Kaip veikia 2 šviesolaidinis vidaus lauko šviesolaidinis kabelis?
2 skaidulų vidinis lauko kabelis perduoda duomenis per du atskirus stiklo arba plastiko pluoštus, kurie perduoda šviesos signalus naudojant visišką vidinį atspindį. Kiekvienas pluoštas susideda iš šerdies, apvalkalo ir apsauginių sluoksnių, sukurtų patikimai veikti tiek vidaus, tiek lauko aplinkoje.
Pagrindinis perdavimo mechanizmas
Pagrindinė operacija priklauso nuo šviesos fizikos. Optinis pluoštas perduoda šviesą išilgai savo ašies per visą vidinį atspindį, o šerdį supa apvalkalo sluoksnis, pagamintas iš dielektrinių medžiagų. Kai šviesa patenka į pluošto šerdį tinkamu kampu, ji nuolat atsimuša nuo ribos tarp šerdies ir apvalkalo, o ne pabėga.
Taip atsitinka todėl, kad šerdies lūžio rodiklis turi būti didesnis nei apvalkalo, kad apribotų optinį signalą. Pagalvokite apie tai kaip apie prieškambarį su veidrodžiais ant sienų-šviesos signalai sklinda išilgai, atsispindėdami nuo šių vidinių ribų tūkstančius kartų per metrą.
Kaip veikia du pluoštai
2 pluoštų konfigūracijoje kiekviena kryptis veikia nepriklausomai. Vienas pluoštas paprastai tvarko perdavimo signalus, o kitas priima signalus, sukurdamas dvikrypčio ryšio kelią. Šie kabeliai sudaryti iš 2 vienmodžių skaidulų, kurių viduje yra 9 mikronų šerdis, sugeriantys vandenį, aramidiniai siūlai, apvynioti juodu PVC išoriniu apvalkalu.
„2 skaidulų“ žymėjimas reiškia, kad viename kabelių mazge yra du atskiri optiniai keliai. Tai leidžia vienu metu užmegzti dvipusį ryšį be signalo trukdžių, nes kiekvienas pluoštas yra optiškai izoliuotas nuo kito.
Fizinės konstrukcijos sluoksniai
Vidaus ir lauko šviesolaidiniai kabeliai sujungia lauko kabelių pranašumus, pvz., atsparumą drėgmei, atsparumą vandeniui ir geras mechanines charakteristikas, su vidaus kabelių savybėmis, įskaitant antipireną ir elektrinį nelaidumą{0}}.
Pagrindinis sluoksnis: Vidinė dalis, kur sklinda šviesa. Vienmo{1}}modo skaidulose naudojama 9 mikronų šerdis, optimizuota 1310 nm arba 1550 nm šviesos bangos ilgiams.
Apkala: apvalkalas apvyniotas aplink šerdį ir pagamintas iš kitokio tipo stiklo, kurio lūžio rodiklis yra mažesnis nei šerdyje, todėl šviesos signalai išlieka viduje. Ši optinė riba yra ta vieta, kur atsiranda visiškas vidinis atspindys.
Buferinė danga: vidaus kabeliams naudojami sandarūs{0}}buferiniai pluoštai, kurių skersmuo yra 900 μm, o lauko kabeliuose paprastai naudojami spalvoti 250 μm arba 200 μm skersmens pluoštai. Vidiniai / lauko kabeliai užpildo šią spragą tarpiniu būdu.
Stiprybės nariai: Aramidiniai pluoštai (pvz., Kevlaras) yra lankstūs tvirtumo elementai, sujungti su pluoštu. Tai apsaugo nuo gležnų stiklo pluoštų lūžimo, kai laidas traukiamas arba sulenkiamas montavimo metu.
Išorinė striukė: apvalkale naudojamos antipireno{0} medžiagos, pvz., polietilenas, polivinilchloridas arba mažai -dūmų neturintis halogeninis liepsną-laikantis poliolefinas. Išorinė striukė yra atspari drėgmei-, grybeliui- ir UV spinduliams, tinkama požeminiam vamzdžiui, oro arba vidaus / lauko erdvėms.
Vidaus ir lauko našumo reikalavimai
Dviejų{0}}vertimų dizainas sprendžia skirtingus aplinkosaugos iššūkius.
Naudojant patalpose, kabelis turi atitikti priešgaisrinės saugos kodus. Riser Rated (CMR) kabelis atitinka UL-1666, o tai reiškia, kad atliekant vertikalaus degimo bandymą jis savaime užgęsta ir neleidžia liepsnai sklisti kabeliu. Tai svarbu pastatuose, kuriuose kabeliai eina vertikaliai tarp aukštų per stovus arba lifto šachtas.
Naudojant lauke, patvarumas tampa labai svarbus. Lauko šviesolaidiniai kabeliai turi didesnį atsparumą tempimui ir storesnę apsauginę dangą, palyginti su vidaus kabeliais, todėl jie yra patvaresni atšiaurioje lauko aplinkoje. Jie turi atlaikyti UV spinduliuotę, ekstremalias temperatūras, drėgmę ir fizinį krūvį.
Vidaus / lauko kabeliuose įgyvendinamos sausos hidroizoliacijos priemonės, kad būtų išvengta riebalų nutekėjimo, kai kabelis yra vertikaliai, ir naudojamas tai, kad konstrukcijoje nėra metalinių komponentų arba metalinių sutvirtinimo komponentų, kurie lengvai atjungiami elektra.. Tai pašalina riziką, kad elektra tekės į pastatus, išlaikant lauko mechaninį stiprumą.
Signalo perdavimo procesas
Kai reikia siųsti duomenis, elektroninė įranga paverčia elektros signalus į šviesos impulsus naudodama lazerius arba šviesos diodus. Šie šviesos impulsai viename gale patenka į pluošto šerdį.
Šviesa sklinda šviesolaidiniu{0}}optiniu kabeliu, pakartotinai atsimušdama nuo sienų-kiekvienas fotonas pakartotinai atsimuša žemyn vamzdžiu. Kritinis kampas lemia, ar šviesa atsispindi, ar išeina. Kad šviesa visiškai atsispindėtų, kritimo kampas turi būti didesnis už kritinį kampą, kad pluošto viduje esančios dangos sienelės atspindžiai būtų nuolatiniai.
Priėmimo gale fotodetektoriai šviesos impulsus paverčia atgal į elektros signalus, kuriuos tinklo įranga gali apdoroti. Visas perdavimas vyksta stiklo šviesos greičiu-maždaug 200 000 kilometrų per sekundę.
Signalo praradimas ir atstumas
Jokia transmisija nėra tobula. Vienmodžių skaidulų tipinis slopinimas ties 1550 nm yra apie 0,2 dB/km, o esant 1310 nm – apie 0,5 dB/km. Tai reiškia, kad 10 kilometrų kabelis gali sumažinti signalo stiprumą 2–5 decibelais, priklausomai nuo bangos ilgio.
Naudojant SMF28 skaidulą, nuostoliai yra mažesni nei 0,15 dB vienam kilometrui, visų pirma dėl sklaidos, todėl prarandate mažiau šviesos per visą pluošto kilometrą, nei vieną kartą atšokus nuo metalinio veidrodžio. Dėl šio nepaprasto efektyvumo šviesolaidis dominuoja tolimojo-atstumo ryšiuose.
Prisijungimo vietose atsiranda papildomų nuostolių. Gamykloje surinktų vienmodžių jungčių nuostoliai yra 0,1–0,2 dB, o lauke sujungtų jungčių nuostoliai gali siekti 0,2–1,0 dB. Kiekvienas sujungimas prideda dar 0,1–0,3 dB nuostolių.
Montavimo lankstumas
Vidaus / lauko įvertinimas reiškia, kad montuotojams nereikia pereinamųjų dėžių, kuriose kabeliai praeina per sienas arba tarp pastatų.
Indoor{0}}Lauko kabeliai užpildo atotrūkį programoms, kuriose tinklo maršrutai apima išorinius kelius, kartu užtikrinant liepsnos saugos reikalavimus, taikomus perėjimui į universiteto pastatus. Vienas ištisinis kabelis gali tekėti iš lauko vamzdžio tiesiai į vidaus patalpų patalpas nepažeidžiant elektros kodų.
Tai supaprastina universiteto miestelio tinklus, šviesolaidžio-į-į-namą diegimą ir ryšių kūrimą-prie-. Tvirtas buferinis pluoštas pasižymi mažesniu minimaliu lenkimo spinduliu, palaikančiu montavimą į padėklus, lentynas, plokštes ir daugkartinio krypties keitimo vietas.
Tačiau vis dar yra lenkimo spindulio ribos. Mažiausias kabelio lenkimo spindulys yra 7,50 mm, kad būtų užtikrintas sandarus korpusas ir staigūs posūkiai. Viršijus tai priverčiant staigiai lenkti, gali sulūžti viduje esantys stiklo pluoštai arba dėl mikrolenkimo gali nutrūkti signalas.
Kodėl du pluoštai vietoj vieno
Daugelis programų teoriškai galėtų veikti su vienu skaidulu, naudojant dvikrypčius siųstuvus-imtuvus, tačiau dėl praktinių priežasčių dominuoja dvi{0}}pluošto konstrukcijos.
Atskiri perdavimo ir priėmimo keliai pašalina poreikį abiejuose galuose naudoti bangos ilgio padalijimo tankinimo įrangą. Tai sumažina daugumos įrenginių sąnaudas ir sudėtingumą. Optika yra paprastesnė-vienas bangos ilgis viena kryptimi kiekviename pluošte, o ne du bangos ilgiai, dalijantys vieną skaidulą.
Trikčių šalinimas tampa lengvesnis, kai kiekviena kryptis turi savo fizinį kelią. Sugedus vienam šviesolaidžiui, kito veikimas iš karto parodo, ar problema yra pačiame šviesolaidyje, ar siųstuvo-imtuvo įrangoje. Vieno-pluošto sistemoje diagnozuoti tampa sudėtingiau.
Taip pat pagerėja atnaujinimo lankstumas. Galite pakeisti siųstuvus-imtuvus viename gale, nebūtinai atnaujindami abiejų pusių vienu metu, jei abu skaidulos veikia.
Šviesos šaltiniai ir pluošto tipai
Vienmodis šviesolaidis optimizuotas darbui su šviesolaidine įranga, naudojanti 1310nm arba 1550nm šviesos bangos ilgį. Šie konkretūs bangos ilgiai buvo pasirinkti, nes jie sumažina stiklo pluošto susilpnėjimą{3}}jie patenka į „perdavimo langus“, kur silicio stiklas yra skaidriausias.
Vienmode{0}}šerdis turi labai ploną šerdį, o kadangi centrinė dalis yra tokia maža, šviesa iš tikrųjų neatsimuša; visi signalai keliauja tiesiai per vidurį, neatsimušdami nuo kraštų. Šis tiesus{2}}kelio perdavimas apsaugo nuo sklaidos ir leidžia signalams išlaikyti savo formą dideliais atstumais.
Alternatyva yra daugiamodis pluoštas su didesne šerdimi, leidžiančia šviesai keliauti keliais keliais. Daugiamodės skaidulos naudojamos trumpo atstumo{1}}ryšiams ir programoms, kuriose turi būti perduodama didelė optinė galia. Priklausomai nuo taikomųjų programų reikalavimų, vidaus ir lauko kabeliai yra vieno -režimo ir kelių režimų.
Vandens blokavimo technologija
Vienas iš sudėtingiausių iššūkių yra išvengti vandens žalos nenaudojant gelio.
Laisvam-vamzdelio pluoštui naudojami gelio-užpildyti vamzdeliai, kurie blokuoja vandenį ir sušvelnina pluoštą, o su sausu vandeniu-užkimštais vamzdeliais užtikrinamas švaresnis ir lengvesnis sujungimas. Daugelyje patalpų ir lauko kabelių naudojama sauso vandens-blokavimo technologija su specializuotais siūlais, kurie išsipučia, kai liečiasi su drėgme.
Optinio pluošto kabeliai yra užblokuoti vandeniu ir viršija ICEA S-104-696 ir GR-20-CORE reikalavimus, kad būtų galima užtikrinti, kad bet kokia kabelio žala ir vėlesnis vandens patekimas būtų apribotas iki kelių metrų pataisomo ilgio.
Tai svarbu, nes vanduo gali padidinti slopinimą, pakeisdamas lūžio rodiklio savybes šerdies -apvalkalo ribose. Net ir nedidelis drėgmės kiekis laikui bėgant gali pabloginti signalo kokybę.
Dažnai užduodami klausimai
Ar vidaus / lauko kabelis tikrai tinka abiem aplinkoms?
Taip, bet su kompromisais. Šie kabeliai atitinka minimalius reikalavimus abiem atvejais, o ne yra optimalūs abiem atvejais. Jie yra tvirtesni nei grynas vidinis kabelis, bet mažiau tvirti nei specializuotas lauko šarvų kabelis. Daugumoje universiteto miestelių ir komercinių programų jie užtikrina puikų našumo, kainos ir diegimo lankstumo balansą.
Koks didžiausias atstumas 2 skaidulų kabeliui?
Šiuolaikinių optinių kabelių slopinimas yra daug mažesnis nei elektros varinių kabelių, todėl tolimos{0}}šviesolaidinės jungtys su kartotuvų atstumais yra 70–150 kilometrų. Praktiniams įrengimams atstumas priklauso nuo siųstuvo-imtuvo galios biudžeto ir bendro ryšio praradimo dėl pluošto ilgio, jungčių ir sujungimų. Įprastas skaičiavimas prideda slopinimą (0,3–0,5 dB/km) ir jungties nuostolius (kiekviena 0,5–0,75 dB) ir sujungimo nuostolius (kiekvienas 0,1 dB) ir 3 dB saugos ribą.
Kaip prijungti du pluoštus prie įrangos?
Kiekvienas pluoštas baigiasi jungtimi-, dažniausiai LC, SC arba ST tipų. Šviesolaidis baigiamas keraminėmis LC jungtimis, skirtomis sunkiai pasiekiamoms vietoms, o kiekvieną skaidulą turi 18 colių 2,0 mln. ilgio furkacijos vamzdeliai, kad būtų užtikrintas didesnis patvarumas. Jungtys jungiamos prie jungiklių, maršruto parinktuvų ar medijos keitiklių siųstuvų-imtuvų modulių. Labai svarbu tinkamai suderinti jungtis, nes pluošto šerdys yra tik 9 mikronų pločio.
Ar lenkimas sugadins laidą?
Dėl staigių posūkių signalas gali nedelsiant prarasti arba galiausiai nutrūkti pluoštas. Dviejų tipų lenkimas veikia šviesolaidinius kabelius-makro lenkimas reiškia didelį kabelio lenkimą, o mikro lenkimas – mažą lenkimą. Visada išlaikykite minimalų gamintojo nurodytą lenkimo spindulį, paprastai 10{5}}15 kartų didesnį už kabelio skersmenį. Šiuolaikiniai lenkimui nejautri pluoštai toleruoja griežtesnius lenkimus, tačiau vis dar turi ribas.
Kabelio pasirinkimo svarstymai
Rinkdamiesi gryną vidaus, gryno lauko arba vidaus/lauko kabelį, pagalvokite apie visą montavimo kelią.
Jei kabelis niekada neišeina iš pastato, patalpų{0}}vardinis kabelis kainuoja pigiau ir suteikia didesnį lankstumą ankštose vietose. Jei jis lieka visiškai lauke vamzdyje ar antenoje, stipriai šarvuotas lauko kabelis užtikrina maksimalią apsaugą.
Vidinis / lauko kabelis yra prasmingas, kai jums reikia tęstinumo per aplinkos ribas. Tai apima šviesolaidžio-į-stalą, kai kabelis eina iš lauko terminalų į biurus, pastatus jungiančius tinklus, ir bet kokį scenarijų, kai norint nutraukti ryšį, reikės sujungti jungiamąją dėžę.
Vidaus / lauko šviesolaidinio kabelio šerdis ir apvalkalas yra pagaminti naudojant aukštos kokybės vienmodį skaidulą, kuris yra suderinamas su ITU-T G.652.D ir atgal suderinamas su kitais senais vienmodžiais skaidulomis. Šis standarto laikymasis užtikrina sąveiką su esama infrastruktūra ir būsimus atnaujinimus.
Atminkite, kad nors 2 šviesolaidiniai kabeliai patenkina daugumą poreikių, didesnis skaidulų skaičius (4, 6, 12 ar daugiau) egzistuoja programoms, kurioms reikalingos kelios grandinės arba perteklius. Veikimo principas išlieka identiškas-daugiau skaidulų reiškia daugiau lygiagrečių ryšio kelių viename kabelio apvalkale.
Skaidulinės optikos grožis yra tas, kad fiziniai šviesos perdavimo per stiklą principai išlieka pastovūs, nesvarbu, ar siunčiate duomenis per kambarį ar per vandenyną. Apsauginė pakuotė prisitaiko prie aplinkos, tačiau viduje tie du stiklo siūlai atlieka tą patį elegantišką triuką – gaudo ir nukreipia fotonus iš vieno galo į kitą.