

• Typ vlákna: Vyberte jednovidové nebo vícevidové vlákno. Singlemode pro >10 Gbps, delší vzdálenosti. Multimode pro <10 Gbps, krátké běhy. Zvažte OM3, OM4 nebo OM5 pro multimode vlákno a OS2 nebo OS1 pro singlemode. Vyberte průměry vláken, které odpovídají konektivitě a portům zařízení. Plánujte typy vláken podle potřeb vzdálenosti, šířky pásma a ztrátového rozpočtu. 
• Topologie sítě: Typické možnosti jsou point-to-point (přímé spojení), sběrnice (multipoint: spojení dat do kabelu mezi koncovými body), kruh (multipoint: kruh s koncovými body), strom/větve (hierarchické odnože) a mesh (mnoho protínajících se spojení) . Vyberte topologii na základě požadavků na připojení, dostupných cest a úrovně redundance. Kruhové a mesh topologie poskytují největší odolnost s mnoha potenciálními cestami. 
• Počet vláken: Zvolte počet vláken vláken v každém kabelu, krytu, panelu na základě aktuální poptávky a budoucích projekcí šířky pásma/růstu. Je škálovatelnější instalovat nejvyšší počet kabelů/komponentů, které rozpočet umožňuje, protože spojování vláken a přesměrování jsou komplikované, pokud je později potřeba více pramenů. U klíčových páteřních spojů počítá plánová vlákna přibližně 2-4krát odhadované požadavky na šířku pásma za 10-15 let.  
• Škálovatelnost: Navrhněte optickou infrastrukturu s ohledem na budoucí požadavky na šířku pásma. Vyberte si komponenty s největší kapacitou vláken, které jsou praktické a ponechte prostor pro rozšíření v krytech, stojanech a cestách. Nakupujte pouze propojovací panely, kazety a svazky s typy adaptérů a počtem portů požadovaných pro aktuální potřeby, ale vyberte si modulární zařízení s prostorem pro další porty, které lze přidat s rostoucí šířkou pásma, abyste se vyhnuli drahým výměnám. 
• Nadbytek: Zahrňte redundantní propojení do kabelové/vláknové infrastruktury tam, kde nelze tolerovat prostoje (nemocnice, datové centrum, veřejné služby). Použijte topologie mesh, duální navádění (duální odkazy z místa do sítě) nebo protokoly spanning tree přes fyzickou kruhovou topologii k blokování redundantních spojení a povolení automatického převzetí služeb při selhání. Případně naplánujte samostatné trasy kabeláže a cesty, abyste zajistili plně redundantní možnosti připojení mezi klíčovými lokalitami/budovami. 
• Realizace: Spolupracujte s certifikovanými designéry a instalátory se zkušenostmi s nasazováním optických sítí. K dosažení optimálního výkonu jsou nutné dovednosti v oblasti ukončování a spojování kabelů z optických vláken, testování spojů a uvádění komponent do provozu. Jasně zdokumentujte infrastrukturu pro účely správy a odstraňování problémů.

 

Pro efektivní dlouhodobou optickou konektivitu je klíčové plánování škálovatelného designu a vysokokapacitního systému, který se může vyvíjet spolu s digitálními komunikačními technologiemi. Při výběru kabelů z optických vláken, komponent pro připojení, cest a zařízení zvažte současné i budoucí potřeby, abyste se vyhnuli nákladným přestavbám nebo překážkám v síti, protože požadavky na šířku pásma po dobu životnosti infrastruktury rostou. S odolným, pro budoucnost odolným designem, který je řádně implementován zkušenými profesionály, se síť z optických vláken stává strategickým aktivem s významnou návratností investic.

Konstrukce optických kabelů: Nejlepší tipy a postupy

Zde je několik tipů na osvědčené postupy pro optická vlákna:

 

• Vždy dodržujte doporučené limity poloměru ohybu pro konkrétní typ kabelu z optických vláken. Přílišné ohnutí vlákna může poškodit sklo a rozbít optické dráhy. 
• Udržujte konektory a adaptéry optických vláken čisté. Špinavé nebo poškrábané spoje rozptylují světlo a snižují sílu signálu. Často považován za příčinu č. 1 ztráty signálu.
• Používejte pouze schválené čisticí prostředky. Isopropylalkohol a speciální roztoky na čištění optických vláken jsou při správném použití bezpečné pro většinu připojení vláken. Jiné chemikálie mohou poškodit povrch vláken a povlaky. 
• Chraňte kabely z optických vláken před nárazy a rozdrcením. Pád nebo přiskřípnutí vlákna může prasknout sklo, zlomit povlak nebo stlačit a zdeformovat kabel, to vše může způsobit trvalé poškození.
• Udržujte správnou polaritu v duplexních vláknech a MPO svazcích. Použití nesprávné polarity brání přenosu světla mezi správně spárovanými vlákny. Osvojte si schéma pinoutů A, B a vícepolohové diagramy pro vaši konektivitu. 
• Všechny optické kabely označte jasně a důsledně. Schéma jako "Rack4-PatchPanel12-Port6" umožňuje snadnou identifikaci každého optického spoje. Štítky by měly korelovat s dokumentací. 
• Změřte ztrátu a otestujte všechna instalovaná vlákna pomocí OTDR. Před uvedením do provozu se ujistěte, že ztráta odpovídá specifikacím výrobce nebo je nižší. Hledejte anomálie indikující poškození, špatné spoje nebo nesprávné konektory, které vyžadují opravu. 
• Vyškolte techniky ve správné technice fúzního spojování. Fúzní spoj by měl přesně zarovnat jádra vláken a mít dobrou geometrii štěpení v místech spoje pro optimální ztrátu. Špatná technika má za následek vyšší ztráty a snížený výkon sítě. 
• Spravujte uvolněná vlákna zodpovědně pomocí distribučních jednotek vláken a uvolněných cívek. Přebytečné uvolněné vlákno zaseknuté v krytech napíná konektory/adaptéry a je obtížně přístupné nebo později sledovatelné pro přesuny/přidání/změny. 
• Zdokumentujte všechna nainstalovaná vlákna včetně výsledků testů, umístění prověšení, typů/tříd konektorů a polarity. Dokumentace umožňuje snadnější řešení problémů, údržbu a bezpečné upgrady/úpravy sítí. Nedostatek záznamů často znamená začít od nuly. 
• V budoucnu plánujte rozšíření a vyšší šířku pásma. Instalace více vláken vláken, než je aktuálně potřeba, a použití vedení s tažnými provázky/vodicími dráty umožňuje nákladově efektivní upgrady rychlosti/kapacity sítě.

Optická kabeláž MPO/MTP

Konektory a sestavy MPO/MTP se používají v sítích s vysokým počtem vláken, kde je obtížné spravovat jednotlivá vlákna/konektory, jako jsou například 100G+ Ethernet a FTTA spojení. Mezi klíčové komponenty MPO patří:

1. Kabely kufru

Obsahuje 12 až 72 vláken zakončených na jednom MPO/MTP konektoru na každém konci. Používá se pro propojení mezi zařízeními v datových centrech, FTTA provozuje věže a zařízení pro společné umístění operátorů. Umožněte vysokou hustotu vláken v jedné zásuvné jednotce. 

2. Svažte kabely

Mají jeden MPO/MTP konektor na jednom konci a více simplexních/duplexních konektorů (LC/SC) na druhém. Poskytněte přechod z vícevláknové konektivity na individuální vlákno. Instaluje se mezi systémy na bázi trunku a zařízení s konektory diskrétních portů.

3. Pásky

Nabité moduly adaptérů, které přijímají MPO/MTP a/nebo simplexní/duplexní konektory pro zajištění modulárního křížového připojení. Kazety se montují do optických distribučních jednotek, rámů a propojovacích panelů. Používá se pro propojovací i křížové sítě. Mnohem vyšší hustota než tradiční panely adaptérů.

4. Štípačky kufrů

Mějte na vstupním konci konektor MPO se dvěma výstupy MPO pro rozdělení jednoho vedení s vysokým počtem vláken na dva vedení s nižším počtem vláken. Například vstup 24 vláken rozdělen do dvou výstupů po 12 vláknech. Umožněte efektivní rekonfiguraci trunkových sítí MPO. 

5. Moduly adaptérů MEPPI

Zasuňte do kazet a vložených panelů. Vzadu obsahují MPO adaptéry pro připojení jednoho nebo více MPO připojení a více LC/SC adaptérů vpředu, které rozdělují každé vlákno v MPO spojích. Poskytujte rozhraní mezi MPO trunking a LC/SC konektivitou na zařízení. 

6. Úvahy o polaritě

Kabeláž MPO/MTP vyžaduje zachování správného umístění a polarity vláken v kanálu pro připojení mezi koncovými body na správných optických cestách. Pro MPO jsou k dispozici tři typy polarity: Typ A – klíč nahoru ke klíči nahoru, typ B – klíč dolů ke klíči dolů a typ C – vlákna středové řady, vlákna necentrovaná řada transponována. Správná polarita kabelové infrastruktury je nezbytná, jinak nebudou signály mezi připojenými zařízeními správně procházet.

7. Dokumentace a označování

Kvůli vysokému počtu vláken a složitosti mají instalace MPO značné riziko nesprávné konfigurace vedoucí k řešení problémů. Pečlivá dokumentace cest kmene, koncových bodů postrojů, přiřazení kazetových slotů, orientace rozdělovače kmene a typů polarity musí být zaznamenána tak, jak byly vytvořeny pro pozdější použití. Důležité je také komplexní označování. 

Testování optických kabelů

Aby bylo zajištěno, že kabely z optických vláken jsou nainstalovány a správně fungují, je třeba provést několik testů, včetně testování kontinuity, kontroly koncových částí a testování optické ztráty. Tyto testy ověřují, že vlákna jsou nepoškozená, konektory jsou vysoce kvalitní a ztráta světla je v rámci přijatelných úrovní pro efektivní přenos signálu.

 

• Testování kontinuity - Používá vizuální lokátor poruch (VFL) k odeslání viditelného červeného laserového světla skrz vlákno, aby se zkontrolovalo, zda nedošlo k přerušení, ohybům nebo jiným problémům. Červená záře na vzdáleném konci označuje neporušené, souvislé vlákno. 
• Kontrola čela - Používá sondu vláknového mikroskopu ke zkoumání koncových ploch vláken a konektorů, zda nejsou škrábance, důlky nebo nečistoty. Kvalita čela je rozhodující pro minimalizaci ztrát vložení a zpětného odrazu. Koncové plochy vláken musí být řádně vyleštěné, vyčištěné a nepoškozené.
• Testování optické ztráty - Měří světelnou ztrátu v decibelech (dB) mezi vlákny a součástmi, aby bylo zajištěno, že je pod maximální povolenou hodnotou. Sada pro testování optické ztráty (OLTS) obsahuje zdroj světla a měřič výkonu pro měření ztrát. Úrovně ztrát jsou specifikovány na základě faktorů, jako je typ kabelu, vlnová délka, vzdálenost a síťový standard. Příliš velká ztráta snižuje sílu signálu a šířku pásma.

 

Testování optických kabelů vyžaduje několik nástrojů, včetně:

 

• Vizuální lokalizátor poruch (VFL) - Vyzařuje viditelné červené laserové světlo pro kontrolu kontinuity vláken a trasování cest vláken.
• Vláknová mikroskopická sonda - Zvětšuje a osvětluje konce vláken 200X až 400X pro kontrolu.
• Sada pro testování optické ztráty (OLTS) - Obsahuje stabilizovaný zdroj světla a měřič výkonu pro měření ztráty v dB mezi vlákny, konektory a spoji. 
• Prostředky na čištění vláken - Měkké hadříky, čisticí ubrousky, rozpouštědla a tampony pro řádné vyčištění vláken a koncových ploch před testováním nebo připojením. Kontaminanty jsou hlavním zdrojem ztrát a poškození. 
• Referenční testovací kabely - Krátké propojovací kabely pro připojení testovacího zařízení k testované kabeláži. Referenční kabely musí být vysoce kvalitní, aby nedocházelo k rušení měření.
• Nástroje pro vizuální kontrolu - Svítilna, boroskop, inspekční zrcátko používané ke kontrole součástí kabeláže a instalace z hlediska poškození nebo problémů. 

 

Pro udržení adekvátního výkonu a souladu s průmyslovými standardy je vyžadováno přísné testování spojů a sítí z optických vláken. Testování, kontrola a čištění by měly být prováděny během počáteční instalace, při provádění změn nebo v případě problémů se ztrátou nebo šířkou pásma. Vlákno, které projde všemi testy, bude poskytovat mnoho let rychlé a spolehlivé služby.

Výpočet rozpočtů ztráty spojení a výběr kabelu

Při navrhování sítě z optických vláken je důležité vypočítat celkovou ztrátu spojení, aby bylo zajištěno, že je dostatek energie pro detekci světla na přijímací straně. Rozpočet ztráty spoje zohledňuje veškerý útlum ve spoji, včetně ztráty optického kabelu, ztráty konektoru, ztráty spoje a jakýchkoli ztrát dalších součástí. Celková ztráta spojení musí být menší než ztráta, kterou lze tolerovat při zachování dostatečné síly signálu, známé jako „výkonový rozpočet“.

 

Ztráta spojení se měří v decibelech na kilometr (dB/km) pro konkrétní použité vlákno a vlnovou délku světelného zdroje. Typické hodnoty ztrát pro běžné typy vláken a vlnových délek jsou: 

 

• Jednomódové (SM) vlákno @ 1310 nm - 0.32-0.4 dB/km      
• Jednovidové (SM) vlákno @ 1550 nm - 0.25 dB/km 
• Multi-mode (MM) vlákno @ 850 nm - 2.5-3.5 dB/km 

 

Ztráta konektoru a spoje je pevná hodnota pro všechny spoje, přibližně -0.5 dB na sdružený pár konektorů nebo spoj. Počet konektorů závisí na délce spoje, protože delší spoje mohou vyžadovat spojení více částí vlákna.  

 

Rozpočet výkonu linky musí zohledňovat rozsah výkonu vysílače a přijímače, bezpečnostní rezervu napájení a jakékoli další ztráty způsobené propojovacími kabely, útlumovými články vláken nebo aktivními součástmi. Aby spojení fungovalo efektivně s určitou bezpečnostní rezervou, obvykle kolem 10 % z celkového rozpočtu, musí být dostatečný výkon vysílače a citlivost přijímače.

 

Na základě rozpočtu ztráty spojení a požadavků na výkon je třeba vybrat vhodný typ vlákna a vysílač/přijímač. Jednorežimové vlákno by se mělo používat na dlouhé vzdálenosti nebo velké šířky pásma kvůli jeho nižší ztrátě, zatímco vícerežimové může pracovat pro kratší spojení, když je prioritou nižší cena. Světelné zdroje a přijímače budou specifikovat kompatibilní velikost jádra vlákna a vlnovou délku. 

 

Venkovní kabely mají také vyšší specifikace ztrát, takže rozpočty ztrát spojení musí být upraveny tak, aby se kompenzovaly při použití venkovních kabelových částí. Vyberte si venkovní aktivní vybavení a konektory, abyste se vyhnuli poškození vlhkostí a povětrnostními vlivy v těchto odkazech. 

 

Spoje z optických vláken mohou podporovat pouze omezené množství ztrát a přitom stále poskytovat dostatek energie pro přenos čitelného signálu do přijímače. Výpočtem celkové ztráty spojení ze všech útlumových faktorů a výběrem komponent s kompatibilními hodnotami ztrát lze navrhnout a nasadit efektivní a spolehlivé sítě z optických vláken. Ztráty nad rámec energetického rozpočtu budou mít za následek degradaci signálu, bitové chyby nebo úplné selhání linky. 

Průmyslové standardy pro optická vlákna 

Normy pro technologii optických vláken jsou vyvíjeny a udržovány několika organizacemi, včetně:

1. Sdružení telekomunikačního průmyslu (TIA)

Vytváří standardy pro produkty pro připojení, jako jsou kabely z optických vláken, konektory, spoje a testovací zařízení. Normy TIA specifikují požadavky na výkon, spolehlivost a bezpečnost. Mezi klíčové standardy vláken patří TIA-492, TIA-568, TIA-606 a TIA-942.

 

• TIA-568 - Standard pro telekomunikační kabely pro komerční budovy od TIA pokrývá požadavky na testování a instalaci měděných a optických kabelů v podnikovém prostředí. TIA-568 specifikuje typy kabeláže, vzdálenosti, výkon a polaritu pro optické spoje. Reference Norma ISO/IEC 11801.
• TIA-604-5-D - Fiber Optic Connector Intermateability Standard (FOCIS) specifikující geometrii konektoru MPO, fyzické rozměry, výkonnostní parametry pro dosažení interoperability mezi zdroji a kabeláží. FOCIS-10 odkazuje na 12vláknové MPO a FOCIS-5 odkazuje na 24vláknové MPO konektory používané v paralelní optice 40/100G a systémové kabeláži MPO.

2. Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC)

Vyvíjí mezinárodní standardy pro optická vlákna zaměřené na výkon, spolehlivost, bezpečnost a testování. IEC 60794 a IEC 61280 pokrývají specifikace optických kabelů a konektorů.

 

• ISO / IEC 11801 - Mezinárodní generická kabeláž pro zákaznické prostory standard. Definuje specifikace výkonu pro různé třídy vláken (OM1 až OM5 multimode, OS1 až OS2 single-mode). specifikace v 11801 jsou přijaty globálně a odkazuje na ně TIA-568.
• IEC 61753 1- - Výkonnostní standard propojovacích zařízení z optických vláken a pasivních součástek. Specifikuje testy a testovací postupy pro vyhodnocení optického výkonu vláknových konektorů, adaptérů, ochrany spojů a dalších pasivních konektiv používaných v optických spojích. Odkazováno na Telcordia GR-20-CORE a standardy kabeláže.

3. Mezinárodní telekomunikační unie (ITU)

Agentura OSN, která zavádí standardy pro telekomunikační technologie, včetně optických vláken. ITU-T G.651-G.657 poskytuje specifikace pro typy a charakteristiky jednovidových vláken.

  

4. Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE)

Vydává standardy pro technologii optických vláken související s datovými centry, síťovým vybavením a dopravními systémy. IEEE 802.3 definuje standardy pro optické ethernetové sítě.

 

• IEEE 802.3 - Ethernetový standard od IEEE, který využívá optické kabely a rozhraní. Specifikace vláknových médií pro 10GBASE-SR, 10GBASE-LRM, 10GBASE-LR, 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10 a 100GBASE-LR4 jsou uvedeny na základě typů vláken OM3, OM4 a OS2. Konektivita MPO/MTP specifikovaná pro některá optická média. 

5. Asociace elektronického průmyslu (EIA)

Spolupracuje s TIA na vývoji standardů pro produkty konektivity, přičemž EIA-455 a EIA/TIA-598 se zaměřuje na konektory z optických vláken a uzemnění. 

6. Telcordia / Bellcore

Vytváří standardy pro síťová zařízení, vnější kabeláž závodu a vláknovou optiku centrální kanceláře ve Spojených státech. GR-20 poskytuje standardy spolehlivosti pro kabely z optických vláken. 

 

• Telcordia GR-20-CORE - Norma Telcordia (dříve Bellcore) specifikující požadavky na kabely z optických vláken používané v nosných sítích, centrálních kancelářích a vnějších závodech. Odkazuje na normy TIA a ISO/IEC, ale zahrnuje další kvalifikace pro teplotní rozsah, životnost, konstrukci padacího kabelu a testování výkonu. Poskytuje výrobcům síťových zařízení a operátorům společné pokyny pro vysoce spolehlivou optickou infrastrukturu.

7. Bulletin RUS

• Bulletin RUS 1715E-810 - Specifikace optických vláken od Rural Utilities Service (RUS) poskytující pokyny pro návrh, instalaci a testování systémů optických vláken pro veřejné služby. Založeno na průmyslových standardech, ale zahrnuje další požadavky týkající se spojování krytů krytů, montážního hardwaru, označování, lepení/uzemnění pro prostředí inženýrských sítí

 

Normy jsou důležité pro sítě z optických vláken z několika důvodů: 

 

• Interoperabilita - Komponenty, které splňují stejné standardy, mohou spolupracovat kompatibilní, bez ohledu na výrobce. Normy zajišťují, že vysílače, kabely a přijímače budou fungovat jako integrovaný systém.
• Spolehlivost - Normy specifikují výkonnostní kritéria, testovací metody a bezpečnostní faktory pro zajištění úrovně spolehlivosti pro optické sítě a komponenty. Výrobky musí splňovat minimální poloměr ohybu, tahové napětí, teplotní rozsah a další specifikace, aby byly v souladu s normami. 
• Kvalita - Aby výrobci vytvořili vyhovující produkty, musí dodržovat konstrukční, materiálové a výrobní normy. Výsledkem je vyšší a konzistentnější kvalita produktů s optickými vlákny. 
• Podpora - Zařízení a sítě založené na široce přijímaných normách budou mít lepší dlouhodobou podporu a dostupnost kompatibilních náhradních dílů. Proprietární nebo nestandardní technologie mohou být zastaralé.

 

Vzhledem k tomu, že optické sítě a technologie se globálně rozšiřují, mají standardy za cíl urychlit růst prostřednictvím interoperability, zvýšené kvality, spolehlivosti a podpory životního cyklu. Pro vysoce výkonné kritické sítě jsou základní optické komponenty založené na standardech. 

Možnosti redundance pro sítě z optických vláken 

U kritických sítí, které vyžadují maximální dobu provozuschopnosti, je redundance nezbytná. Několik možností pro začlenění redundance do sítí z optických vláken zahrnuje:

 

1. Samoléčivé síťové kroužky - Spojení síťových uzlů v kruhové topologii se dvěma nezávislými optickými cestami mezi každým uzlem. Pokud dojde k přerušení nebo poškození jedné trasy vlákna, provoz se automaticky přesměruje v opačném směru kolem okruhu. Nejběžnější v sítích metra a datových centrech. 
2. Síťové topologie - Každý síťový uzel je připojen k několika okolním uzlům, což vytváří redundantní cesty připojení. Pokud některá cesta selže, provoz se může přesměrovat přes jiné uzly. Nejlepší pro sítě kampusů, kde jsou vysoké nároky na prostoje. 
3. Různorodé směrování - Primární a záložní datový provoz prochází dvěma fyzicky odlišnými cestami od zdroje k cíli. Pokud primární cesta selže, provoz se rychle přepne na záložní cestu. Pro maximální redundanci se používají různá zařízení, trasy kabeláže a dokonce i geografické cesty. 
4. Duplikace zařízení - Kritická síťová zařízení, jako jsou přepínače a směrovače, jsou nasazena v paralelních sadách se zrcadlenými konfiguracemi. Pokud jedno zařízení selže nebo potřebuje údržbu, duplicitní jednotka okamžitě převezme řízení provozu sítě. Vyžaduje duální napájecí zdroje a pečlivou správu konfigurace. 
5. Rozmanitost vláken - Kde je to možné, kabely z optických vláken pro primární a záložní trasy sledují oddělené kabelové cesty mezi místy. To chrání před jediným bodem selhání na kterékoli cestě v důsledku poškození nebo problémů s prostředím. Používají se samostatné vstupy do budov a kabelové trasy v různých částech kampusu. 
6. Duplikace transpondéru - U optických sítí pokrývajících velké vzdálenosti jsou přibližně každých 50-100 km umístěny zesílené transpondéry nebo regenerátory, aby byla zachována síla signálu. Redundantní transpondéry (ochrana 1+1) nebo paralelní trasy se samostatnými transpondéry na každé cestě zajišťují spojení proti poruchám zesilovačů, které by jinak přerušily provoz. 

 

Při jakémkoli návrhu redundance je automatické převzetí služeb při selhání na záložní komponenty nezbytné pro rychlé obnovení služby v případě poruchy. Software pro správu sítě aktivně monitoruje primární cesty a zařízení a v případě zjištění selhání okamžitě spouští záložní zdroje. Redundance vyžaduje další investice, ale poskytuje maximální dobu provozuschopnosti a odolnost pro kritické optické sítě přenášející hlas, data a video. 

 

Pro většinu sítí dobře funguje kombinace redundantních strategií. Fiber ring může mít síťová připojení s duplicitními routery a přepínači na různých zdrojích energie. Transpondéry by mohly zajistit redundanci pro dálkové spoje mezi městy. Díky komplexní redundanci ve strategických bodech sítě je celková spolehlivost a doba provozu optimalizována tak, aby splňovaly i náročné požadavky. 

Odhady nákladů na optické sítě 

Zatímco optické sítě vyžadují vyšší počáteční investice než měděné kabely, vlákno poskytuje významnou dlouhodobou hodnotu díky vyššímu výkonu, spolehlivosti a životnosti. Náklady na optické sítě zahrnují:

 

• Materiálové náklady - Kabely, konektory, spojovací skříně, síťové vybavení a komponenty potřebné pro síť z optických vláken. Kabel z optických vláken je dražší na stopu než měď, v rozmezí od 0.15 USD do více než 5 USD za stopu v závislosti na typu. Patch panely, přepínače a směrovače navržené pro vlákno jsou také obvykle 2-3krát dražší než ekvivalentní měděné jednotky. 
• Náklady na instalaci - Práce a služby pro instalaci infrastruktury optických kabelů včetně tahání kabelů, spojování, ukončování, testování a odstraňování problémů. Náklady na instalaci se pohybují od 150 do 500 USD za zakončení vlákna, 750 až 2000 15,000 USD za kabelový spoj a XNUMX XNUMX USD za míli pro venkovní instalaci kabelu. Složité sítě v přetížených oblastech nebo anténní instalace zvyšují náklady. 
• Průběžné náklady - Náklady na provoz, správu a údržbu sítě z optických vláken, včetně napájení z veřejné sítě, požadavků na chlazení aktivních zařízení, nájemného práva na přístup a nákladů na systémy monitorování/řízení sítě. Roční smlouvy na údržbu na podporu kritické infrastruktury se pohybují v rozmezí 10–15 % počátečních nákladů na zařízení. 

 

Zatímco materiálové a instalační náklady na vlákno jsou vyšší, životní cyklus optických systémů je výrazně delší. Kabel z optických vláken může fungovat 25–40 let bez výměny oproti pouze 10–15 letům u mědi a vyžaduje méně celkové údržby. Šířka pásma se také musí zdvojnásobit každé 2–3 roky, což znamená, že jakákoli síť na bázi mědi by vyžadovala úplnou výměnu, aby se zvýšila kapacita v rámci jejího použitelného životního cyklu. 

 

Níže uvedená tabulka poskytuje srovnání nákladů na různé typy podnikových sítí z optických vláken:

 

Typ sítě	Cena materiálu/Ft	Cena instalace/Ft	Očekávaná životnost
Jednorežimový OS2	$ 0.50- $ 2	$5	25 40 let-
OM3 Multi-režim	$ 0.15- $ 0.75	$ 1- $ 3	10 15 let-
OS2 s 12-ti pramennými vlákny	$ 1.50- $ 5	$ 10- $ 20	25 40 let-
Redundantní síť	2-3x standardně	2-3x standardně	25 40 let-

 

Zatímco systémy s optickými vlákny vyžadují větší počáteční kapitál, dlouhodobé výhody ve výkonu, stabilitě a nákladové efektivitě dělají z vláken vynikající volbu pro organizace, které hledí 10–20 let dopředu. Pro zajištění konektivity do budoucna, maximální doby provozuschopnosti a zamezení předčasnému zastarávání prokazují vláknová optika nižší celkové náklady na vlastnictví a vysokou návratnost investic, protože sítě se postupem času zvětšují z hlediska rychlosti a kapacity.

Budoucnost optických kabelů 

Technologie optických vláken se stále rychle vyvíjí a umožňuje nové komponenty a aplikace. Současné trendy zahrnují rozšiřování bezdrátových sítí 5G, širší využití optického připojení do domácnosti (FTTH) a růst infrastruktury datových center. Tyto trendy spoléhají na vysokorychlostní, vysokokapacitní sítě z optických vláken a budou řídit další inovace komponent a modulů z optických vláken, aby byly splněny rostoucí požadavky na šířku pásma.

 

Vyvíjejí se nové konektory z optických vláken, přepínače, vysílače a přijímače, které zvládnou vyšší datové rychlosti a větší hustotu připojení. Optické zesilovače a alternativní laserové zdroje jsou optimalizovány pro zesílení signálů na delší vzdálenosti bez opakovačů. Užší vlákna a vícejádrová vlákna v rámci jednoho kabelu zvýší šířku pásma a datovou kapacitu. Pokroky v technikách spojování, testování a čištění optických vláken mají za cíl dále snížit ztráty signálu pro spolehlivější výkon.  

 

Potenciální budoucí aplikace technologie optických vláken jsou vzrušující a rozmanité. Integrované senzory z optických vláken by mohly umožnit nepřetržité monitorování zdraví, přesnou navigaci a inteligentní domácí automatizaci. Technologie Li-Fi využívá světlo z optických vláken a LED pro bezdrátový přenos dat vysokou rychlostí. Nová biomedicínská zařízení mohou využívat optická vlákna pro přístup k těžko dostupným oblastem v těle nebo stimulovat nervy a tkáně. Kvantové výpočty by také mohly využít spojení optických vláken mezi uzly.

 

Samořídící vozidla mohou používat gyroskopy a senzory z optických vláken k navigaci po vozovkách. Pokroky v technologii vláknového laseru by mohly zlepšit různé výrobní techniky, jako je řezání, svařování, značení a také laserové zbraně. Nositelná technologie a systémy virtuální/rozšířené reality by mohly zahrnovat displeje z optických vláken a vstupní zařízení pro plně pohlcující zážitek. Jednoduše řečeno, možnosti optických vláken pomáhají podporovat inovace téměř ve všech technologických oblastech.

 

S tím, jak se optické sítě celosvětově stále více propojují a integrují do infrastruktury, jsou budoucí možnosti transformativní a téměř neomezené. Pokračující zlepšování nákladů, účinnosti a schopností umožní technologii optických vláken pokračovat v urychlování změn a zlepšování života v rozvinutých i rozvojových regionech po celém světě. Plný potenciál vláknové optiky musí být teprve realizován.

Postřehy od odborníků

Rozhovory se specialisty na optická vlákna poskytují bohaté znalosti o technologických trendech, běžných postupech a ponaučení získaných z let zkušeností. Následující rozhovory zdůrazňují rady pro nováčky v oboru i pro technologické manažery, kteří navrhují systémy datové konektivity. 

 

Rozhovor s Johnem Smithem, RCDD, senior konzultantem, Corning

 

Otázka: Jaké technologické trendy ovlivňují optické sítě?

Odpověď: Vidíme rostoucí poptávku po vláknech v datových centrech, bezdrátové infrastruktuře a chytrých městech. Růst šířky pásma s 5G, IoT a 4K/8K videem podporuje větší nasazení optických vláken... 

 

Q: Jaké chyby často vidíte?

Odpověď: Častým problémem je špatná viditelnost síťové dokumentace. Selhání správného označení a sledování optických propojovacích panelů, propojení a koncových bodů činí přesuny/přidání/změny časově náročné a riskantnější...  

 

Otázka: Jaké tipy byste nabídl nováčkům v oboru?

A: Zaměřte se na neustálé učení. Získejte certifikace nad rámec vstupní úrovně, abyste zvýšili své dovednosti. Pokuste se získat zkušenosti s nasazením vláken uvnitř závodu i mimo něj... Silné komunikační a dokumentační dovednosti jsou pro technickou kariéru stejně důležité. Zvažte specializace na datová centra i na poskytovatele telekomunikačních služeb a služeb, abyste získali více kariérních příležitostí...

 

Otázka: Jaké osvědčené postupy by měli všichni technici dodržovat?

Odpověď: Dodržujte průmyslové standardy pro všechny postupy instalace a testování. Dodržujte správné bezpečnostní postupy. Pečlivě označte a zdokumentujte svou práci na každém kroku. Používejte vysoce kvalitní nástroje a testovací zařízení vhodné pro danou práci. Udržujte vlákna a konektory pečlivě čisté – i malé nečistoty způsobují velké problémy. Při navrhování systémů zvažte jak současné potřeby, tak budoucí škálovatelnost...

Proč investovat do čističky vzduchu?

Kabely z optických vláken poskytují fyzický základ pro vysokorychlostní přenos dat a umožňují tak náš stále propojenější svět. Pokroky v technologii optických vláken a komponentů zvýšily šířku pásma a škálovatelnost a zároveň snížily náklady, což umožňuje větší implementaci v dálkových telekomunikačních sítích, datových centrech a sítích chytrých měst.  

  

Tento zdroj má za cíl vzdělávat čtenáře o základech konektivity optických vláken od základních konceptů až po instalační postupy a budoucí trendy. Vysvětlením toho, jak optické vlákno funguje, dostupné standardy a typy a oblíbené konfigurace kabelů, mohou ti, kdo jsou v oboru noví, pochopit možnosti pro různé síťové potřeby. Diskuse o ukončení, spojování a návrhu cesty poskytují praktické úvahy pro implementaci a správu.  

 

Perspektivy odvětví zdůrazňují vznikající aplikace optických vláken pro bezdrátovou síť 5G, IoT a video spolu s dovednostmi a strategiemi, které posouvají vaši kariéru. Zatímco optické sítě vyžadují značné technické znalosti a přesnost při navrhování a nasazení, výhody rychlejšího přístupu k většímu množství dat na delší vzdálenosti zajišťují, že význam vláken bude nadále narůstat.

 

Dosažení optimálního výkonu optické sítě vyžaduje výběr komponent vhodných pro vaši šířku pásma a požadavky na vzdálenost, instalaci s opatrností, aby nedošlo ke ztrátě nebo poškození signálu, úplnou dokumentaci infrastruktury a plánování navýšení kapacity a nových standardů kabeláže. Avšak pro ty, kteří mají trpělivost a schopnosti zvládnout jeho složitost, může kariéra zaměřená na konektivitu z optických vláken zahrnovat síťové operace, navrhování produktů nebo školení nových talentů napříč prosperujícími odvětvími. 

  

Stručně řečeno, vyberte řešení kabelů z optických vláken odpovídající vaší síti a požadavkům na dovednosti. Správně nainstalujte, spravujte a škálujte svá optická připojení, abyste získali významné výhody s minimálním narušením. Neustále se seznamujte s technologickými a aplikačními inovacemi, abyste budovali strategickou hodnotu. Vláknina je základem naší budoucnosti a umožňuje okamžitou výměnu informací mezi více lidmi, místy a věcmi než kdykoli předtím. Pokud jde o vysokorychlostní doručování dat napříč globálními komunikacemi, vlákno kraluje nyní i v nadcházejících desetiletích.