Kiudoptilised kaablid edastavad andmeid valgusimpulssidena läbi klaassüdamike, samas kui pistikud pakuvad eemaldatavaid täppisliideseid, mis ühendavad optilisi linke. Üheskoos määravad need iga kiudvõrgu - sisestuskadu, tagasivoolukao, ribalaiuse ja edastuskauguse FTTH-juurdepääsuliinidest 400G/800G andmekeskuse magistraalideni. See artikkel hõlmab kiudoptilise edastuse toimimist, peamisi kaabli- ja pistikutüüpe, kõige olulisemaid jõudlusparameetreid ning praktilisi paigaldus- ja hooldusküsimusi.
Kuidas optiline kiudülekanne töötab
Optiline kiud edastab andmeid läbi valgussignaalide täieliku sisemise peegelduse ränidioksiidi{0}}põhises südamikus. Standardsel kiudahelal on kolm kihti: südamik, mis kannab valgust; kattekiht, millel on madalam murdumisnäitaja, et piirata valgust südamiku sees; ja polümeerkate, mis kaitseb klaasi mehaanilise pinge ja keskkonnakahjustuste eest.
Erinevalt vaskkaablitest on optilised kiud immuunsed elektromagnetiliste häirete (EMI) ja raadiosageduslike häirete (RFI) suhtes, neil on äärmiselt madal signaalisummutus ja nad toetavad palju suuremat ribalaiust. Ühemoodiline kiud, mis töötab lainepikkusel 1550 nm, kaotab tavaliselt ainult umbes 0,2 dB/km -, võimaldades edastada kümneid või isegi sadu kilomeetreid ilma regenereerimiseta. Need omadused muudavad optilise kiu ainsa elujõulise meediumi pika-kiire{7}}suure võimsusega{8}}side jaoks. Lisateabe saamiseksfiiberoptiliste kaablite materjalid ja ehitus, vaadake meie üksikasjalikku juhendit.
Fiiberoptiliste kaablite tüübid: ühe-režiimi ja mitme-režiimiga
Kiudoptilised kaablid jagunevad kahte kategooriasse olenevalt sellest, kuidas valgus läbi südamiku levib: ühe{0}}režiimiga kiud (SMF) ja mitme{1}}režiimiga kiud (MMF). Igaüks neist teenindab erinevaid kauguse ja ribalaiuse nõudeid.
Ühemoodi{0}}kiud (SMF)
Ühemoodi{0}}kiu südamiku läbimõõt on vaid 9 µm, mis toetab ainult ühte valguse edastusrežiimi. Selle sumbumiskoefitsient on madal -, tavaliselt 0,18–0,25 dB/km lainepikkusel 1550 nm -, võimaldades edastada pika-vahemaa kauguselt 10 km-st tunduvalt üle 100 km-ni. Kõige tavalisemad SMF-i tüübid, mille on määratlenudITU-T standardidsisaldab:
- G.652D- Standardne ühemoodi-kiud. See välistab veepiigi 1383 nm juures, toetab CWDM-i 1310–1625 nm aknas ja saavutab PMD alla 0,2 ps/√km. G.652D on magistraalvõrkude, suurlinnavõrkude ja pikamaa{9}}edastuse vaikeseade.
- G.655- Mitte-nulldispersiooni-nihkega kiud, mis töötati algselt välja DWDM-i pikamaa-süsteemide jaoks. Nüüd on uutes juurutustes suures osas asendatud G.652D-ga.
- G.657- Painutage-tundetu kiud FTTH- ja sisekeskkonna jaoks. G.657.A1 lubab minimaalset painderaadiust 10 mm (võrreldes 30 mm G.652D puhul), samas kui G.657.A2 võimaldab painutusi kuni 7,5 mm. G.657.A alamkategooriad ühilduvad G.652D-ga tagasi, mis lihtsustab täiendamise ajal splaissimist.
SMF-i kasutatakse laialdaselt magistraalvõrkudes, metroovõrkudes, pikamaa{0}}edastuses ja välistingimustesFTTH kaabelinstallatsioonid. Tutvuge meiegaühemoodi{0}}kiu tootevalik.
Multi{0}}Mode Fiber (MMF)
Mitmerežiimilise kiu südamiku läbimõõt on suurem, 50 µm (või 62,5 µm pärand-OM1 puhul), mis toetab korraga mitut valgusrežiimi. Kuigi edastuskaugus on piiratud - tavaliselt alla 550 m -, sobib MMF hästi madala-hinnaga VCSEL-i (vertikaalset-õõnsusega pinna{10}}kiirgavate laseri) transiiiveritega, muutes selle kulu{11}}tõhusaks lühikeste-ulatusvõimega, kiirete{{13} linkide puhul. Kaasaegsed rahaturufondide klassid, mis on klassifitseeritudISO/IEC 11801sisaldab:
- OM3- Laser-optimeeritud kiud efektiivse modaalse ribalaiusega (EMB) 2000 MHz·km 850 nm juures. Toetab 10GBASE-SR kuni 300 m ja 40G/100GBASE-SR4 kuni 100 m.
- OM4- Täiustatud ribalaius 4700 MHz·km 850 nm juures. Laiendab 10 GBASE-SR 400 meetrini, 40 GBASE-SR4 150 meetrini ja 100 GBASE-SR4 100 meetrini. Uutes andmekeskuse ehitustes kõige laialdasemalt kasutusele võetud rahaturufondi klass.
- OM5- Lairiba mitmemoodi{1}}kiud (WBMMF) täiendava määratud lainepikkusega 953 nm juures lühikese-lainepikkusjaotusega multipleksimiseks (SWDM), mis toetab 40G/100G/400G vähemal kiududel.
MMF on esimene valik andmekeskuse sisemise kaabli, ülikoolilinnaku võrkude ja seadmete ruumide ühenduste jaoks. Sirvige meiemitmemoodilised kiudtootedOM3, OM4 ja OM5 valikute jaoks.
Kaabli struktuur erinevatele keskkondadele
Lisaks kiu tüübile on kaabli ehitus kriitiline. Paindlikkuse ja hõlpsa lõpetamise tagamiseks kasutatakse siseruumides tihedaid-puhverdatud kaableid. Välistingimustes kasutatakse lahtiste-torude, geeliga-täidetud või kuiva veega-blokeeritud soomustega kaableid otseseks matmiseks, kanali- või õhupaigaldisteks -, mis on loodud niiskuse sissetungimise, tõmbekoormuse ja muljumisjõudude vastu.
Fiiberoptiliste pistikute tüübid ja otste{0}}poleerimine
Kiudoptilised pistikud on ülitäpsed mehaanilised komponendid, mis loovad optiliste kiudude vahel eemaldatavad ühendused. Nende peamised jõudlusnäitajad - sisestamise kadu (IL), tagastamise kadu (RL), vastupidavus ja keskkonnastabiilsus - mõjutavad otseselt lingi kvaliteeti. Halb joondus, ots{5}}pinna saastumine või struktuuridefektid halvendavad või katkestavad optilise edastuse.
Levinud pistikutüübid
- LC pistik- Väike vorm-1,25 mm keraamilise ümbrisega ja tõuke-tõmblukuga. Võimaldab kaks korda suuremat porditihedust kui SC. Domineerib suure-tihedusega andmekeskustes ja standardliideses 10G/25G/40G/100G transiiveritele.
- SC pistik- 2.5 mm ümbris koos tõuke-tõuke-muhviga. Tugev, hõlpsasti lõpetatav ja kulutõhus-. Laialdaselt kasutatav telekommunikatsiooni juurdepääsu, FTTH ONT ühenduste ja PON-seadmete jaoks.
- FC pistik- Keermestatud kruvi-ühendusel, mis tagab suurepärase mehaanilise stabiilsuse ja vibratsioonikindluse. Levinud katseseadmetes, optilistes ülekandesüsteemides ja tööstuslikes keskkondades.
- MPO/MTP pistik- Mitme kiudude massiivi pistik, mis toetab 8–72 kiudu ühes ümbrises. Vajalik paralleelseks optiliseks edastuseks 400G/800G andmekeskuse ühendustes. Vaadake meieMPO/MTP tooted.
Lõpp-Näo poleerimine: arvuti, UPC ja APC
Otsapinna-poleerimine määrab otseselt tagastuskao. Kolm tüüpi on standardkasutuses, mida reguleeribIEC 61755(otsa-pinna geomeetria) ja IEC 61753 (jõudlusastmed):
- PC (füüsiline kontakt)- Kergelt kumer kõver otsekontakti jaoks. Tagastuskadu 40 dB või suurem. UPC asendab selle suures osas ühe-režiimiga rakendustes.
- UPC (ultrafüüsiline kontakt)- Peenem poleerimine, mille tagastuskadu on suurem või võrdne 50 dB. Vaikimisi andmekeskuse, LAN-i ja digitaalsete telekommunikatsiooni linkide jaoks. Sinise värvi kodeering.
- APC (nurkne füüsiline kontakt)- 8 kraadise nurga all olev ots-nägu suunab peegeldused kattesse. Tagastuskadu 60 dB või suurem. Nõutav CATV-, PON/FTTH-, DWDM- ja{5}}peegeldustundlikes süsteemides. Rohelise värvi kodeering.
Tähtis:APC- ja UPC-pistikuid ei tohi kunagi omavahel ühendada. Geomeetria mittevastavus põhjustab tõsist sisestuskaotust ja võib kahjustada mõlemat hülssi.
Peamised jõudlusparameetrid
Iga pistiku ja kaablikomplekti optilise kvaliteedi määravad kaks parameetrit:
Sisestamise kadu (IL)on optiline võimsus, mis kaob, kui signaal läbib pistikut, splaissi või komponenti. Tüüpiline IL peaks olema tehasekoostude puhul alla 0,3 dB ja väljalülituste puhul alla 0,5 dB. Madalam IL säilitab lingi eelarve ja toetab pikemat ulatust.
Tootmiskahjum (RL)mõõdab, kui palju valgust peegeldub tagasi allika poole. Kõrgemad absoluutsed RL väärtused tähendavad vähem peegeldust. Tööstusstandardid määravad minimaalseks RL-ks 40 dB PC jaoks, 50 dB UPC ja 60 dB APC pistikute jaoks. Liigne tagasi{6}}peegeldus destabiliseerib lasereid, suurendab bitivigade määra ja põhjustab analoogsüsteemides moonutusi.
Muude kriitiliste parameetrite hulka kuuluvad sumbumiskoefitsient (dB/km), ribalaius (MMF-i puhul MHz·km), kromaatiline dispersioon ja polarisatsioonirežiimi dispersioon (PMD). Kõik tuleb kontrollida vastavaltkiudoptiliste kaablite testimise standardidenne vastuvõtmist.
Tehnilised rakendused: paigaldus ja hooldus
Isegi parimad kiud ja pistikud ei tööta ilma õigete paigaldustavadeta.
Lõpp-näo puhastamine on kõige olulisem ülesanne.Nii väikesed kui 1 µm tolmuosakesed võivad blokeerida olulise osa ühemoodi{1}}kiu 9 µm tuumast. Iga konnektorit tuleb enne paaritumist üle vaadata ja puhastada, kasutades ebemevabasid tampoone, IPA puhastuspliiatseid või kassett{5}}tüüpi puhastusvahendeid, seejärel kontrollida kiudmikroskoobiga 200-kordse või suurema suurendusega.
Painderaadiusest tuleb kinni pidada.Minimaalse painderaadiuse ületamine toob kaasa mikropainde kadu. Standardse ühemoodi{1}}kaabli puhul on see piir tavaliselt 30 mm; G.657.A1 painde{5}}tundetu kiu puhul langeb see 10 mm-ni.
Tõmbekoormuse piire ei tohi ületada.Kaablite tõmbamine paigaldamise ajal üle nende nominaaljõu võib kaabli sees olevad kiud välja venitada või puruneda. Kasutage alati sobivat tõmbevarustust ja järgige tootja spetsifikatsioone.
Suuremahuliste{0}}projektide jaoks, naguandmekeskuse ühenduvuse juurutamine, tehases-testitud jõudlusega eel-ühendatud kaablikomplektid vähendavad paigaldusaega ja minimeerivad saastumise riski.
Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on ühemoodi{0}}- ja mitme-moodide kiudude vahel?
Ühemoodi{0}}kiul on 9 µm südamik, mis kannab ühte valgusrežiimi, mis toetab edastamist 10 km-lt üle 100 km-ni. Mitmemoodi{5}}kiul on 50 µm südamik, mis kannab mitut režiimi, mis piirab leviala mõnesaja meetriga, kuid kasutab odavamaid VCSEL-i transiivereid kulu-tõhusate lühiulatuslike{8}}linkide jaoks.
Mida tähendavad PC, UPC ja APC tagastuskao väärtused?
PC saavutab 40 dB või suurem, UPC 50 dB või suurem ja APC 60 dB või suurem. Kõrgemad väärtused tähendavad vähem tagasi-peegeldust. APC 8-kraadine ots{7}}on parim valik peegeldustundlike süsteemide jaoks, nagu PON, CATV ja DWDM.
Kas APC- ja UPC-pistikuid saab omavahel ühendada?
Ei. Nurga all olevad ja lamedad otsad{1}} tekitavad paaritumisel õhupilu, põhjustades suurt sisestuskadu ja füüsilisi kahjustusi. Sobitage APC alati APC-ga ja UPC UPC-ga.
Kui suur on OM3 ja OM4 kiu maksimaalne ulatus?
10 GBASE-SR jaoks toetab OM3 kuni 300 m ja OM4 kuni 400 m. MPO-pistikutega 100 GBASE-SR4 puhul ulatub OM3 70 meetrini ja OM4 100 meetrini, nagu on määratletud IEEE 802.3 Etherneti standarditega.
Miks on näo puhastamine{0}}nii oluline?
Saastumine on kiudühenduse rikete peamine põhjus. Üksik tolmuosake südamikus võib märkimisväärselt suurendada sisestamiskadu. Iga konnektorit tuleb enne iga paaritamist puhastada ja kontrollida.