Aké sú rôzne typy optických káblov a ako si vybrať ten správny?
Dva typy vlákien: Single-Mode vs. Multimode
Predtým, ako sa ponoríme do štýlov plášťov a inštalačných prostredí, každé rozhodnutie o optických vláknach začína jednou základnou otázkou: jednorežimový alebo viacrežimový? Tieto dve kategórie vlákien sa líšia na úrovni skla a určujú prenosovú vzdialenosť, strop šírky pásma a celkové náklady na systém.
- Priemer plášťa: 125 µm
- Typický dosah: 10 km až 100 km
- Vlnové dĺžky: 1310 nm a 1550 nm
- Vysielače a prijímače: laserové, vyššie náklady
- Použitie: telekom chrbtica, diaľková WAN
- Priemer plášťa: 125 µm
- Typický dosah: 300 m až 2 000 m
- Vlnové dĺžky: 850 nm a 1300 nm
- Transceivery: založené na VCSEL, nižšie náklady
- Použitie: dátové centrá, podniková LAN, SAN
Typy multimódových vlákien: OM1 až OM5
Štandard TIA-568 klasifikuje multimódové optické vlákno Aké sú rôzne typy optických káblov a ako si vybrať ten správny kábel do piatich optických multimódových (OM) stupňov. Každý nasledujúci stupeň zlepšuje šírku pásma a podporuje vyššie prenosové rýchlosti na dlhšie vzdialenosti.
OM5 zavádza multiplexovanie s delením krátkych vlnových dĺžok (SWDM), ktoré umožňuje viac vlnových dĺžok na jednom vlákne. To otvára cestu pre 400G a dokonca 1T aplikácie cez existujúcu infraštruktúru OM5 znásobením kanálov bez výmeny kábla.
Inštalačné prostredie: vnútorné, vonkajšie a priame pochovávanie
Okrem samotného skleneného vlákna musí vonkajší plášť a vnútorná štruktúra zodpovedať fyzickému prostrediu. Použitie vonkajšieho kábla v interiéri vytvára nebezpečenstvo požiaru; používanie vnútorného kábla vonku spôsobuje predčasnú degradáciu plášťa. Nižšie sú uvedené štyri primárne kategórie prostredia.
Kombinuje gélom naplnené voľné rúrky, vlnité oceľové pancierovanie a hrubý polyetylénový vonkajší plášť, aby odolal zemnej vlhkosti, mrazu a tlaku pôdy po celé desaťročia. Typická hĺbka hrobu: 60–90 cm pod úrovňou.
Má vonkajší plášť odolný voči UV žiareniu a vnútorná vrstva spomaľujúca horenie, ktorá spĺňa požiadavky na pretlak alebo stúpačku. Odstraňuje spojovaciu skrinku pri vchode do budovy, čím sa znižuje strata pri vložení a body dlhodobej údržby.
Tabuľka veľkostí optických káblov
Fyzické rozmery sú dôležité pri výpočtoch výplne vedenia, správe podnosov a plánovaní polomeru ohybu. Nižšie uvedená tabuľka poskytuje zástupcu Tabuľka veľkostí optických káblov pokrývajúce bežné počty vlákien v štandardnom jednoplášťovom dizajne okrúhleho kábla.
| Počet vlákien | Pribl. OD (mm) | Min. Polomer ohybu (mm) | Hmotnosť (kg/km) | Typická aplikácia |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 3,0 – 4,0 | 25-30 | 10-15 | Patch kábel / pigtail |
| 6 | 5,5–6,5 | 50–55 | 30-40 | Krátka vnútorná distribúcia |
| 12 | 7,0–8,5 | 60–70 | 55–75 | Stúpačka / chrbtica kampusu |
| 24 | 9,5–11,0 | 80-95 | 90–120 | Distribúcia dátových centier |
| 48 | 12,0–14,0 | 100 – 120 | 160 – 200 | Campus feeder / OSP |
| 96 | 15,5–18,0 | 130–150 | 280–340 | Kmeň s vysokou hustotou |
| 144 | 18,0–22,0 | 150 – 180 | 400 – 500 | Telekomová chrbtica |
| 288 | 23,0–27,0 | 180 – 220 | 700 – 850 | Centrálna kancelária / kmeň MSO |
Práca so 100 stopovými zostavami optických káblov
A 100 stôp optický kábel (približne 30,5 metra) je jednou z najbežnejších vopred ukončených dĺžok nasadzovaných v dátových centrách, AV inštaláciách a podnikových patchoch. V tejto vzdialenosti funguje každý typ vlákna – OM1 až OM5 a všetky varianty s jedným režimom – dobre v rámci svojej výkonnostnej obálky.
Typy konektorov v mierke 100 stôp
Rozpočet straty vloženia na 30 metrov
0,1–0,3 dB
<0,1 dB
>0,6 dB
Pre typickú 30 m OM4 duplexnú LC zostavu zostáva celková vložená strata výrazne pod 1 dB – ponecháva značnú rezervu pre pripojenia patch panelov a citlivosť transceivera v 10G a 25G aplikáciách.
Štýly konštrukcie káblov: Tight-Buffer, Loose-Tube a Ribbon
Vnútorná architektúra kábla z optických vlákien určuje jeho flexibilitu, hustotu, spôsob inštalácie a jednoduchosť prístupu v strede rozpätia. Tri primárne konštrukčné štýly pokrývajú väčšinu aplikácií.
900-mikrónová termoplastická vrstva aplikovaná priamo na 250-mikrónové potiahnuté vlákno. Vytvára tuhú, robustnú jednotku, s ktorou sa ľahko manipuluje, odizoluje a ukončí.
Vlákna sú umiestnené vo vnútri nadrozmerných gélom naplnených tlmivých trubíc, oddelených od mechanického namáhania a zmien teploty. Štandardné pre vonkajšie závody a behy na dlhé vzdialenosti.
Viacnásobné vlákna spojené do plochých polí (šírky 4, 6, 8 alebo 12). Umožňuje spájanie hromadnou fúziou – všetkých 12 vlákien v jednej páske sa spojilo súčasne za ~30 sekúnd oproti 3–5 minútam na vlákno jednotlivo.
Špeciálne typy káblov z optických vlákien
Okrem štandardných kategórií ponúka rad špeciálnych káblov špecifické požiadavky na výkon, bezpečnosť alebo životné prostredie. Nesprávna špecifikácia štandardného kábla tam, kde sa vyžaduje špeciálny produkt, vedie k zlyhaniu zhody alebo predčasnému zhoršeniu systému.
Spojovacie kovové pancierovanie – vlnitá oceľová páska alebo hliník – medzi vnútorným jadrom a vonkajším plášťom. Poskytuje odolnosť proti rozdrveniu 2 200 N alebo viac a odolnosť proti hlodavcom bez pevného vedenia. Populárne v laboratóriách, strojovniach a priemyselných zariadeniach.
Povinné v tuneloch, lodiach, nemocniciach a verejnej doprave, kde by štandardné PVC plášte pri spaľovaní uvoľňovali toxické halogénové plyny. Zlúčeniny LSZH produkujú minimálny dym a žiadne korozívne plyny. Vyžaduje sa v mnohých európskych stavebných predpisoch a čoraz viac sa špecifikuje v severoamerických projektoch zdravotnej starostlivosti a dopravy.
Používa priekopový alebo nanoštruktúrovaný indexový profil obkladu na obmedzenie svetla pri polomeroch ohybu už od 7,5 mm bez merateľnej straty signálu. Triedy ITU-T G.657.A1 a G.657.A2 sú štandardné v FTTH inštaláciách a tesných jednorežimových prevádzkach v budovách.
Nekruhový dizajn alebo konštrukcia jadra s napínacími tyčami zachováva jednu polarizačnú os na veľké vzdialenosti. Používa sa v optických gyroskopoch, interferometrických senzoroch a koherentných DWDM systémoch, kde je nekontrolovaný stav polarizácie štandardného vlákna neprijateľný.
Robustné plášte z termoplastického elastoméru dimenzované od -40 °C do 85 °C, zaťaženie v ťahu až 2 700 N a navrhnuté pre opakované navíjanie a odvíjanie v teréne. Typicky 2–12 vlákien s robustnými konektormi s možnosťou ukončenia poľa.
Ako vybrať správny kábel z optických vlákien
Výber správneho kábla je proces s viacerými premennými. Vývojový diagram nižšie ilustruje štruktúrovanú cestu rozhodovania od požiadaviek aplikácie po konečnú špecifikáciu.
Kľúčové kritériá výberu
Testovanie a súlad s normami
Každá inštalácia kábla z optických vlákien by mala byť pred prijatím do prevádzky overená podľa uznávaných noriem. Primárne testovacie metódy a príslušné normy sú uvedené nižšie.
Spustí impulz do vlákna a meria odrazy v priebehu času, aby sa zmapovali straty spojov, udalosti konektorov a zlomy vlákna po celej dĺžke. Primárny nástroj na certifikáciu prepojení OSP, dlhých stúpačiek a akejkoľvek trasy, kde by bol po uvedení do prevádzky ťažký prístup do stredného rozpätia.
TIA-526-14 (multimode) a TIA-526-7 (single-mode) definujú, ako merať stratu pri vložení a stratu pri návrate. Certifikovaná testovacia sada meria skutočnú stratu v porovnaní s vypočítaným rozpočtom straty kanála. Zlyhanie vyžaduje lokalizáciu a opravu udalosti s vysokou stratou pred odhlásením.
Odkaz na príslušné normy
| Štandardné | Rozsah | región |
|---|---|---|
| TIA-568.3-D | Komponenty optických káblov — štruktúrovaná kabeláž | Severná Amerika |
| ISO/IEC 11801 | Všeobecná kabeláž — Triedy OF-300, OF-500, OF-2000 | International |
| IEC 60794 | Špecifikácie produktu pre vnútorné, vonkajšie a potrubné káble | International |
| ITU-T G.652 / G.657 | Štandardné and bend-insensitive single-mode fiber | International |
| UL 1666 / NFPA 262 | Požiarne testy pre stúpacie a pretlakové káble | Severná Amerika |
Často kladené otázky
Q1: Aký je rozdiel medzi multimódovým vláknom OM3 a OM4?
Obidva používajú 50 µm laserom optimalizované jadro, ale OM4 má vyššiu preplnenú štartovaciu šírku pásma – 4 700 MHz·km oproti 2 000 MHz·km pre OM3. Z praktického hľadiska OM4 podporuje 100G nad 150 metrov v porovnaní so 100 metrami OM3. Pre nové zostavy dátových centier je OM4 odporúčaným minimom, pretože prírastkové náklady oproti OM3 sú malé v porovnaní s rozšíreným dosahom a vyššou rezervou pre upgrade, ktorú poskytuje.
Q2: Môžem použiť vonkajší kábel z optických vlákien v interiéri?
Vo väčšine jurisdikcií nemôže byť vonkajší kábel vedený vo vnútri budovy po krátkej prechodovej vzdialenosti – zvyčajne nie viac ako 15 metrov od vstupného bodu budovy – bez prechodu na menovitý vnútorný kábel. Vonkajšie plášte z HDPE nespĺňajú predpisy pre stúpačky alebo plénum a pri spaľovaní uvoľňujú toxické výpary. Použite dvojaký kábel pre vnútorné a vonkajšie použitie, ktorý nesie vhodnú požiarnu odolnosť pre vnútornú časť behu.
Q3: Ako si prečítam tabuľku veľkostí kábla z optických vlákien?
Začnite identifikáciou požadovaného počtu vlákien a potom potvrďte, že vonkajší priemer (OD) zodpovedá pomeru naplnenia vašej rúrky – zvyčajne 40 % vnútorného prierezu rúrky pre jeden kábel. Skontrolujte minimálny polomer ohybu voči najužším zákrutám na vašej trase: jeho prekročenie spôsobuje trvalú stratu signálu. Nakoniec skontrolujte hmotnosť na kilometer v porovnaní s ťahovým ťahom a rozpätím vášho káblového žľabu alebo nosného systému.
Otázka 4: Aký konektor by som mal použiť so zostavou kábla z optických vlákien s dĺžkou 100 stôp?
LC duplex je štandard pre transceivery SFP, SFP a SFP28 používané v zariadeniach 1G, 10G a 25G. SC je bežný na starších telekomunikačných zariadeniach a pasívnych rozvodných rámoch. Pre paralelné optické moduly — QSFP 40G, QSFP28 100G — potrebujete MPO/MTP konektor nesúci 8 alebo 12 vlákien v jednej objímke. Pred objednaním vopred ukončenej zostavy si vždy overte špecifikáciu optického rozhrania transceivera.
Otázka 5: Je jednorežimové alebo viacvidové vlákno lepšie pre univerzitnú sieť?
Pre prepojenia medzi budovami do 500 metrov, kde je aktuálna rýchlosť 10G alebo 40G, je multimód OM4 nákladovo efektívny, pretože vysielače/prijímače VCSEL sú výrazne lacnejšie ako ekvivalenty s jedným režimom. Pre spojenia nad 500 metrov alebo tam, kde sa plánuje priame pripojenie 100G, je z dlhodobého hľadiska lepšou voľbou singlemode OS2. Mnohé areály nasadzujú jednorežimový režim vo vonkajšej chrbtici závodu a viacrežimový vo vnútri každej budovy pre horizontálnu distribúciu a rozvody stúpačiek.
Q6: Čo znamená OFNP a kedy sa to vyžaduje?
OFNP je skratka pre Optical Fibre Non-conductive Plenum — najvyššie hodnotenie požiarnej odolnosti pre vnútorné optické káble. Vyžaduje sa v akomkoľvek pretlakovom priestore používanom na cirkuláciu vzduchu v systéme HVAC, ako je otvorený priestor nad zníženým stropom alebo pod zvýšenou podlahou. Káble OFNP používajú materiály plášťa s nízkou dymivosťou, ktoré spĺňajú normu NFPA 262. Použitie kábla s nižšou hodnotou v pretlakovom priestore porušuje stavebné predpisy a predstavuje vážne nebezpečenstvo pre bezpečnosť života.
Q7: Koľko voľnej kapacity vlákna by som mal nainštalovať?
Osvedčený postup odporúča aspoň o 50 % viac vlákien, ako je v súčasnosti potrebné – ak váš návrh vyžaduje 12 vlákien, špecifikujte 24-vláknový kábel. Prírastkové náklady na ďalšie vlákna počas počiatočnej inštalácie sú minimálne v porovnaní s prácou a prerušením ťahania druhého kábla cez obývanú budovu neskôr. Pri chrbticových trasách kampusov, ktoré zahŕňajú výkopové práce, niektorí sieťoví architekti poskytujú až 100 % rezervy, pretože náklady na občiansku výstavbu dominujú v celkovom rozpočte projektu.
Adresa:Zhong'an Road, mesto Puzhuang, mesto Suzhou, Jiangsu Prov., Čína
Telefón:+86-189 1350 1815
Tel.:+86-512-66392923
Fax:+86-512-66383830
E-mail:
0