В современном мире необходимо качественно и быстро передавать информацию. Сегодня нет более совершенного и эффективного способа передачи данных, чем оптоволоконный кабель. Если кто-то думает, что это уникальная разработка, то он глубоко ошибается. Первые оптические волокна появились еще в конце прошлого столетия, и до сих пор ведутся работы по развитию этой технологии.
На сегодняшний день мы уже имеем передающий материал, уникальный по свойствам. Его применение получило широкую популярность. Информация в наше время имеет большое значение. С помощью нее мы общаемся, развиваем экономику и быт. Скорость передачи информации при этом должна быть высокой для того, чтобы обеспечить необходимый темп современной жизни. Поэтому сейчас многие интернет провайдеры внедряют оптоволоконный кабель.
Этот тип проводника предназначен только на передачу импульса света, несущего часть информации. Поэтому его применяют для передачи информативных данных, а не для подключения питания. Оптоволоконный кабель дает возможность повысить скорость в несколько раз, в сравнении с проводами из металла. При эксплуатации он не имеет побочных явлений, ухудшения качества на расстоянии, перегрева провода. Достоинством кабеля на основе оптических волокон является невозможность влияния на передаваемый сигнал, поэтому ему не нужен экран, блуждающие токи на него не действуют.
Классификация
Оптоволоконный кабель имеет большие отличия от витой пары, исходя из области применения и места монтажа. Выделяют основные виды кабелей на основе оптического волокна:
- Для внутреннего монтажа.
- Установки в кабельные каналы, без брони.
- Установки в кабельные каналы, бронированный.
- Укладки в грунт.
- Подвесной, не имеющий троса.
- Подвесной, с тросом.
- Для подводного монтажа.
Устройство
Самое простое устройство имеет оптоволоконный кабель для внутреннего монтажа, а также кабель обычного исполнения, не имеющего брони. Наиболее сложная конструкция у кабелей для подводного монтажа и для монтажа в грунт.
Кабель для внутреннего монтажа
Внутренние кабели делят на абонентские, для прокладки к потребителю, и распределительные для создания сети. Оптику проводят в кабельных каналах, лотках. Некоторые разновидности прокладывают по фасаду здания до распредкоробки, либо до самого абонента.
Устройство оптоволокна для внутренней прокладки состоит из оптического волокна, специального защитного покрытия, силовых элементов, например, троса. К кабелю, прокладываемому внутри зданий, предъявляются требования пожарной безопасности: стойкость к горению, низкое выделение дыма. Материал оболочки кабеля состоит из полиуретана, а не полиэтилена. Кабель должен быть легким, тонким и гибким. Многие исполнения оптоволоконного кабеля облегчены и защищены от влаги.
Внутри помещений кабель обычно прокладывается на небольшие расстояния, поэтому о затухании сигнала и влиянии на передачу информации речи не идет. В таких кабелях количество оптоволокна не более двенадцати. Существуют и гибридные оптоволоконные кабели, имеющие в составе витую пару.
Кабель без брони для кабельных каналов
Оптика без брони применяется для монтажа в кабельные каналы, при условии, что не будет механических воздействий снаружи. Такое исполнение кабеля применяется для тоннелей и коллекторов домов. Его укладывают в трубы из полиэтилена, вручную или специальной лебедкой. Особенностью такого исполнения кабеля является наличие гидрофобного наполнителя, гарантирующего нормальную эксплуатацию в кабельном канале, защищает от влаги.
Кабель с броней для кабельных каналов
Оптоволоконный кабель с броней применяется тогда, когда присутствуют нагрузки снаружи, например, на растяжение. Броня выполняется по-разному. Броня в виде ленты применяется, если нет воздействия агрессивных веществ, в, тоннелях и т.д. Конструкция брони состоит из стальной трубы (гофрированная, либо гладкая), с толщиной стенки 0,25 мм. Гофрирование выполняют тогда, когда это является одним слоем защиты кабеля. Оно защищает оптическое волокно от грызунов, увеличивает гибкость кабеля. При условиях с большим риском повреждений применяют броню из проволоки, например, на дне реки, или в грунте.
Кабель для укладки в грунт
Для монтажа кабеля в грунт применяют оптоволокно с броней из проволоки. Могут использоваться также кабели с ленточной броней, усиленные, но они не нашли широкого применения. Для прокладки оптоволокна в грунт задействуют кабелеукладчик. Если монтаж в грунт осуществляется в холодное время при температуре менее -10 градусов, то кабель заранее нагревают.
Для мокрого грунта применяют кабель с герметичным оптоволокном в металлической трубке, а броня из проволоки пропитывается водоотталкивающим составом. Специалисты делают расчеты по укладке кабеля. Они определяют допустимые растяжения, нагрузки на сдавливание и т. д. Иначе по истечении определенного времени оптические волокна повредятся, и кабель придет в негодность.
Броня оказывает влияние на величину допускаемой нагрузки на растяжение. Оптоволокно с броней из проволоки выдерживает нагрузку до 80 кН, с ленточной броней нагрузка может быть не более 2,7 кН.
Подвесной оптоволоконный кабель без брони
Такие кабели устанавливаются на опоры линий связи и питания. Так производить монтаж проще и удобнее, чем в грунт. При этом есть важное ограничение – во время монтажа температура не должна опускаться ниже -15 градусов. Сечение кабеля имеет круглую форму. Благодаря этому уменьшаются нагрузки от ветра на кабель. Расстояние между опорами должно быть не больше 100 метров. В конструкции есть силовой элемент в виде стеклопластика.
Благодаря силовому элементу кабель может выдержать большие нагрузки, направленные вдоль него. Силовые элементы в виде арамидных нитей применяют при расстояниях между столбами до 1000 метров. Достоинством арамидных нитей, кроме малой массы и прочности, являются диэлектрические свойства арамида. При ударе молнии в кабель, никаких повреждений не будет.
Сердечники подвесных кабелей бывают разными. По их типу кабели делят на:
- Кабель с сердечником в виде профиля, оптоволокно устойчиво к сдавливанию и растяжению.
- Кабель с модулями скрученного вида, оптические волокна проложены свободно, имеется устойчивость к растяжению.
- С оптическим модулем, сердечник кроме оптоволокна ничего в составе не имеет. Недостаток такого исполнения – неудобно идентифицировать волокна. Преимущество – малый диаметр, низкая стоимость.
Оптоволоконный кабель с тросом
Тросовое оптоволокно является самонесущим. Такие кабели применяются для прокладки по воздуху. Трос бывает несущим или навивным. Есть модели кабеля, в котором оптоволокно находится внутри молниезащитного троса. Кабель, усиленный профильным сердечником, обладает достаточной эффективностью. Трос состоит из стальной проволоки в оболочке. Эта оболочка соединена с оплеткой кабеля. Свободный объем заполнен гидрофобным веществом. Такие кабели прокладывают с расстоянием между столбами не более 70 метров. Ограничением кабеля является невозможность прокладки на линию электропитания.
Кабели с тросом для грозовой защиты устанавливаются на высоковольтных линиях с фиксацией на заземление. Тросовый кабель используется при рисках его повреждения животными, либо на большие дистанции.
Оптоволоконный кабель для укладки под водой
Такой тип оптоволокна обособлен от остальных, потому что его укладка проходит в особых условиях. Все подводные кабели имеют броню, конструкция которой зависит от глубины прокладки и рельефа дна водоема.
Некоторые виды подводного оптоволокна по исполнению брони с:
- Одинарной броней.
- Усиленной броней.
- Усиленной двойной броней.
- Без брони.
1› Изоляция из полиэтилена.
2› Майларовое покрытие.
3› Двойная броня из проволоки.
4› Гидроизоляция алюминиевая.
5› Поликарбонат.
6› Центральная трубка.
7› Заполнитель гидрофобный.
8› Оптоволокно.
Размер брони не зависит от глубины прокладки. Армирование защищает кабель только от обитателей водоема, якорей, судов.
Сварка оптоволокна
Для сварки используется сварочный аппарат специального типа. В его составе содержится микроскоп, зажимы для фиксации волокон, дуговая сварка, камера термоусадки для нагрева гильз, микропроцессор для управления и контроля.
Краткий техпроцесс сварки оптоволокна:
- Снятие оболочки стриппером.
- Подготовка к сварке. На концы надеваются гильзы. Концы волокон обезжириваются спиртом. Конец волокна скалывается специальным приспособлением под определенным углом. Волокна укладываются в аппарат.
- Сварка. Волокна выравниваются. При автоматическом управлении положение волокон устанавливается автоматически. После подтверждения сварщика, волокна свариваются аппаратом. При ручном управлении все операции проводятся вручную специалистом. При сварке волокна плавятся дугой электрического тока, совмещаются. Затем свариваемое место прогревается во избежание внутренних напряжений.
- Проверка качества. Автомат сварки проводит анализ картинки места сварки по микроскопу, определяет оценку работы. Точный результат получают рефлектометром, который выявляет неоднородность и затухание на линии сварки.
- Обработка и защита свариваемого места. Надетая гильза сдвигается на сварку и закладывается в печь для термоусадки на одну минуту. После этого гильза остывает, ложится в защитную пластину муфты, накладывается запасное оптическое волокно.
Достоинства оптоволоконного кабеля
Основным достоинством оптоволокна является повышенная скорость передачи информации, практически нет затухания сигнала (очень низкое), а также, безопасность передачи данных.
- Невозможно подключиться к оптической линии без санкций. При любом включении в сеть оптические волокна повредятся.
- Электробезопасность. Она повышает популярность и область применения таких кабелей. Их все больше используют в промышленности при опасности взрывов на производстве.
- Имеет хорошую защиту от помех природного происхождения, электрооборудования и т.д.
Буквально за пару последних десятилетий компьютерные устройства для связи, общения, работы или развлечений появились практически в каждой семье. Соединения абонентов осуществляются по телефонным линиям, радиоканалам, а в последнее время широко применяется оптоволокно.
Мне пришлось на собственном опыте оценить возможности этой технологии. На его основе публикую советы домашнему мастеру по подключению к интернет своего компьютера по оптоволоконному кабелю и созданию квартирной проводной и беспроводной сети с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.
Первое знакомство с новой технологией
Полтора десятка лет назад на подстанцию 330 кВ, где я работал, пришло новое оборудование, осуществляющее регистрацию и обработку информации электрических сигналов от сети очень большего количества датчиков, расположенных в разных местах - регистратор «Парма».
Это обыкновенный компьютер со своим программным обеспечением, выполняющий чисто электротехнические задачи.
Его монтаж, подключение и наладка были поручены нам за исключением сборки и настройки оптоволоконных магистралей. Опыта работы с ними мы не имели.
До этого момента связь с этими датчиками происходила по обычным электрическим цепям, которые называют вторичными. Однако целая группа этих устройств находилась на большом удалении. Проект предусматривал обмен информацией с ними по оптоволоконному кабелю. Его внутрь кабельного канала мы укладывали сами, а подключением и проверкой занимался приехавший из Санкт Петербурга представитель производителя.
Именно тогда стало понятно, что без специализированного оборудования и должных навыков работать с оптоволокном нельзя. Своими руками с ним ничего сделать невозможно.
Конструкция оптоволоконного кабеля
Передача информации происходит по оптическим магистралям, состоящим из отдельных носителей, объединённых в общую конструкцию - кабель оптоволокна.
Принцип работы оптического носителя
Обмен информацией происходит за счет прохождения света лазера от встроенного светодиода. Его передача осуществляется импульсами двоичного кода в одном направлении. Поэтому для обмена сведениями создано сразу два индивидуальных канала.
О конструкции кабеля
Стекло относится к хрупким материалам. Его можно легко разбить, а оптоволокно работает за счет использования стеклянных волокон. Понятно, что они требуют надежной защиты как от механических повреждений, так и от потерь световой энергии.
С этой целью оптические носители разными способами объединяют в жесткие модули и создают из них оптоволоконный кабель. Он может быть разной конструкции. Одна из них показана на схеме.
У нас на подстанции были использованы два вида кабеля: один диаметром 6 мм, а второй толщиной указательного пальца руки.
Довольно подробно вопрос этой технологии изложен в видеоролике GalileoRU «Оптоволокно».
Прокладка оптоволокна на местности
Прошлой зимой около нас проводилась механизированная укладка такого кабеля непосредственно в грунт.
Работу выполняли три, а на сложном рельефе четыре трактора, сцепленные цугом. Они тащили плуг кабелеукладчика, заглубленный в землю на полтора метра. На тележке этого механизма расположена большая кабельная катушка, которая при ручном раскручивании оператором выдает кабель через каналы плуга в прорываемую траншею.
Сверху оптоволокна на слой земли автоматически укладывается хорошо видимая сигнальная лента. Сразу же происходит ее засыпка грунтом, а на поверхности почвы остается след углубления порядка двадцати сантиметров или чуть больше.
Через какое-то время все неровности сравняли ножом бульдозера легкого колесного трактора. Летом маршрут прокладки зарос травой. Но на местности его можно восстановить по бетонным столбикам.
Технология подключения
На подъездной доске объявлений увидел заинтересовавшее меня сообщение от Белтелеком.
Оно же было размещено на всех рядом расположенных зданиях. Таким оригинальным способом провайдер сообщал, что эра пользования медными телефонными кабелями в нашем районе заканчивается, а расположенные рядом АТС в скором времени прекратят свою работу.
Все пользователи стационарных телефонов должны сделать выбор:
- согласиться с переходом на новое оборудование, предлагаемое провайдером;
- или отказаться, оставшись на старом медном кабеле.
Выбор добровольный, но очень скоро АТС будет остановлена: телефонная связь по медному кабелю автоматически прекр к интерне атится. Придется заключать повторный договор и платить деньги за эту услугу. Замену же старого оборудования и монтаж нового сейчас провайдер выполняет за собственные деньги, клиентам это все предоставляется бесплатно.
Сразу замечу, что меня не удовлетворяла. Интересовал безлимитный интернет по выгодному тарифу от провайдера.
Поэтому дал согласие провайдеру чтобы интернет подключить через оптоволокно.
Проводимые работы выполнялись в три этапа:
- Монтаж сети оптоволокна;
- Получение нового модема и его установка;
- Создание и подключение оборудования домашней сети к интернет через оптоволокно.
Монтажные работы
Буквально через несколько дней после расклейки объявлений в доме появились бригады монтажников с . Грохот от них не смолкал два дня. Панельная конструкция пятиэтажного здания обладает хорошей акустикой: звуки распространяются во все стороны.
Работа выполнялась одновременно в подъездах и квартирах.
Монтаж оборудования в подъезде
Внутри дома работали две отдельные бригады.
Первый день
Электромонтажники пробивали небольшие отверстия через межэтажные перекрытия, крепили пластиковые пеналы и укладывали в них оптоволоконный кабель диаметром 6 мм.
К концу дня он висел свернутыми кольцами над каждой дверью.
Окончание каждого было закрыто специальной заглушкой.
Последующие дни
Посередине лестничной площадки вдоль стены пробивали отверстия в бетонных плитах под пластиковые трубы диаметром 4 см.
Это наиболее громкий период работы. Если грохот первого дня можно удовлетворительно перетерпеть, находясь в квартире, то на этом этапе лучше удалиться подальше и до вечера провести время в другом месте.
Процесс заканчивается установкой оборудования оптических распределительных коробок и пластиковых труб для кабелей оптоволокна.
Для питания мощного перфоратора электромонтажники использовали катушку удлинитель и подключались к розетке домофона, вскрыв общеподъездную коробку.
Выдергивая шнур питания электромагнитов двери они создав несанкционированный доступ любых людей в подъезд. Свой удлинитель включали в эту розетку.
Какие стояли в воздухе и что было раскидано по всему подъезду описывать не буду. Наведение обычного порядка заняло не один день.
Монтаж оборудования в квартире
Параллельно с работами в подъезде специалист провайдера заключал договор с клиентами, разъяснял требования безопасности по обращению с хрупким оптоволокном, помогал советами по выбору места установки оптической розетки.
Ее монтаж могут выполнить в любом месте. Я выбрал угол коридора около домофона и старой . Высота модема на уровне колена вполне устраивала.
Длина оптоволоконного кабеля по квартире составила всего несколько десятков сантиметров. Отверстие пробили перфоратором на уровне плинтуса.
Через него со стороны подъезда просунули отрезок стальной проволоки.
На обратной стороне изолентой был примотан конец оптоволоконного кабеля.
От этого места закрепили пластиковые короба.
Установили корпус оптической розетки на стену.
Уложили оптоволокно, сделав небольшую бухту в специальных пазах.
Закрыли короба крышками.
Окончание этих работ было зафиксировано в документации мастера электромонтажников и заверено моей подписью.
Важным требованием по месту установки модема является наличие рядом с ним электрической розетки для подключения блока питания. Его относительно короткий шнур ограничен расстоянием до одного метра.
Мне пришлось дополнительно заняться специально для модема. : около плинтуса. Расположение в углу ограничивает случайный доступ к ней.
Получение модема и подготовка к переключениям на оптоволокно
Через несколько дней у меня в почтовом ящике появилось извещение от провайдера с предложением прибыть в сервисный центр для документального оформления нового договора.
Организационные вопросы
Когда пришел в сервисный центр, то скопления клиентов и очереди не было. Указанная дата и время прибытия оправдали мои ожидания.
Оператор провайдера быстро выполнила свою работу, а я получил на руки оформленную документацию и коробку с модемом.
Удивило то, что, получая в прошлый раз ADSL модем и соответствующие аксессуары к нему, все оборудование было уложено в фирменный полиэтиленовый пакет с рекламой компании. Сейчас же эту коробку пришлось засунуть под мышку: провайдер сэкономил на таре.
Оператор разъяснил, что устанавливать модем и прокладывать проводную сеть от него прибудет бригада электромонтажников. Работы будут выполняться по наряду. Оформленный бланк для его проведения она вложила в коробку. Момент окончания монтажа я обязан подтвердить своими подписями и должен передать оформленный документ мастеру.
Затем последует очередной этап: прибудет специалист сервисного центра для подключения к интернет моего оборудования через оптоволокно. В его же задачу входит снятие ADSL модема телефонной сети, сплиттера и лишних кабелей.
Я, как клиент провайдера, обязан вернуть в сервисный центр снятое оборудование в день перехода на оптоволокно или в крайнем случае на следующий.
Технические мероприятия
Через несколько дней после посещения сервисного центра ко мне в квартиру прибыли два электромонтажника. Я передал им модем оптоволокна для установки на стену.
Его монтаж выполнен быстро: пробили два отверстия перфоратором и через дюбеля закрепили саморезами корпус, вставили в него модем, подключили оптоволоконный кабель.
В квартире по периметру пола расположены пластиковые плинтуса. Внутрь их скрытно проложили два провода витой пары от модема к телефону и телевизору. Меня беспокоила их длина: предполагал, что она ограничена стандартными размерами.
Но вопрос решился очень просто. У монтажников большая бухта такого кабеля. Они отрезают необходимый кусок, укладывают его, а затем оконцовывают со всех сторон.
Обжим наконечников разъемами RJ-45 кабеля приставки интерактивного телевидения и RJ-11 для телефона выполняли клещами REXANT.
После выполнения этих операций я расписался в наряде и отдал его мастеру электромонтажников.
Создание и настройки сети интернет
Схема ввода
Фактически сеть для подключения модема оптоволокна к интернет была собрана. Осталось перекоммутировать на него управление телефоном, телевизором и компьютером, подать напряжение питания, выполнить наладку всех устройств.
Эта схема очень напоминает работу через медный телефонный кабель. Отличие в том, что здесь стационарный телефон подключен после модема и теряет свою автономность при его отключении.
Если пропадает напряжение питания бытовой сети 220 вольт, то любой модем всегда отключается. Когда он работает по технологии ADSL, то телефон с линией АТС остается соединенным через сплиттер, а связь старых аппаратов без отдельного блока питания не теряется. Абонент может позвонить куда угодно, включая экстренные службы помощи для решения своих вопросов.
В схеме подключения к сети интернет через оптоволокно этой возможности нет. Остается надежда только на мобильную связь.
Наладочные работы
После завершения всех операций электромонтажниками осталось подключить оптоволоконное оборудование, выполнить настройки компьютера, сети Wi-Fi, телефона, телевизора под его характеристики. Этими вопросами занялись специалисты провайдера, прибывшие через три дня ожидания.
Один из них подал питание на модем оптоволокна, достал ноутбук и стал выполнять его настройки.
Ввел необходимые данные для подключения телефон по новой сети.
Настройка пароля сети Wi-Fi и всего оборудования выполняется специалистом провайдера. Это отличие от подключения к интернет по кабельной телефонной линии, где обычный пользователь может входить в настройки модема через патч корд и менять пароли по своему усмотрению.
Однако продвинутый пользователь имеет возможность изменять настройки оптоволоконного модема за счет входа в роутер по адресу 192.168.100.1 через заводской логин и пароль, которые провайдер не изменяет.
Второй работник за это время разобрал схему питания ADSL-модема, переключил кабели управления телевизором и телефоном на оптоволокно. Он же собрал все старое оборудование, которое подлежит сдаче.
Проверили скорость интернета на компьютере.
Меня еще раз предупредили, что необходимо ехать в сервисный центр провайдера, сдать старое оборудование: ADSL-модем, сплиттер и кабели к ним, перевести деньги со старого счета на новый.
При переходе на оптоволокно пользователю предоставляется новый кабинет на сервисе провайдера, а старый прекращает действовать: до момента пополнения денег на нем интернет перестанет работать.
Перспектива остаться без интернета на время более суток меня не устраивала. Спросил, как можно решить этот вопрос. Мне помогли оформить обещанный платеж, который необходимо подтвердить реальной оплатой в течение трех дней.
Все эти операции заняли около 10 минут. Я поблагодарил специалистов провайдера за выполненную работу и отправился в сервисный центр, где быстро удалось решить все вопросы и сменить тарифный план на более выгодный.
Когда вечером пришел домой, то обнаружил, что стационарный телефон перестал работать. Это расстроило. Искать специалистов было поздно. Оставил это занятие на следующий день.
Утром телефон уже работал на новом номере, а скорость интернета резко увеличилась.
Таким образом произошло подключение к сети интернет через оптоволокно моего компьютера.
Владелец видеоролика Diplomatrutube подробно объясняет вопрос как «Технология PON проходит путь от телефонной станции до квартиры».
Если у вас остались вопросы по теме, то задавайте их в комментариях.
Рассказывалось о самых распространенных типах оптоволоконного кабеля, применяемых на Украине. А сегодня - кабель в разрезе, и по ходу повествования - некоторые практические моменты его монтажа.
Мы не будем останавливаться на подробной структуре всех видов кабеля. Возьмем некий усредненный типовой ОК:
- Центральный (осевой) элемент.
- Оптическое волокно.
- Пластиковые модули для оптических волокон.
- Пленка с гидрофобным гелем.
- Полиэтиленовая оболочка.
- Броня.
- Внешняя полиэтиленовая оболочка.
Что же представляет каждый слой при подробном рассмотрении?
Центральный (осевой) элемент
Стеклопластиковый прут в полимерной оболочке или без нее. Основное назначение - придает жесткость кабелю . Стеклопластиковые стержни без оболочки плохи тем, что легко ломаются при изгибе и повреждают расположенное вокруг них оптоволокно.
Оптическое волокно
Нити оптического волокна чаще всего имеют толщину в 125 микрон (примерно с волос). Они состоят из сердечника (по которому, собственно, идет передача сигнала) и стеклянной же оболочки немного другого состава, обеспечивающей полное преломление в сердечнике.
В маркировке кабеля диаметр сердечника и оболочки обозначается цифрами через слэш. К примеру: 9/125 - сердцевина 9 мкм, оболочка - 125 мкм.
Количество волокон в кабеле варьируется от 2 до 144, это также фиксируется цифрой в маркировке.
В зависимости от толщины сердечника оптоволокно подразделяется на одномодовое (тонкий сердечник) и многомодовое (большего диаметра). В последнее время многомод применяется все реже, поэтому останавливаться на нем не будем. Отметим только, что предусмотрен он для использования на небольшие расстояния. Оболочку многомодового кабеля и патчкордов обычно делают оранжевого цвета (одномодовый - желтый).
В свою очередь одномодовое оптическое волокно бывает:
- Стандартное (маркировка SF, SM или SMF );
- Со смещенной дисперсией (DS, DSF );
- С ненулевой смещенной дисперсией (NZ, NZDSF или NZDS).
В общих чертах - оптоволоконный кабель со смещенной дисперсией (в т.ч. с ненулевой) применяется на гораздо большие расстояния, чем обычный.
Поверх оболочки стеклянные нити покрыты лаком, и этот микроскопический слой тоже играет важную роль. Оптоволокно без лакового покрытия повреждается, крошится и ломается при малейшем воздействии. В то время как в лаковой изоляции его можно скручивать и подвергать некоторой нагрузке. На практике оптоволоконные нити неделями выдерживают вес кабеля на опорах, если в процессе эксплуатации рвутся все остальные силовые стержни.
Однако не стоит возлагать на прочность волокон слишком большие надежды - даже покрытые лаком они легко ломаются. Поэтому при монтаже оптических сетей, особенно при ремонте действующих магистралей, требуется предельная аккуратность.
Пластиковые модули для оптических волокон
Это пластиковые оболочки, внутри которых - пучок оптоволоконных нитей и гидрофобная смазка. В кабеле может быть либо одна такая туба с оптоволокном, либо несколько (последнее - чаще, особенно если волокон много). Модули выполняют функцию защиты волокон от механических повреждений
и попутно - их объединения и маркировки (если модулей в кабеле несколько). Однако нужно помнить, что пластиковый модуль при изгибе довольно просто переламывается, и ломает находящиеся в нем волокна.
Какого-то одного стандарта на цветную маркировку модулей и волокон нет, но каждый производитель прикрепляет к барабану с кабелем паспорт, в котором это обозначено.
Пленка и полиэтиленовая оболочка
Это элементы дополнительной защиты волокон и модулей от трения, а также влаги - в некоторых видах оптического кабеля под пленкой содержится гидрофоб. Пленка сверху может быть дополнительно армирована переплетением нитей и пропитана гидрофобным гелем.
Пластиковая оболочка выполняет те же функции, что и пленка, плюс служит прослойкой между броней и модулями. Есть модификации кабеля, где ее вообще нет.
Броня
Это может быть либо кевларовая броня (сплетенные нити), либо кольцо стальных проволок, либо лист гофрированной стали:
- Кевлар применяется в тех видах оптоволоконного кабеля, где содержание металла недопустимо или если нужно снизить его вес.
- Кабель с броней из стальных проволочек предназначен для подземной укладки непосредственно в грунт - прочная броня защищает от многих повреждений, в т.ч. от лопаты.
- Кабель с гофроброней прокладывают в трубах или кабельной канализации, защитить такая броня может лишь от грызунов.
Внешняя полиэтиленовая оболочка
Первый и практически самый важный уровень защиты. Плотный полиэтилен призван выдерживать все нагрузки, выпадающие на долю кабеля, поэтому если он повреждается, существенно увеличивается риск порчи кабеля. Нужно следить, чтобы оболочка:
a) Не была повреждена при монтаже - иначе попавшая внутрь влага увеличит потери на линии;
b) Не касалась в процессе эксплуатации о дерево, стену, угол или ребро конструкции и т.д., если есть риск возникновения трения в этом месте при ветровых и иных нагрузках.
Часто можно видеть различную рекламу о качественном интернете и телевидении. Такие свойства сигнал приобретает в результате перемещения к потребителю по линиям из оптических волокон, в которых практически не происходит потерь информации.
Что такое оптоволокно
В обыкновенном проводе электрический сигнал проходит по медному проводнику . В оптических линиях по ним проходят световые фотоны и волны . Оптиковолокно считается самым быстрым способом передачи информации на значительные расстояния. Кабель состоит из нескольких отдельных проводников разделенными между собой специальными покрытиями. В конструкции каждый отдельный элемент проводит информацию, зашифрованную в свет.
В качестве передаваемой информации могут использоваться телефонные и телевизионные данные , а также интернет (благодаря оптоволокну добиваются высокой скорости доступа в Интернет). В настоящее врем все три сигнала для передачи объединяются в один.
Особенности ограничения
За несколько последних лет ограничения по скорости передачи данных в оптических линиях продвинулись намного вперед. Скорость зависит от длины проводника, а также качества самой информации. В одномодовых системах используется скорость от 2,5 Мбит/с до 10 Гбит/с при расстоянии передачи от 10 км и выше. В настоящее время проводятся исследования, в результате которых скоро станет возможной скорость до 160 Гбит/с . Не стоит забывать, что многие кабели изготавливаются многослойными, что позволяет передавать намного больше информации с высокой скоростью.
Достоинства и недостатки
Оптические волокна в процессе эксплуатации потребителями, как и любое техническое изделие, имеет свои плюсы и минусы. К преимуществам данного вида проводника следует отнести:
- Защиту от помех . Любые виды электромагнитного воздействия беспомощны перед оптоволокном. Благодаря этому свойству они могут применяться вблизи мощных источников излучения.
- Не проводит электрический ток , в результате чего конструкционно облегчается изготовление блоков приема и передачи.
- Безопасность информации и совместимость электромагнитных импульсов. Благодаря восприимчивости к любому виду излучений оптико волоконный кабели в процессе эксплуатации не излучают электромагнитных волн в результате чего информация защищена от перехвата.
- Малые затухания . Благодаря применяемым материалам сигнал не теряет своих свойств на больших расстояниях тем самым намного превосходя свои медные аналоги.
- Повышенная пропускная способность и широкополосность . Такие способности позволили передавать в одном оптическом кабеле различные виды сигналов, при этом они перемешиваются и не создают помех друг другу.
- Имеют низкий вес , а в некоторых случаях и стоимость в отличие от электрических проводников.
К недостаткам следует отнести:
- повышенные требования к персоналу в процессе эксплуатации и обслуживания;
- малая прочность в результате чего возникают трещины и разрывы, сигнал начнет затухать, либо прерываться;
- потеря связи при попадании воды внутрь проводника.
Применяемые материалы
В производстве оптоволокна применяются следующие материалы:
- кварцевое стекло;
- материалы на основе полимеров.
Кварцевое стекло
Производится при плавлении минерала кварца , который является ценной породой. В результате его применения оптические волокна приобретают следующие положительные свойства:
Полимерные материалы
Применение таких материалов позволяет использовать оптиковолокно большой толщины, благодаря пластичности и стабильности на изгиб и залом. Недостатком является недопустимость использования
в зонах инфракрасного излучения в результате которого происходит затухание сигнала.
Устройство и принцип работы
Оптические кабели представляют собой проводник, состоящий из нескольких жил обернутый в оплетку-экран. Сами жилы изготавливаются из стекла или полимера и обладают повышенной гладкостью для обеспечения максимальной проводимости.
Веществом, которое переносит информацию является свет, он имеет самую большую скорость перемещения. Кабельные жилы - это, по сути, стеклянные трубки, обернутые в металлическую фольгу, которая служит экраном сохраняющим поток сигнала. Свет, проходя по кабелю отражается от стенок и доходит до приемника. Скорость передачи информации ниже скорости света, в результате того, что фотоны не летят прямолинейно.
Сигнал в результате своего движения все-таки терпит некоторые потери
. Затухание во многом зависит от качества применяемых материалов и условий прокладки оптоволокна. Не малую роль при этом играет и сам передатчик.
Разновидности
В современном исполнении оптическое волокно разделяют на два основных вида, которые отличаются по размеру сердцевины:
- одномодовые;
- многомодовые.
Одномодовые
В таком исполнении сердечник имеет толщину до 8 мкм. Благодаря минимальным размерам по волокну способен проходить единственный луч практически без потерь
. Данный вид применяется в линиях на значительном протяжении, где важно сохранить качество сигнала.
Многомодовые
Данный вид сердечника состоит из волокна толщиной до 62,5 мкм. По таким кабелям способны протекать множественные световые пучки, позволяя перемещаться им одновременно под разными углами к сердцевине. Сигнал в таких проводах испытывает значительные потери в результате многих отражений от оболочки.
Многомодовые оптиковолоконные линии в свою очередь делятся на два типа:
- Градиентные . В таких кабелях плотность сердечника меняется в некоторых местах на протяжении линии, что позволяет сигналу развивать высокую скорость за меньший период времени.
- Ступенчатые . В данном типе исполнения плотность волокон сердечника единая на протяжении всей линии.
Классификация
По способу непосредственного монтажа оптические кабели подразделяются на следующие виды:
- прокладка в земле;
- трубы для канализации, а также коллекторы;
- подводный монтаж;
- воздушные линии.
В зависимости от использования и дальности передаваемого сигнала оптиковолокно разделяют на следующие виды:
- при создании длинных линий на значительные расстояния многоканальной сети применяются магистральные кабели , для обеспечения стабильности сигнала в конструкции используются волокна с сердцевиной до 125 мкм, при длине волны не ниже 1,55 мкм;
- при прокладке многоканальных линий между областями и регионами применяются зоновые провода , в их конструкции используются градиентные волокна;
- городское оптоволокно прокладывают по коллекторам и специальным каналам, по своим некоторым характеристикам схоже с зоновым, длина линии не превышает 10 км;
- прокладка полевых кабелей подразумевает монтаж различными способами, как по воздуху, так и под землей, не подвержен горению, растягиванию, в конструкции используют до 12 волокон;
- подводный кабель обладает высокой устойчивостью к растягиванию и разрыву, не пропускает влаги, имеет пониженный дисперсионный уровень;
- объектовые кабели применяются для монтажа внутри конкретных обособленных участков и каналов, в них не используются гидрофобные материалы, что упрощает процесс прокладки;
- монтажные провода изготавливаются в виде плоского пучка волокон, в них применяются градиентные многомодовые оптические волокна.
По варианту исполнения сердцевины оптического кабеля выделяют следующие виды:
- повивная концентрическая скрутка вокруг одного сердечника;
- центральный провод с числом волокон до 45;
- фигурный сердечник с числом волокон до 576;
- плоское исполнение до 288 волокон в нем.
Способы подключения
При прокладке оптиковолоконного кабеля зачастую приходится использовать разнообразные коммутирующие устройства. Не всегда при прокладке линии хватает длины провода в бухте, а также иногда требуется разветвление большого провода на несколько небольших.
В настоящее время применяется три основных способа коммутации данного кабеля:
- механический;
- метод сварки;
- использование сплайса.
Стоит заметить, что напрямую к компьютеру оптоволокно не подключается. Если в квартиру заведено оптоволокно для доступа к Интернету, то в этом случае нужен специальный роутер с возможностью подключения оптиковолоконного кабеля, или специальный медиаконвертер преобразующий оптический сигнал.
Работу по соединению выполняют в два этапа:
- кусок кабеля небольшого размера с установленным на конце коннектором приваривают к окончанию оптического провода при помощи автоматического сварочного аппарата;
- в последствии установленный коннектор соединяют с разъемом на другом конце кабеля.
Коммутация таким методом требует постоянной чистки в процессе эксплуатации. Потеря сигнала в таком случае велика, производители не рекомендуют применять такой метод для наружного монтажа оптических линий.
Сплайс — это некая конструкция, часто пластиковый блок, внутри которого закрепляются оптические волокна разных кабелей. Процесс соединения выполняют по следующей схеме:
- первоначально от изоляции очищаются два окончания соединяемых кабелей;
- при помощи сплайса происходит совмещение очищенных концов ;
- в последствии место коммутации тщательно изолируется .
Данный способ подразумевает меньшие потери сигнала, чем механический. В процессе эксплуатации необходимо проверять совмещение центров срощенных концов.
Данный метод считается самым надежным и позволяет применять оптиковолоконные провода, срощенные таким образом при наружном монтаже
. Потери сигналов в этом случае минимальные. Для сварки понадобится специальное автоматическое устройство.
Несмотря на то, что многие слышали о существовании оптических волокон и использовании их для скоростной передачи информации, очень мало людей знают, что они собой представляют и каким образом передают данные.
Даже самый простой оптический кабель имеет достаточно сложную структуру. В середине его расположен пучок тонких оптических проводков-волокон изолированных друг от друга, при этом каждое волокно находится в оболочке и имеет специальное изолирующее покрытие. Все волокна протянуты внутри стальной защитной трубки. Поверх трубки идет оплетка из медных токоведущих жил, закрытая слоем медной фольги. Следующий слой – диэлектрическая изоляция, выполненная чаще всего из полиэтилена. Самый верхний слой бронирующий, для обеспечения защиты кабеля от механических повреждений.
Устройство оптоволоконного кабеля
Само по себе оптическое волокно это пластиковая или стеклянная нить, способная проводить световые импульсы, а изменяемая длина волны и показатель преломления светового луча обеспечивает передачу необходимой информации.
Типы оптических волокон
Классификация оптических волокон производится в зависимости от количества мод или лучей, распространяющихся по волокну. Различают:
- волокно одномодовое диаметром 7-9 мкм;
- волокно многомодовое диаметром 50 или 62,5 мкм.
Кроме этого оптические волокна подразделяются на проводники с градиентным показателем преломления луча и со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.
Преимущества оптоволоконной связи
Главное преимущество оптического волокна это высокий уровень пропускной способности в сравнении с коаксиальным кабелем. Большая скорость передачи данных на большие расстояния сопровождается высоким уровнем защиты от внешних помех и шумоподавления. При этом использование оптоволокна обеспечивает надежную защиту данных от несанкционированного доступа. Подключение кабеля с оптическими волокнами позволяет обеспечить одновременную работу сразу нескольких систем, например.