Оптоволоконный кабель
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРЕДНАЗНАЧЕНИЯ
Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях.
В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это надежный (защищенный) способ передачи данных, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно,
Оптическое волокно ( оптоволокно) —очень тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core), покрытый слоем стекла (Рис. 1), называемого оболочкой, с иным в отличие от жилы, коэффициентом преломления. В некоторых случаях оптоволокно производят из пластика. Пластик проще в использовании, но минусом является то, что он передает световые импульсы на более меньшие дистанции по сравнению со стеклянным оптоволокном. Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с разными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое — для приема данных. Жесткость волокон увеличена покрытием из пластика, а прочность — волокнами из кевлара.
Рис. 1
Оптоволоконный кабель, отлично подходит для создания сетевых магистралей, и в частности для соединения между зданиями, так как на него не влияет влажность и другие негативные условия окружающей среды. Также он обеспечивает повышенную (по сравнению с медью) секретность передаваемых данных, так как не испускает электромагнитного излучения, и к нему практически невозможно подключиться без разрушения целостности самого кабеля.
Недостатки оптоволокна связаны со стоимостью его прокладки и эксплуатации, которые обычно намного выше, чем для медной среды передачи данных. Эта разница стала привычной, но в наше время она стала менее значимой. Сама оптоволоконная среда только слегка дороже UTP категории 5. Но независимо от указанных преимуществ и недостатков применение оптоволокна приносит с собой другие проблемы, такие как процесс прокладки. Разводка оптоволоконного кабеля в основном ничем не отличается от укладки медного, но присоединение коннекторов требует иного инструмента и технических навыков.
Существуют два типа оптоволоконного кабеля:
- многомодовый или мультимодовый кабель, кабель оптический, более дешевый, но менее качественный;
- одномодовый кабель более дорогой, но имеет лучшие характеристики по сравнению с первым.
Основное различие между этими двумя типами сводится к разным механизмам прохождения световых лучей в кабеле.
Рис. 2. Распространение света в одномодовом кабеле
В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в следствии они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается (Рис. 2). Одномодовый кабель оптический имеет диаметр центрального волокна ~ 1,3 мкм и передает свет исключительно с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом минимальны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, нежели в случае использования многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие световой пучек с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и недолговечны. Однако в ближайшем будущем одномодовый кабель должен стать основным типом благодаря своим отличным характеристикам. Также лазеры имеют длительное быстродействие, чем обычные светодиоды. Затухание сигнала в одномодовом кабеле составляет около 5 дБ/км и может быть снижено практически до 1 дБ/км.
Рис. 3. Распространение света в многомодовом кабеле
В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, вследствие чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается (Рис. 3). Центральное волокно имеет диаметр ~62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки составляет ~125 мкм (второй вариант обозначения- 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, тем самым снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна ~0,85 мкм, при этом наблюдается разброс длин волн ~ 30 – 50 нм. Допустимая длина кабеля составляет 2 – 5 км. Многомодовый кабель – это основной тип оптоволоконного кабеля в настоящее время, так как он дешевле и доступнее. Затухание в многомодовом кабеле больше, чем в одномодовом и составляет 5 – 20 дБ/км.
Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4—5 нс/м, что близко к величине задержки в электрических кабелях.
Оптоволоконные кабели, как и электрические, выпускаются в исполнении plenum и non-plenum.
Вот некоторые из них:
- Fast Ethernet (100BaseFX);
- Gigabit Ethernet (1000BaseFX);/li>
- Token Ring;
- Fiber Distributed Data Interface (FDDI);
- 100VG-AnyLAN;
- Asynchronous Transfer Mode;
- Fibre Channel.
Как и медный, оптоволоконный кабель обычно применяется в сетях топологии "шина" или "звезда", хотя протокол FDDI популяризирует "двойное кольцо" (double ring), которое в целях обеспечения отказоустойчивости состоит из двух резервных "колец", по которым трафик передается в противоположных направлениях.
ВОЛС. Ключевые понятия и сфера применения
Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) – это такой способ передачи данных, когда сигнал идет по специальным волноводам – «оптическим волокнам». Построение сетей на базе ВОЛС позволяет ускорить обмен информацией.
ВОЛС - это такая информационная сеть, которая изготавливается в соответствии с современными требованиями, касающимися обмена данными. Волоконно-оптический кабель хорош тем, что по нему информация проходит за доли секунд. И при этом в ВОЛС не возникает каких-либо помех, способных прервать передачу или осуществить её с ошибками. Технологии ВОЛС касаются не только работы самих оптико-волоконных кабелей, здесь также затрагиваются вопросы по оборудованию, используемому в этом процессе, рассматриваются протоколы передачи данных, стандарты и т.д. При построении ВОЛС надо учитывать и конкретные особенности того региона, где проводятся работы. В частности, ВОЛС могут быть организованы с обязательным учетом рельефа местности. Где-то для создания ВОЛС возможно придется проводить серию подготовительных мероприятий, например, вырубку просеки через лес.
ВОЛС часто применяются там, где необходимо объединить серию объектов в одну единую информационную сеть, то есть, например, для создания связи между одним офисом и другим, находящимися друг от друга на большом расстоянии.
Классическую схему построения ВОЛС Вы можете видеть на рисунке. Здесь ВОЛС используется для создания эффективной подсистемы внешних магистралей. Из представленной схемы ВОЛС ясно, что ничего сложного в построении сети нет, надо лишь грамотно провести техническую работу. А для этого необходимо иметь четкое представление о том, в какой последовательности монтируются компоненты ВОЛС. После завершения построения ВОЛС, то есть полной реализации проекта на практике, надо испытать работу сети.
Области применения и классификация волоконно-оптических кабелей (ВОК)
Волоконно-оптические кабели, применяемые в СКС, используются для передачи оптических сигналов внутри зданий и между ними. На их основе могут быть реализованы все три подсистемы СКС, хотя в горизонтальной подсистеме волоконная оптика в данное время находит ограниченное применение для обеспечения нормального функционирования ЛВС. В подсистеме внутренних магистралей оптические кабели применяются с кабелями из витых пар, а в подсистеме внешних магистралей они занимают ключевую позицию.
В зависимости от основной области применения волоконно-оптические кабели подразделяются на три вида:
- кабели внешней прокладки (outdoor cables);
- кабели внутренней прокладки (indoor cables);
- кабели для шнуров.
Кабели внешней прокладки используются при создании подсистемы внешних магистралей и связывают отдельные здания, конструкции и сооружения. Ключевой областью использования кабелей внутренней прокладки является организация внутренней магистрали здания, а кабели для шнуров предназначены для изготовления соединительных и коммутационных шнуров, а также для выполнения горизонтальной разводки.
Назад в раздел
