Glasvezel lijn elementen. Glasvezelcommunicatielijnen: onbeperkte mogelijkheden

Vezeloptische communicatielijnen zijn een vorm van communicatie waarbij informatie wordt verzonden via optische diëlektrische golfgeleiders die bekend staan ​​als "optische vezel". Glasvezel wordt momenteel beschouwd als het meest geavanceerde fysieke medium voor het verzenden van informatie,

en ook het meest veelbelovende medium voor de overdracht van grote informatiestromen over lange afstanden. De redenen om dit te denken vloeien voort uit een aantal kenmerken die inherent zijn aan optische golfgeleiders.

Kabelstructuur:

1. Axiaal element:
   - staalkabel (streng, draad) in polymeercoating;
   - glasvezelstaaf met of zonder polymeercoating
2. Optische vezels
3. optische modules
4. Intramodulaire hydrofobe vuller
5. Kern waterdicht maken
   
6. Tussenschaal
   - polyethyleen (afwezig in de ICBL ...)
7. Waterdicht maken van de pantserlaag
   - hydrofoob aggregaat of waterblokkerende elementen
8. Rond staal gegalvaniseerd draadpantser
9. Beschermende schil
   - polyethyleen of polymeer dat de verbranding niet verspreidt (IKBN ...)

1.1 Fysieke kenmerken.
1. Breedband optische signalen door extreem hoge draaggolffrequentie (Fo = 10 ** 14 Hz). Dit betekent dat informatie kan worden verzonden via een optische communicatielijn met een snelheid van ongeveer 10 ** 12 bit / s of Terabit / s. Met andere woorden, er kunnen 10 miljoen telefoongesprekken en één miljoen videosignalen tegelijkertijd over één glasvezel worden verzonden. De gegevensoverdrachtsnelheid kan worden verhoogd door informatie in twee richtingen tegelijk te verzenden, aangezien lichtgolven zich onafhankelijk van elkaar in één vezel kunnen voortplanten. Bovendien kunnen lichtsignalen van twee verschillende polarisaties zich voortplanten in een optische vezel, wat het mogelijk maakt om de bandbreedte van het optische communicatiekanaal te verdubbelen. Tot op heden is de limiet voor de dichtheid van informatie die via optische vezels wordt verzonden, niet bereikt.

2. Zeer kleine (in vergelijking met andere media) demping van het lichtsignaal in de vezel. De beste monsters van Russische vezels hebben een demping van 0,22 dB/km bij een golflengte van 1,55 µm, wat het mogelijk maakt om communicatielijnen tot 100 km lang te bouwen zonder signaalregeneratie. Ter vergelijking: de beste Sumitomo-vezel van 1,55 µm heeft een demping van 0,154 dB/km. Optische laboratoria in de Verenigde Staten ontwikkelen nog meer "transparante" zogenaamde fluorozirkonaatvezels met een theoretische limiet in de orde van 0,02 dB / km bij een golflengte van 2,5 m. Laboratoriumstudies hebben aangetoond dat op basis van dergelijke vezels communicatielijnen met regeneratiesecties over 4600 km kunnen worden gecreëerd met een transmissiesnelheid in de orde van 1 Gbit / s.
1.2 Technische kenmerken.
1. De vezel is gemaakt van silica op basis van silica, een wijdverbreid en daarom goedkoop materiaal, in tegenstelling tot koper.

2. Optische vezels hebben een diameter van ongeveer 100 micron, dat wil zeggen dat ze zeer compact en licht van gewicht zijn, waardoor ze veelbelovend zijn voor gebruik in de luchtvaart, instrumentatie en kabeltechnologie.

3. Glasvezels zijn geen metaal, tijdens de constructie van communicatiesystemen wordt automatisch galvanische scheiding van de segmenten bereikt. Met behulp van extra sterk plastic produceren kabelfabrieken zelfdragende bovenleidingen die geen metaal bevatten en dus elektrisch veilig zijn. Deze kabels kunnen op de masten van bestaande hoogspanningslijnen worden gemonteerd, hetzij afzonderlijk, hetzij ingebed in de fasegeleider, waardoor aanzienlijke kosten worden bespaard bij het leggen van de kabel door rivieren en andere obstakels.

4. Communicatiesystemen op basis van optische vezels zijn bestand tegen elektromagnetische interferentie en informatie die via optische vezels wordt verzonden, is beschermd tegen ongeoorloofde toegang. Glasvezelcommunicatielijnen kunnen niet op een niet-destructieve manier worden afgeluisterd. Elke impact op de vezel kan worden geregistreerd door de integriteit van de lijn te bewaken (continue controle). In theorie zijn er manieren om bescherming te omzeilen door middel van monitoring, maar de kosten van het implementeren van deze methoden zullen zo hoog zijn dat ze de kosten van onderschepte informatie overtreffen.

Er is een methode voor de geheime overdracht van informatie via optische communicatielijnen. Bij heimelijke transmissie wordt het signaal van de stralingsbron niet in amplitude gemoduleerd, zoals in conventionele systemen, maar in fase. Dan wordt het signaal met zichzelf gemengd, enige tijd langer vertraagd dan de coherentietijd van de stralingsbron.

Met deze manier van verzenden kan informatie niet worden onderschept door een amplitude-stralingsdetector, omdat deze alleen een signaal met constante intensiteit zal registreren.

Om het onderschepte signaal te detecteren, is een afstembare Michelson-interferometer van een speciaal ontwerp vereist. Bovendien kan de zichtbaarheid van het interferentiepatroon worden verzwakt als 1: 2N, waarbij N het aantal signalen is dat gelijktijdig door het optische communicatiesysteem wordt verzonden. Het is mogelijk om de verzonden informatie over meerdere signalen te verdelen of om meerdere ruissignalen te verzenden, waardoor de omstandigheden voor het onderscheppen van informatie verslechteren. Er zou een aanzienlijke krachtafname van de vezel nodig zijn om met het optische signaal te knoeien, en deze interferentie kan gemakkelijk worden gedetecteerd door bewakingssystemen.

5. Een belangrijke eigenschap van glasvezel is duurzaamheid. De levensduur van een vezel, dat wil zeggen het behoud van zijn eigenschappen binnen bepaalde grenzen, is meer dan 25 jaar, wat het mogelijk maakt om een ​​keer een glasvezelkabel te leggen en, indien nodig, de kanaalcapaciteit te vergroten door ontvangers en zenders te vervangen door snellere degenen.

Vezeltechnologie heeft zijn nadelen:

1. Bij het maken van een communicatielijn zijn zeer betrouwbare actieve elementen vereist die elektrische signalen omzetten in licht en licht in elektrische signalen. Optische connectoren (connectoren) met een laag optisch verlies en een grote verbinding-ontkoppelingsbron zijn ook vereist. De fabricagenauwkeurigheid van dergelijke communicatielijnelementen moet overeenkomen met de stralingsgolflengte, dat wil zeggen dat de fouten in de orde van een fractie van een micron moeten zijn. Daarom is de productie van dergelijke optische communicatielijncomponenten erg duur.

2. Een ander nadeel is dat er nauwkeurige, en dus dure, technologische apparatuur nodig is voor de installatie van optische vezels.

3. Hierdoor zijn bij een optische kabelstoring (breuk) de herstelkosten hoger dan bij het werken met koperen kabels.

De voordelen van het gebruik van glasvezelcommunicatielijnen (FOCL) zijn zo groot dat, ondanks de genoemde nadelen van glasvezel, deze communicatielijnen in toenemende mate worden gebruikt voor het verzenden van informatie.

FOCL-voordelen:

Informatietransmissie via FOCL heeft een aantal voordelen ten opzichte van koperkabeltransmissie. De snelle introductie van Vols in informatienetwerken is een gevolg van de voordelen die voortvloeien uit de eigenaardigheden van signaalvoortplanting in een optische vezel.

Brede bandbreedte- vanwege de extreem hoge draaggolffrequentie van 1014Hz. Dit geeft het potentieel voor transmissie over één optische vezel van een informatiestroom van meerdere terabits per seconde. Hoge bandbreedte is een van de belangrijkste voordelen van glasvezel ten opzichte van koper of andere media.

Lage demping van het lichtsignaal in de vezel. Industriële glasvezel die momenteel door binnen- en buitenlandse fabrikanten wordt geproduceerd, heeft een demping van 0,2-0,3 dB bij een golflengte van 1,55 micron per kilometer. Lage demping en lage spreiding maken het mogelijk om lijnsecties te bouwen zonder hertransmissie tot 100 km of meer.

Laag geluidsniveau in glasvezelkabel stelt u in staat om de bandbreedte te vergroten door verschillende signaalmodulaties met lage coderedundantie te verzenden.

Hoge ruisimmuniteit... Omdat de vezel is gemaakt van een diëlektrisch materiaal, is hij ongevoelig voor elektromagnetische interferentie van omringende koperen kabelsystemen en elektrische apparatuur die elektromagnetische straling kan induceren (hoogspanningskabels, elektrische motorinstallaties, enz.). Meervezelige kabels hebben ook niet het EM-overspraakprobleem dat inherent is aan koperen kabels met meerdere paren.

Licht gewicht en volume. Glasvezelkabels (FOC) zijn lichter en lichter dan koperen kabels voor dezelfde bandbreedte. Zo kan een 900-paar telefoonkabel met een diameter van 7,5 cm worden vervangen door een enkele vezel met een diameter van 0,1 cm.Als de vezel is "omhuld" in meerdere beschermende omhulsels en bedekt met stalen bandpantsering, kan de diameter van zo'n FOC zal 1,5 cm zijn, wat meerdere keren minder is dan de overwogen telefoonkabel.

Hoge beveiliging tegen onbevoegde toegang. Aangezien de FOC praktisch niet in het radiobereik uitstraalt, is het moeilijk om de informatie die erover wordt verzonden af ​​te luisteren zonder ontvangst en verzending te verstoren. Bewakingssystemen (continue controle) van de integriteit van de optische communicatielijn, met behulp van de eigenschappen van hoge gevoeligheid van de vezel, kunnen het "gecompromitteerde" communicatiekanaal onmiddellijk uitschakelen en een alarm geven. Sensorsystemen die gebruik maken van de interferentie-effecten van voortgeplante lichtsignalen (zowel via verschillende vezels als verschillende polarisaties) hebben een zeer hoge gevoeligheid voor trillingen en kleine drukvallen. Dergelijke systemen zijn vooral nodig bij het creëren van communicatielijnen bij de overheid, het bankwezen en enkele andere speciale diensten die hogere eisen stellen aan gegevensbescherming.

Galvanische isolatie van netwerkelementen. Dit voordeel van optische vezel ligt in zijn isolerende eigenschap. Glasvezel helpt elektrische aardlussen te voorkomen die kunnen optreden wanneer twee netwerkapparaten op een bloot netwerk, verbonden door een koperen kabel, op verschillende punten in een gebouw worden geaard, zoals op verschillende verdiepingen. In dit geval kan er een groot potentiaalverschil optreden, wat de netwerkapparatuur kan beschadigen. Voor vezels bestaat dit probleem eenvoudigweg niet.

Explosie- en brandveiligheid. Door de afwezigheid van vonken verhoogt glasvezel de veiligheid van het netwerk bij chemische, olieraffinaderijen, bij het onderhouden van technologische processen met een hoog risico.

Efficiëntie van FOC. De vezel is gemaakt van silica op basis van silica, een wijdverbreid en daarom goedkoop materiaal, in tegenstelling tot koper. Momenteel zijn de kosten van glasvezel in relatie tot koperpaar 2: 5. Tegelijkertijd maakt FOC het mogelijk om signalen over veel grotere afstanden te verzenden zonder hertransmissie. Het aantal repeaters op lange lijnen wordt verminderd door het gebruik van FOC. Bij gebruik van soliton-transmissiesystemen is een bereik van 4000 km bereikt zonder regeneratie (dat wil zeggen alleen met het gebruik van optische versterkers op tussenliggende knooppunten) bij een transmissiesnelheid van meer dan 10 Gbit / s.

Lange levensduur. Vezel degradeert na verloop van tijd. Dit betekent dat de demping in de gelegde kabel geleidelijk toeneemt. Vanwege de perfectie van moderne technologieën voor de productie van optische vezels, wordt dit proces echter aanzienlijk vertraagd en is de levensduur van de FOC ongeveer 25 jaar. Gedurende deze tijd kunnen verschillende generaties/standaarden van zendontvangstsystemen veranderen.

Voeding op afstand. In sommige gevallen is een externe voeding van het informatienetwerkknooppunt vereist. Glasvezel kan niet fungeren als stroomkabel. In deze gevallen is het echter mogelijk om een ​​gemengde kabel te gebruiken, wanneer de kabel, samen met optische vezels, is uitgerust met een koperen geleidend element. Een dergelijke kabel wordt veel gebruikt, zowel in Rusland als in het buitenland.

In glasvezeltransmissiesystemen (FOTS) wordt informatie verzonden door elektromagnetische golven met een hoge frequentie, ongeveer 200 THz, wat overeenkomt met het nabij-infraroodbereik van het optische spectrum van 1500 nm. De golfgeleider die informatiesignalen in de FOTS draagt, is een optische vezel (OF), die een belangrijk vermogen heeft om lichtstraling over lange afstanden met lage verliezen door te geven. Verliezen in optische vezels worden kwantitatief gekenmerkt door verzwakking. De snelheid en afstand van informatieoverdracht worden bepaald door de vervorming van optische signalen als gevolg van dispersie en verzwakking. Een glasvezelnetwerk is een informatienetwerk waarvan de verbindingselementen tussen de knooppunten glasvezelcommunicatielijnen zijn. Glasvezelnetwerktechnologieën omvatten, naast glasvezelkwesties, ook kwesties met betrekking tot elektronische transmissieapparatuur, de standaardisatie ervan, transmissieprotocollen, netwerktopologiekwesties en algemene kwesties van netwerkconstructie.

Glasvezel wordt momenteel beschouwd als het meest geavanceerde fysieke medium voor het verzenden van informatie, evenals het meest veelbelovende medium voor het verzenden van grote informatiestromen over lange afstanden. De redenen om dit te denken volgen uit een aantal kenmerken die inherent zijn aan optische golfgeleiders:

• - breedband optische signalen door extreem hoge draaggolffrequentie Hz. Dit betekent dat informatie kan worden verzonden via een optische communicatielijn met een snelheid in de orde van bit/s (1Tbit/s). Met andere woorden, er kunnen 10 miljoen telefoongesprekken en één miljoen videosignalen tegelijkertijd over één glasvezel worden verzonden. De gegevensoverdrachtsnelheid kan worden verhoogd door informatie in twee richtingen tegelijk te verzenden, aangezien lichtgolven zich onafhankelijk van elkaar in één vezel kunnen voortplanten. Bovendien kunnen lichtsignalen van twee verschillende polarisaties zich voortplanten in een optische vezel, wat het mogelijk maakt om de bandbreedte van het optische communicatiekanaal te verdubbelen. Tot op heden is de limiet voor de dichtheid van informatie die via optische vezels wordt verzonden, niet bereikt;
• - zeer kleine (in vergelijking met andere media) demping van het lichtsignaal in de glasvezel. De beste voorbeelden van Russische glasvezel hebben een demping van 0,22 dB/km bij een golflengte van 1,55 micron, wat het mogelijk maakt om communicatielijnen tot 100 km lang te bouwen zonder signaalregeneratie. Ter vergelijking: de beste Sumitomo-vezel van 1,55 µm heeft een demping van 0,154 dB/km. Optische laboratoria in de Verenigde Staten ontwikkelen nog meer "transparante" zogenaamde fluorozirconaat optische vezels met een theoretische limiet in de orde van 0,02 dB/km bij een golflengte van 2,5 micron. Laboratoriumstudies hebben aangetoond dat op basis van dergelijke vezels communicatielijnen met regeneratiesecties over 4600 km kunnen worden gecreëerd met een transmissiesnelheid in de orde van 1 Gbit / s;
• - OV is gemaakt van kwarts, met als basis siliciumdioxide, een wijdverbreid en daarom goedkoop materiaal, in tegenstelling tot koper;
• - optische vezels hebben een diameter van ongeveer 100 micron, dat wil zeggen dat ze zeer compact en licht van gewicht zijn, waardoor ze veelbelovend zijn voor gebruik in de luchtvaart, instrumentatie en kabeltechnologie;
• - aangezien optische vezels diëlektrica zijn, wordt daarom tijdens de constructie van communicatiesystemen automatisch galvanische isolatie van de segmenten bereikt. In een optisch systeem zijn ze elektrisch volledig geïsoleerd van elkaar, en veel van de problemen die tot nu toe zijn opgetreden bij het aansluiten van elektrische kabels met aarding en potentiaalverwijdering, zijn niet langer relevant. Met behulp van extra sterk plastic produceren kabelfabrieken zelfdragende bovenleidingen die geen metaal bevatten en dus elektrisch veilig zijn. Dergelijke kabels kunnen op de masten van bestaande hoogspanningslijnen worden gemonteerd, hetzij afzonderlijk, hetzij ingebouwd in de fasegeleider, waardoor aanzienlijke kosten worden bespaard bij het leggen van de kabel door rivieren en andere obstakels;
• - communicatiesystemen op basis van optische vezels zijn bestand tegen elektromagnetische interferentie en informatie die via optische vezels wordt verzonden, is beschermd tegen ongeoorloofde toegang. Glasvezelcommunicatielijnen kunnen niet op een niet-destructieve manier worden afgeluisterd. Eventuele effecten op het OM kunnen worden geregistreerd door de integriteit van de lijn te bewaken (continue controle);
• - een belangrijke eigenschap van glasvezel is duurzaamheid. De levensduur van een vezel, dat wil zeggen het behoud van zijn eigenschappen binnen bepaalde grenzen, is meer dan 25 jaar, wat het mogelijk maakt om een ​​keer een glasvezelkabel te leggen en, indien nodig, de kanaalcapaciteit te vergroten door ontvangers en zenders te vervangen door snellere degenen.

Maar er zijn ook enkele nadelen van glasvezeltechnologie:

• - bij het aanleggen van een communicatielijn zijn zeer betrouwbare actieve elementen nodig die elektrische signalen omzetten in licht en licht in elektrische signalen. Optische connectoren (connectoren) worden gebruikt om de optische vezel aan te sluiten op de zend- en ontvangstapparatuur, die lage optische verliezen en een grote verbindings-ontkoppelingsbron moet hebben. Fouten bij de vervaardiging van dergelijke communicatielijnelementen moeten in de orde van een fractie van een micron zijn, d.w.z. overeenkomen met de stralingsgolflengte. Daarom is de vervaardiging van deze optische coerg duur;
• - een ander nadeel is dat de installatie van optische vezels precisie, en dus dure, technologische apparatuur vereist.

Hierdoor zijn bij een optische kabelstoring (breuk) de herstelkosten hoger dan bij het werken met koperen kabels.

De voordelen van het gebruik van glasvezelcommunicatielijnen (FOCL) zijn zo groot dat, ondanks de genoemde nadelen van glasvezel, deze communicatielijnen in toenemende mate worden gebruikt voor het verzenden van informatie.

Glasvezel (diëlektrische golfgeleiders) heeft de hoogste bandbreedte van alle bestaande communicatiefaciliteiten. Glasvezelkabels worden gebruikt om glasvezelcommunicatielijnen te creëren die de hoogste informatieoverdrachtssnelheid kunnen bieden (afhankelijk van het type actieve apparatuur dat wordt gebruikt, kan de overdrachtssnelheid tientallen gigabytes of zelfs terabytes per seconde zijn).

Kwartsglas, het dragermedium van FOCL, heeft naast unieke transmissiekenmerken nog een andere waardevolle eigenschap: lage verliezen en ongevoeligheid voor elektromagnetische velden. Dit steekt gunstig af bij conventionele koperen bekabelingssystemen.

Dit systeem voor informatieoverdracht wordt in de regel gebruikt bij de constructie van werkfaciliteiten als externe snelwegen die ongelijksoortige structuren of gebouwen verenigen, evenals gebouwen met meerdere verdiepingen. Het kan ook worden gebruikt als een interne drager van een gestructureerd bekabelingssysteem (SCS), maar voltooide SCS die volledig van glasvezel zijn gemaakt, komen minder vaak voor vanwege de hoge kosten van het bouwen van optische communicatielijnen.

Het gebruik van glasvezelcommunicatielijnen maakt het mogelijk om werkplekken lokaal te combineren, snelle internetdownloads tegelijkertijd op alle machines, hoogwaardige telefooncommunicatie en televisieontvangst te garanderen.

Met een competent ontwerp van het toekomstige systeem (deze fase impliceert de oplossing van architecturale problemen, evenals de keuze van geschikte apparatuur en methoden voor het aansluiten van draagkabels) en professionele installatie, biedt het gebruik van glasvezellijnen een aantal belangrijke voordelen:

• Hoge bandbreedte door hoge draaggolffrequentie. Het potentieel van één optische vezel is meerdere terabits aan informatie in 1 seconde.
• Glasvezelkabel heeft een laag ruisniveau, wat een positieve invloed heeft op de bandbreedte en het vermogen om signalen van verschillende modulaties te verzenden.
• Brandveiligheid (brandwerendheid). In tegenstelling tot andere communicatiesystemen kan FOCL zonder enige beperking worden gebruikt bij risicovolle ondernemingen, met name in petrochemische fabrieken, vanwege de afwezigheid van vonken.
• Door de lage demping van het lichtsignaal kunnen optische systemen werkgebieden op aanzienlijke afstanden (meer dan 100 km) combineren zonder het gebruik van extra repeaters (versterkers).

• Informatiebeveiliging. Glasvezelcommunicatie biedt betrouwbare bescherming tegen ongeautoriseerde toegang en onderschepping van vertrouwelijke informatie. Dit vermogen van optica wordt verklaard door de afwezigheid van straling in het radiobereik en door de hoge gevoeligheid voor trillingen. Bij afluisterpogingen kan het ingebouwde monitoringsysteem het kanaal uitschakelen en waarschuwen voor een vermoeden van hacking. Daarom wordt FOCL actief gebruikt door moderne banken, onderzoekscentra, wetshandhavingsorganisaties en andere structuren die met geheime informatie werken.
• Hoge betrouwbaarheid en ruisimmuniteit van het systeem. Vezel, die een diëlektrische geleider is, is niet gevoelig voor elektromagnetische straling, is niet bang voor oxidatie en vocht.
• winstgevendheid. Ondanks het feit dat het maken van optische systemen vanwege hun complexiteit duurder is dan traditionele SCS, ontvangt hun eigenaar over het algemeen echte economische voordelen. Glasvezel, die is gemaakt van kwarts, kost ongeveer 2 keer goedkoper dan een koperen kabel; bovendien kun je bij het bouwen van uitgebreide systemen besparen op versterkers. Als bij gebruik van een koperpaar om de paar kilometer repeaters moeten worden geïnstalleerd, dan is deze afstand in FOCL minimaal 100 km. Tegelijkertijd zijn de snelheid, betrouwbaarheid en duurzaamheid van traditionele SCS aanzienlijk lager dan optica.

• De levensduur van glasvezellijnen is een halve kwart eeuw. Na 25 jaar continu gebruik neemt de signaalverzwakking in het draagsysteem toe.
• Als we een koperen en een optische kabel vergelijken, dan zal met dezelfde bandbreedte de tweede ongeveer 4 keer minder wegen, en het volume, zelfs met het gebruik van beschermende omhulsels, zal meerdere keren minder zijn dan dat van koper.
• perspectieven. Het gebruik van glasvezelcommunicatielijnen maakt het gemakkelijk om de rekencapaciteit van lokale netwerken te vergroten door de installatie van snellere actieve apparatuur en zonder de communicatie te vervangen.

Reikwijdte van FOCL

Zoals hierboven vermeld, worden glasvezelkabels (FOC) gebruikt om signalen rond (tussen) gebouwen en binnen faciliteiten te transporteren. Bij het bouwen van externe communicatielijnen wordt de voorkeur gegeven aan optische kabels, en binnen gebouwen (interne subsystemen) wordt samen met traditionele twisted pair-kabels gebruikt. Zo wordt er onderscheid gemaakt tussen buitenkabels en binnenkabels.

Verbindingskabels behoren tot een apart type: binnenshuis worden ze gebruikt als verbindingssnoeren en horizontale bedradingscommunicatie - om individuele werkplekken uit te rusten en buiten - om gebouwen te verbinden.

Installatie van glasvezelkabel wordt uitgevoerd met behulp van speciale gereedschappen en apparaten.

De lengte van FOCL-communicatielijnen kan honderden kilometers bedragen (bijvoorbeeld bij het bouwen van communicatie tussen steden), terwijl de standaardlengte van optische vezels enkele kilometers is (ook omdat het werken met te lange lengtes in sommige gevallen erg onhandig is). Bij het construeren van een route is het dus noodzakelijk om het probleem van het splitsen van individuele optische vezels op te lossen.

Er zijn twee soorten verbindingen: afneembaar en uit één stuk. In het eerste geval worden optische connectoren gebruikt voor de verbinding (dit gaat gepaard met extra financiële kosten en bovendien nemen bij een groot aantal tussenconnectorverbindingen de optische verliezen toe).

Voor de permanente aansluiting van lokale secties (aanleg van routes) worden mechanische connectoren, lijmverbindingen en glasvezelverbindingen gebruikt. In het laatste geval worden optische vezellasmachines gebruikt. De voorkeur voor een of andere methode wordt gegeven, rekening houdend met het doel en de gebruiksomstandigheden van de optiek.

De meest voorkomende is de lijmtechnologie, waarvoor speciale apparatuur en gereedschappen worden gebruikt en die verschillende technologische bewerkingen omvat.

In het bijzonder ondergaan optische kabels vóór aansluiting een voorbereidende voorbereiding: op de plaatsen van toekomstige verbindingen worden de beschermende coating en overtollige vezels verwijderd (het voorbereide gebied wordt ontdaan van de hydrofobe samenstelling). Om de lichtgeleider stevig in de connector (connector) te bevestigen, wordt epoxylijm gebruikt, die de binnenruimte van de connector opvult (deze wordt met een injectiespuit of dispenser in de connectorbehuizing gebracht). Om de lijm uit te harden en te drogen, wordt een speciale kachel gebruikt die een temperatuur van 100 graden kan creëren. MET.

Nadat de lijm is uitgehard, wordt overtollige vezels verwijderd en wordt de connectortip geslepen en gepolijst (chipkwaliteit is van het grootste belang). Om een ​​hoge nauwkeurigheid te garanderen, worden deze werken gevolgd met een 200x microscoop. Polijsten kan met de hand of met een polijstmachine.

De hoogste kwaliteit verbinding met minimaal verlies zorgt voor vezelsplitsing. Deze methode wordt gebruikt om FOCL's met hoge snelheid te maken. Tijdens het lassen worden de uiteinden van de vezel gesmolten, hiervoor kan een gastoorts, een elektrische lading of laserstraling worden gebruikt als bron van thermische energie.

Elke methode heeft zijn eigen voordelen. Door de afwezigheid van onzuiverheden, maakt laserlassen het mogelijk om de schoonste verbindingen te verkrijgen. Gastoortsen worden doorgaans gebruikt om multimode-vezels permanent te lassen. De meest voorkomende is elektrisch lassen, dat zorgt voor een hoge snelheid en kwaliteit van het werk. De smelttijd van verschillende soorten glasvezel is anders.

Voor het lassen worden speciaal gereedschap en dure lasapparatuur gebruikt - automatisch of halfautomatisch. Met moderne lasmachines kunt u de kwaliteit van het lassen controleren en trekproeven van verbindingen uitvoeren. Geavanceerde modellen zijn uitgerust met programma's waarmee u het lasproces voor een specifiek type vezel kunt optimaliseren.

Na het splitsen wordt de verbinding beschermd door nauwsluitende buizen die extra mechanische bescherming bieden.

Een andere methode om optische vezelelementen in een enkele vezeloptische lijn te splitsen, is een mechanische verbinding. Deze methode geeft minder zuiverheid van de verbinding dan lassen, maar de signaalverzwakking is in dit geval nog steeds minder dan bij gebruik van optische connectoren.

Het voordeel van deze methode ten opzichte van de andere is dat eenvoudige apparaten (bijvoorbeeld een montagetafel) worden gebruikt om werkzaamheden uit te voeren, waardoor werkzaamheden op moeilijk bereikbare plaatsen of in kleine constructies kunnen worden uitgevoerd.

Mechanische splitsing omvat het gebruik van speciale connectoren - de zogenaamde splice. Er zijn verschillende soorten mechanische connectoren, dit zijn langwerpige structuren met een kanaal voor de invoer en bevestiging van gesplitste optische vezels. De bevestiging zelf wordt geleverd met behulp van de vergrendelingen die door het ontwerp worden geleverd. Na aansluiting worden de lassen extra beschermd met hulzen of dozen.

Mechanische connectoren kunnen meerdere keren worden gebruikt. Ze worden met name gebruikt tijdens reparatie- of restauratiewerkzaamheden aan de lijn.

FOCL: soorten optische vezels

Optische vezels die worden gebruikt om FOCL te bouwen, verschillen in het fabricagemateriaal en in de modusstructuur van licht. Qua materiaal wordt onderscheid gemaakt tussen volledig glasvezels (met een glazen kern en glazen optische cladding), volledig plastic vezels (met een plastic kern en cladding) en gecombineerde modellen (met een glazen kern en plastic cladding). De beste doorvoer wordt geleverd door glasvezels, een goedkopere kunststofoptie wordt gebruikt als de vereisten voor demping en doorvoer niet kritisch zijn.

Optica opent brede mogelijkheden waar hogesnelheidscommunicatie met hoge bandbreedte vereist is. Dit is een beproefde, gemakkelijk te begrijpen en gebruiksvriendelijke technologie. Op audiovisueel gebied opent het nieuwe perspectieven en biedt het oplossingen die met andere methoden niet mogelijk zijn. Optica drong door in alle belangrijke gebieden - bewakingssystemen, meldkamers en situatiecentra, militaire en medische voorzieningen en gebieden met extreme bedrijfsomstandigheden. Glasvezelcommunicatielijnen bieden een hoge mate van bescherming van vertrouwelijke informatie, waardoor ongecomprimeerde gegevens, zoals afbeeldingen met hoge resolutie en video, met pixelprecisie kunnen worden overgedragen. Nieuwe standaarden en technologieën voor glasvezelcommunicatielijnen. Glasvezel - de toekomst van SCS (gestructureerde bekabelingssystemen)? We bouwen een bedrijfsnetwerk.

Glasvezelkabel (ook bekend als glasvezelkabel)- dit is een fundamenteel ander type kabel dan de twee beschouwde soorten elektrische of koperen kabels. Informatie erop wordt niet door een elektrisch signaal verzonden, maar door een lichtsignaal. Het belangrijkste element is transparant glasvezel, waardoor licht zich over enorme afstanden (tot tientallen kilometers) met onbeduidende demping voortplant.

De structuur van de glasvezelkabel is heel eenvoudig en is vergelijkbaar met de structuur van een coaxiale elektrische kabel (Fig. 1.). Alleen in plaats van een centrale koperdraad wordt dunne (ongeveer 1-10 micron in diameter) glasvezel gebruikt en in plaats van interne isolatie wordt een glazen of plastic omhulsel gebruikt, waardoor het licht niet buiten de glasvezel kan komen. In dit geval hebben we het over de zogenaamde totale interne reflectie van licht vanaf het grensvlak van twee stoffen met verschillende brekingsindices (de brekingsindex van de glazen schaal is veel lager dan die van de centrale vezel). Er zit meestal geen metalen omvlechting op de kabel, omdat afscherming tegen externe elektromagnetische interferentie hier niet nodig is. Soms wordt het echter nog steeds gebruikt voor mechanische bescherming tegen de omgeving (een dergelijke kabel wordt soms gepantserd genoemd; het kan meerdere glasvezelkabels onder één mantel combineren).

Glasvezelkabel heeft uitzonderlijke prestaties over ruisimmuniteit en geheimhouding van verzonden informatie. In principe kan geen enkele externe elektromagnetische interferentie het lichtsignaal vervormen en genereert het signaal zelf geen externe elektromagnetische straling. Het is bijna onmogelijk om dit type kabel aan te sluiten voor ongeoorloofd afluisteren op het netwerk, omdat dit de integriteit van de kabel schendt. De theoretisch mogelijke bandbreedte van een dergelijke kabel bereikt 1012 Hz, dat wil zeggen 1000 GHz, wat onvergelijkbaar hoger is dan die van elektrische kabels. De kosten van glasvezelkabel zijn gestaag gedaald en zijn nu ongeveer gelijk aan de kosten van dunne coaxkabel.

Typische signaalverzwakking in glasvezelkabels bij frequenties die worden gebruikt in lokale netwerken, is dit van 5 tot 20 dB / km, wat ongeveer overeenkomt met de prestaties van elektrische kabels bij lage frequenties. Maar in het geval van een glasvezelkabel, met een toename van de frequentie van het verzonden signaal, neemt de demping zeer licht toe, en bij hoge frequenties (vooral boven 200 MHz) zijn de voordelen ten opzichte van een elektrische kabel onmiskenbaar, het heeft gewoon geen concurrenten.

Glasvezelcommunicatielijnen (FOCL) maken het mogelijk om analoge en digitale signalen over lange afstanden, in sommige gevallen over tientallen kilometers, te verzenden. Ze worden ook gebruikt op kortere, beter beheersbare afstanden, zoals in gebouwen. Voorbeelden van oplossingen voor het bouwen van SCS (gestructureerde bekabelingssystemen) voor het bouwen van een bedrijfsnetwerk zijn hier: Een bedrijfsnetwerk bouwen: Schema voor het bouwen van een SCS - Optica horizontaal. , We bouwen een bedrijfsnetwerk: SCS-constructieschema - Gecentraliseerd optisch kabelsysteem. , We bouwen een bedrijfsnetwerk: SCS-constructieschema - Zone optisch kabelsysteem.

De voordelen van optica zijn bekend: ze zijn ongevoelig voor ruis en interferentie, kleine kabeldiameter met enorme bandbreedte, weerstand tegen hacking en onderschepping van informatie, geen noodzaak voor repeaters en versterkers, enz.
Er waren ooit problemen met het afsluiten van optische lijnen, maar tegenwoordig zijn die grotendeels opgelost, waardoor het werken met deze technologie een stuk eenvoudiger is geworden. Er zijn echter een aantal zaken die puur in de context van de toepassingsgebieden moeten worden bekeken. Net als bij koper- of radiotransmissie hangt de kwaliteit van glasvezelcommunicatie af van hoe goed het uitgangssignaal van de zender en de voorkant van de ontvanger op elkaar zijn afgestemd. Onjuiste signaalvermogenspecificatie resulteert in een toename van de transmissiebitfoutfrequentie; het vermogen is te hoog - en de ontvangerversterker is "oververzadigd", te laag - en er is een probleem met ruis omdat het het gewenste signaal begint te verstoren. De twee meest kritische parameters van een glasvezelverbinding zijn het uitgangsvermogen van de zender en het transmissieverlies - de demping in de optische kabel die de zender en ontvanger verbindt.

Er zijn twee verschillende soorten glasvezelkabel:

* multimode of multimode kabel, goedkoper, maar van mindere kwaliteit;
* single-mode kabel, duurder, maar heeft betere eigenschappen dan de eerste.

Het type kabel bepaalt het aantal voortplantingsmodi of "paden" dat licht in de kabel aflegt.

Multimode kabel Het wordt het meest gebruikt in kleine industriële, residentiële en commerciële projecten, heeft de hoogste demping en werkt alleen over korte afstanden. Het oudere type kabel, 62,5/125 (deze getallen vertegenwoordigen de binnen-/buitendiameter van de vezel in microns), vaak aangeduid als "OM1", heeft een beperkte bandbreedte en wordt gebruikt voor gegevensoverdrachtsnelheden tot 200 Mbps.
Onlangs zijn 50/125 "OM2"- en "OM3"-kabels ingevoerd, met snelheden van 1 Gbps op afstanden tot 500 m en 10 Gbps op afstanden tot 300 m.

Enkele modus kabel gebruikt in hogesnelheidsverbindingen (boven 10 Gbps) of over lange afstanden (tot 30 km). Voor audio- en videotransmissie is het gebruik van "OM2-kabels" het meest geschikt.
Rainer Steil, vice-president Marketing voor Extron Europe, zegt dat glasvezellijnen betaalbaarder zijn geworden en vaker worden gebruikt voor binnennetwerken, waardoor het gebruik van optisch gebaseerde AV-systemen is toegenomen. Steil zegt: “In termen van integratie hebben FOCL's vandaag al verschillende belangrijke voordelen.
Vergeleken met een vergelijkbare koperkabelinfrastructuur, maakt optica het gelijktijdig gebruik van zowel analoge als digitale videosignalen mogelijk, waardoor een enkele systeemoplossing wordt geboden voor het werken met zowel bestaande als toekomstige videoformaten.
Bovendien, aangezien optica biedt een zeer hoge bandbreedte, dezelfde kabel zal in de toekomst op hogere resoluties werken. FOCL past zich gemakkelijk aan aan nieuwe standaarden en formaten die verschijnen in het proces van ontwikkeling van AV-technologieën."

Een andere erkende expert op dit gebied is Jim Hayes, voorzitter van de American Fiber Optics Association, opgericht in 1995, die de groei van professionaliteit op het gebied van glasvezel bevordert en, onder andere, meer dan 27.000 gekwalificeerde installateurs en uitvoerders van optische systemen heeft. in zijn gelederen. Over de groeiende populariteit van glasvezelcommunicatielijnen zegt hij het volgende: “Het voordeel zit in de snelheid van installatie en de lage kosten van componenten. Het gebruik van optica in telecommunicatie neemt toe, vooral in Fiber-To-The-Home* (FTTH)-systemen met draadloze toegang, net zoals op het gebied van beveiliging (bewakingscamera's).
Het FTTH-segment lijkt sneller te groeien dan andere markten in alle ontwikkelde landen. Hier, in de VS, zijn netwerken van verkeersleiding, gemeentelijke diensten (administratie, brandweer, politie), onderwijsinstellingen (scholen, bibliotheken) gebouwd op optica.
Het aantal internetgebruikers groeit - en we bouwen snel nieuwe dataverwerkingscentra (DPC's), voor de interconnectie waarvan glasvezel wordt gebruikt. Inderdaad, bij het verzenden van signalen met een snelheid van 10 Gbit / s zijn de kosten vergelijkbaar met die van "koperen" lijnen, maar de optica verbruikt veel minder energie. Jarenlang strijden glasvezel- en koperaanhangers met elkaar om de prioriteit in bedrijfsnetwerken. Verspilde tijd!
Tegenwoordig is wifi-connectiviteit zo goed geworden dat gebruikers van netbooks, laptops en iPhones hebben gekozen voor mobiliteit. En nu wordt in bedrijfs-LAN's optica gebruikt voor het schakelen met draadloze toegangspunten."
Inderdaad, de toepassingsgebieden van optica worden steeds meer, voornamelijk vanwege de bovengenoemde voordelen ten opzichte van koper.
Optica drong door in alle belangrijke gebieden - bewakingssystemen, meldkamers en situatiecentra, militaire en medische voorzieningen en gebieden met extreme bedrijfsomstandigheden. Door de kosten van apparatuur te verlagen, werd het mogelijk optische technologieën te gebruiken in traditioneel "koperen" gebieden - in vergaderzalen en stadions, in de detailhandel en op transportknooppunten.
Rainer Steil van Extron: “Glasvezelapparatuur wordt veel gebruikt in zorginstellingen, bijvoorbeeld voor het schakelen van lokale videosignalen in operatiekamers. Optische signalen hebben niets met elektriciteit te maken, wat ideaal is voor de patiëntveiligheid. Glasvezelcommunicatielijnen zijn perfect voor medische onderwijsinstellingen, waar het nodig is om videosignalen van verschillende operatiekamers naar meerdere klaslokalen te distribueren, zodat studenten de voortgang van de operatie "live" kunnen observeren.
Glasvezeltechnologieën genieten ook de voorkeur van het leger, omdat de verzonden gegevens van buitenaf moeilijk of zelfs onmogelijk te "lezen" zijn.
Glasvezelcommunicatielijnen bieden een hoge mate van bescherming van vertrouwelijke informatie, waardoor ongecomprimeerde gegevens, zoals afbeeldingen met hoge resolutie en video, met pixelprecisie kunnen worden overgedragen.
De transmissiemogelijkheden over lange afstand maken de optica ideaal voor digital signage-systemen in grote winkelcentra, waar kabellijnen tot meerdere kilometers kunnen lopen. Als voor twisted pair de afstand beperkt is tot 450 meter, dan is voor optica en 30 km niet de limiet."
Als het gaat om het gebruik van glasvezel in de audiovisuele industrie, zijn er twee belangrijke factoren die de vooruitgang stimuleren. Ten eerste is dit de intensieve ontwikkeling van op IP gebaseerde audio- en videotransmissiesystemen die afhankelijk zijn van netwerken met hoge bandbreedte - glasvezelcommunicatielijnen zijn daar ideaal voor.
Ten tweede is er een wijdverbreide vereiste om HD-video en HR-computerbeelden over afstanden van meer dan 15 meter te verzenden - wat de limiet is voor HDMI via koper.
Er zijn gevallen waarin het videosignaal gewoon niet kan worden "gedistribueerd" over een koperen kabel en het noodzakelijk is om glasvezel te gebruiken - dergelijke situaties stimuleren de ontwikkeling van nieuwe producten. Byeong Ho Pak, VP Marketing bij Opticis, legt uit: “UXGA, 60 Hz bandbreedte en 24-bits kleur vereisen een totale snelheid van 5 Gbps, oftewel 1,65 Gbps per kleurkanaal. HDTV heeft een iets lagere bandbreedte. Fabrikanten duwen de markt, maar de markt dwingt spelers ook om afbeeldingen van hogere kwaliteit te gebruiken. Er zijn specifieke toepassingsgebieden waarvoor beeldschermen nodig zijn die 3-5 miljoen pixels of 30-36-bits kleurdiepte kunnen weergeven. Dit vereist op zijn beurt een overdrachtssnelheid van ongeveer 10 Gbps."
Tegenwoordig bieden veel fabrikanten van schakelapparatuur versies van video-extenders (extenders) aan voor het werken met optische lijnen. ATEN Internationaal, TRENDnet, Rextron, Gefen en anderen produceren verschillende modellen voor een reeks video- en computerformaten.
In dit geval kunnen servicegegevens - HDCP ** en EDID *** - worden verzonden via een extra optische lijn, en in sommige gevallen - via een aparte koperen kabel die de zender en ontvanger verbindt.
Als gevolg van het feit dat HD de standaard wordt voor de omroepmarkt, andere markten - bijvoorbeeld installatie - nemen ook bescherming tegen ongeoorloofd kopiëren van DVI- en HDMI-inhoud', zegt Jim Jacetta, senior vice-president engineering bij Multidyne. - Met ons HDMI-ONE-apparaat kunnen gebruikers het videosignaal van een dvd- of Blu-ray-speler naar een monitor of display sturen die zich tot 1000 meter verderop bevindt. Voorheen ondersteunde geen enkel apparaat met multimode-lijnen HDCP-kopieerbeveiliging.”

Degenen die met FOCL werken, mogen specifieke installatieproblemen niet vergeten - kabelafsluiting. In dit opzicht produceren veel fabrikanten zowel de eigenlijke connectoren als montagesets, die gespecialiseerde gereedschappen bevatten, evenals chemicaliën.
Ondertussen moet elk element van een glasvezelverbinding, of het nu een verlengsnoer, een connector of een plaats waar kabels zijn aangesloten, worden gecontroleerd op signaalverzwakking met behulp van een optische meter - dit is nodig om het totale stroombudget (stroombudget , de belangrijkste berekende indicator van de glasvezelverbinding). Het is natuurlijk mogelijk om glasvezelkabelconnectoren handmatig te monteren, "op de knie", maar echt hoge kwaliteit en betrouwbaarheid is alleen gegarandeerd bij gebruik van kant-en-klare, in de fabriek gemaakte "geknipte" kabels die strenge meertrapstests hebben ondergaan.
Ondanks de enorme bandbreedte van glasvezelcommunicatielijnen, hebben velen nog steeds de wens om meer informatie in één kabel te "proppen".
Hier gaat de ontwikkeling in twee richtingen - multiplexing met golflengteverdeling (optische WDM), wanneer meerdere lichtstralen met verschillende golflengten in één vezel worden gericht, en de andere is dataserialisatie / deserialisatie (Engelse SerDes), wanneer parallelle code wordt omgezet in serieel en vice versa.
Tegelijkertijd is WDM-apparatuur duur vanwege het complexe ontwerp en het gebruik van miniatuur optische componenten, maar verhoogt het de transmissiesnelheid niet. De snelle logische apparaten die in SerDes-apparatuur worden gebruikt, verhogen ook de kosten van het project.
Bovendien wordt tegenwoordig apparatuur geproduceerd waarmee besturingsgegevens kunnen worden gemultiplext en gedemultiplext van de totale lichtstroom - USB of RS232 / 485. In dit geval kunnen de lichtstromen langs dezelfde kabel in tegengestelde richtingen worden gestuurd, hoewel de kosten van het uitvoeren van deze "trucs" van apparaten meestal de kosten van een extra lichtgeleider voor gegevensretour overtreffen.

Optica opent brede mogelijkheden waar hogesnelheidscommunicatie met hoge bandbreedte vereist is. Dit is een beproefde, gemakkelijk te begrijpen en gebruiksvriendelijke technologie. Op audiovisueel gebied opent het nieuwe perspectieven en biedt het oplossingen die met andere methoden niet mogelijk zijn. Tenminste, zonder noemenswaardige arbeids- en geldkosten.

Afhankelijk van het belangrijkste toepassingsgebied zijn glasvezelkabels onderverdeeld in twee hoofdtypen:

Binnenkabel:
Bij het installeren van glasvezelcommunicatielijnen in gesloten ruimtes wordt meestal een glasvezelkabel met een dichte buffer (ter bescherming tegen knaagdieren) gebruikt. Het wordt gebruikt om SCS te bouwen als een trunk- of horizontale kabel. Ondersteunt gegevensoverdracht over korte en middellange afstanden. Ideaal voor horizontale bekabeling.

Externe kabel:
Strakke buffer glasvezelkabel, gepantserd met staalband, vochtbestendig. Het wordt gebruikt voor externe plaatsing bij het creëren van een subsysteem van externe snelwegen en om individuele gebouwen met elkaar te verbinden. Kan in kabelgoten worden gelegd. Geschikt voor directe begraving.

Externe zelfdragende glasvezelkabel:
Zelfdragende glasvezelkabel met staalkabel. Het wordt gebruikt voor externe plaatsing over lange afstanden binnen telefoonnetwerken. Ondersteunt signaaloverdracht via kabel-tv en gegevensoverdracht. Geschikt voor kabelgoten en bovengrondse installaties.

FOCL-voordelen:

• Informatietransmissie via FOCL heeft een aantal voordelen ten opzichte van koperkabeltransmissie. De snelle introductie van Vols in informatienetwerken is een gevolg van de voordelen die voortvloeien uit de eigenaardigheden van signaalvoortplanting in een optische vezel.
• Brede bandbreedte - dankzij de extreem hoge draaggolffrequentie van 1014Hz. Dit geeft het potentieel voor transmissie over één optische vezel van een informatiestroom van meerdere terabits per seconde. Hoge bandbreedte is een van de belangrijkste voordelen van glasvezel ten opzichte van koper of andere media.
• Lage demping van het lichtsignaal in de vezel. Industriële glasvezel die momenteel door binnen- en buitenlandse fabrikanten wordt geproduceerd, heeft een demping van 0,2-0,3 dB bij een golflengte van 1,55 micron per kilometer. Lage demping en lage spreiding maken het mogelijk om lijnsecties te bouwen zonder hertransmissie tot 100 km of meer.
• Dankzij de lage ruis in glasvezelkabels kan de bandbreedte worden vergroot door verschillende signaalmodulaties te verzenden met een lage coderedundantie.
• Hoge ruisimmuniteit. Omdat de vezel is gemaakt van een diëlektrisch materiaal, is hij ongevoelig voor elektromagnetische interferentie van omringende koperen kabelsystemen en elektrische apparatuur die elektromagnetische straling kan induceren (hoogspanningskabels, elektrische motorinstallaties, enz.). Meervezelige kabels hebben ook niet het EM-overspraakprobleem dat inherent is aan koperen kabels met meerdere paren.
• Licht gewicht en volume. Glasvezelkabels (FOC) zijn lichter en lichter dan koperen kabels voor dezelfde bandbreedte. Zo kan een 900-paar telefoonkabel met een diameter van 7,5 cm worden vervangen door een enkele vezel met een diameter van 0,1 cm.Als de vezel is "omhuld" in meerdere beschermende omhulsels en bedekt met stalen bandpantsering, kan de diameter van zo'n FOC zal 1,5 cm zijn, wat meerdere keren minder is dan de overwogen telefoonkabel.
• Hoge beveiliging tegen onbevoegde toegang. Aangezien de FOC praktisch niet in het radiobereik uitstraalt, is het moeilijk om de informatie die erover wordt verzonden af ​​te luisteren zonder ontvangst en verzending te verstoren. Bewakingssystemen (continue controle) van de integriteit van de optische communicatielijn, gebruikmakend van de eigenschappen van de hoge gevoeligheid van de vezel, kunnen het "gecompromitteerde" communicatiekanaal onmiddellijk uitschakelen en een alarm geven. Sensorsystemen die gebruik maken van de interferentie-effecten van voortgeplante lichtsignalen (zowel via verschillende vezels als verschillende polarisaties) hebben een zeer hoge gevoeligheid voor trillingen en kleine drukvallen. Dergelijke systemen zijn vooral nodig bij het creëren van communicatielijnen bij de overheid, het bankwezen en enkele andere speciale diensten die hogere eisen stellen aan gegevensbescherming.
• Galvanische isolatie van netwerkelementen. Dit voordeel van optische vezel ligt in zijn isolerende eigenschap. Glasvezel helpt elektrische aardlussen te voorkomen die kunnen optreden wanneer twee netwerkapparaten op een bloot netwerk, verbonden door een koperen kabel, op verschillende punten in een gebouw worden geaard, zoals op verschillende verdiepingen. In dit geval kan er een groot potentiaalverschil optreden, wat de netwerkapparatuur kan beschadigen. Voor vezels bestaat dit probleem eenvoudigweg niet.
• Explosie- en brandveiligheid. Door de afwezigheid van vonken verhoogt glasvezel de veiligheid van het netwerk bij chemische, olieraffinaderijen, bij het onderhouden van technologische processen met een hoog risico.
• Winstgevendheid van FOCL. De vezel is gemaakt van silica op basis van silica, een wijdverbreid en daarom goedkoop materiaal, in tegenstelling tot koper. Momenteel zijn de kosten van glasvezel in relatie tot koperpaar 2: 5. Tegelijkertijd maakt FOC het mogelijk om signalen over veel grotere afstanden te verzenden zonder hertransmissie. Het aantal repeaters op lange lijnen wordt verminderd door het gebruik van FOC. Bij gebruik van soliton-transmissiesystemen is een bereik van 4000 km bereikt zonder regeneratie (dat wil zeggen alleen met het gebruik van optische versterkers op tussenliggende knooppunten) bij een transmissiesnelheid van meer dan 10 Gbit / s.
• Lange levensduur. Vezel degradeert na verloop van tijd. Dit betekent dat de demping in de gelegde kabel geleidelijk toeneemt. Vanwege de perfectie van moderne technologieën voor de productie van optische vezels, wordt dit proces echter aanzienlijk vertraagd en is de levensduur van de FOC ongeveer 25 jaar. Gedurende deze tijd kunnen verschillende generaties/standaarden van zendontvangstsystemen veranderen.
• Voeding op afstand. In sommige gevallen is een externe voeding van het informatienetwerkknooppunt vereist. Glasvezel kan niet fungeren als stroomkabel. In deze gevallen is het echter mogelijk om een ​​gemengde kabel te gebruiken, wanneer de kabel, samen met optische vezels, is uitgerust met een koperen geleidend element. Een dergelijke kabel wordt veel gebruikt, zowel in Rusland als in het buitenland.

Glasvezelkabel heeft echter ook enkele nadelen:

• De belangrijkste daarvan is de hoge complexiteit van de installatie (bij het installeren van connectoren is micronnauwkeurigheid vereist, de demping in de connector hangt sterk af van de nauwkeurigheid van de splitsing van de glasvezel en de mate van polijsten). Om de connectoren te installeren, wordt gelast of gelijmd met behulp van een speciale gel die dezelfde brekingsindex van licht heeft als glasvezel. Dit vereist in ieder geval hooggekwalificeerd personeel en speciaal gereedschap. Daarom wordt glasvezelkabel meestal verkocht in de vorm van voorgesneden stukken van verschillende lengtes, aan beide uiteinden waarvan de connectoren van het vereiste type al zijn geïnstalleerd. Houd er rekening mee dat een slecht geïnstalleerde connector de toegestane kabellengte, die wordt bepaald door demping, drastisch zal verminderen.
• Er moet ook aan worden herinnerd dat het gebruik van een glasvezelkabel speciale optische ontvangers en zenders vereist die lichtsignalen omzetten in elektrische signalen en vice versa, wat soms de kosten van het netwerk als geheel aanzienlijk verhoogt.
• Glasvezelkabels maken signaalsplitsing mogelijk (hiervoor worden speciale passieve koppelaars geproduceerd voor 2-8 kanalen), maar in de regel worden ze gebruikt om gegevens in slechts één richting tussen één zender en één ontvanger over te dragen. Elke vertakking verzwakt immers onvermijdelijk het lichtsignaal enorm, en als er veel takken zijn, bereikt het licht het einde van het netwerk misschien gewoon niet. Daarnaast is er een intern verlies in de splitter, waardoor het totale signaalvermogen aan de uitgang minder is dan het ingangsvermogen.
• Glasvezelkabel is minder duurzaam en flexibel dan elektriciteitskabel. Typische buigradii zijn ongeveer 10 - 20 cm; bij kleinere buigradii kan de middenvezel breken. Verdraagt ​​slecht kabel- en mechanisch rekken, evenals verpletterende effecten.
• Ook is de glasvezelkabel gevoelig voor ioniserende straling, waardoor de transparantie van de glasvezel afneemt, dat wil zeggen de signaalverzwakking toeneemt. Plotselinge temperatuurschommelingen hebben ook een negatief effect, glasvezel kan barsten.
• Gebruik glasvezelkabel alleen in netwerken met een ster- en ringtopologie. In dit geval zijn er geen problemen met het matchen en aarden. De kabel zorgt voor een perfecte galvanische scheiding van netwerkcomputers. In de toekomst zal dit type kabel waarschijnlijk elektrische kabels verdringen, of op zijn minst sterk onderdrukken.

Vooruitzichten voor de ontwikkeling van glasvezelcommunicatielijnen:

• In verband met de groeiende vraag naar nieuwe netwerktoepassingen wordt het steeds relevanter om glasvezeltechnologieën toe te passen in gestructureerde bekabelingssystemen. Wat zijn de voordelen en kenmerken van het gebruik van optische technologieën in een horizontaal kabelsubsysteem en op gebruikerswerkplekken?
• Na analyse van de veranderingen in netwerktechnologieën in de afgelopen 5 jaar, is het gemakkelijk te zien dat de SCS-koperstandaarden achterbleven bij de "netwerkarmen" -race. Omdat ze geen tijd hadden om de SCS van de derde categorie te installeren, moesten bedrijven overschakelen naar de vijfde, en nu naar de zesde, en niet ver van het gebruik van de zevende categorie.
• Uiteraard zal de ontwikkeling van netwerktechnologieën daar niet stoppen: gigabit per werkplek wordt binnenkort een de facto standaard, en later de jure, en voor een LAN (local area network) van een grote of zelfs middelgrote onderneming 10 Gbit/s Etnernet zal niet ongewoon zijn.
• Daarom is het erg belangrijk om een ​​dergelijk kabelsysteem te gebruiken dat het mogelijk maakt om de toenemende snelheden van netwerktoepassingen gedurende minstens 10 jaar gemakkelijk aan te kunnen - dit is de minimale levensduur van de SCS die is gedefinieerd door internationale normen.
• Bovendien is het bij het wijzigen van de standaarden voor LAN-protocollen noodzakelijk om het opnieuw leggen van nieuwe kabels te vermijden, wat voorheen aanzienlijke kosten met zich meebracht voor de werking van SCS en in de toekomst eenvoudigweg niet acceptabel is.
• Slechts één transmissiemedium in SCS voldoet aan deze vereisten - optica. Optische kabels worden al meer dan 25 jaar gebruikt in telecommunicatienetwerken en recentelijk zijn ze ook wijdverbreid gebruikt in kabel-tv en LAN.
• Op een LAN worden ze vooral gebruikt om backbone kabelgoten tussen gebouwen en in de gebouwen zelf te bouwen. , terwijl gegevensoverdracht met hoge snelheid tussen de segmenten van deze netwerken wordt geboden. De ontwikkeling van moderne netwerktechnologieën actualiseert echter het gebruik van glasvezel als het belangrijkste medium om gebruikers rechtstreeks met elkaar te verbinden.

Nieuwe FOCL-normen en -technologieën:

In de afgelopen jaren zijn er verschillende technologieën en producten op de markt verschenen die het mogelijk maken om het gebruik van glasvezel in een horizontaal kabelsysteem en het aansluiten ervan op gebruikerswerkstations aanzienlijk te vergemakkelijken en te verlagen.

Van deze nieuwe oplossingen zou ik allereerst optische connectoren met een kleine vormfactor willen benadrukken - SFFC (kleine vormfactorconnectoren), vlakke laserdiodes met een verticale holte - VCSEL (verticale holte-oppervlakte-emitterende lasers) en optische multimode vezels van een nieuwe generatie.

Opgemerkt moet worden dat het recent goedgekeurde type multimode optische vezel OM-3 een bandbreedte heeft van meer dan 2000 MHz/km bij een laserstralingslengte van 850 nm. Dit type glasvezel zorgt voor seriële overdracht van 10 Gigabit Ethernet-gegevensstromen over een afstand van 300 m. Het gebruik van nieuwe typen multimode-vezel en 850 nm VCSEL-lasers biedt de laagste kosten voor het implementeren van 10 Gigabit Ethernet-oplossingen.

Door de ontwikkeling van nieuwe normen voor glasvezelconnectoren zijn glasvezelsystemen een serieuze concurrent geworden van koperoplossingen. Traditioneel hadden glasvezelsystemen twee keer zoveel connectoren en patchkabels nodig als koper - telecomsites hadden een veel groter gebied nodig om optische apparatuur te huisvesten, zowel passief als actief.

Optische connectoren met kleine vormfactor, onlangs geïntroduceerd door een aantal fabrikanten, bieden tweemaal de poortdichtheid van eerdere oplossingen, aangezien elke dergelijke connector twee optische vezels tegelijk bevat, in plaats van één zoals in het verleden.

Dit verkleint de grootte van zowel optische passieve elementen - kruizen, enz., als actieve netwerkapparatuur, wat het mogelijk maakt om de installatiekosten met een factor vier te verlagen (vergeleken met traditionele optische oplossingen).

Opgemerkt moet worden dat de Amerikaanse normalisatie-instanties EIA en TIA in 1998 besloten het gebruik van een bepaald type optische connectoren met een kleine vormfactor niet te reguleren, wat leidde tot de opkomst van zes soorten concurrerende oplossingen op dit gebied op de markt tegelijk: MT-RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 en SCDC. Ook vandaag zijn er nieuwe ontwikkelingen.

De meest populaire miniatuurconnector is de connector van het MT-RJ-type, die één polymeerring heeft met daarin twee optische vezels. Het ontwerp is ontworpen door een consortium van bedrijven onder leiding van AMP Netconnect op basis van de in Japan ontwikkelde MT-multivezelconnector. AMP Netconnect heeft al meer dan 30 licenties gepresenteerd voor de productie van dit type MT-RJ connector.

De MT-RJ-connector dankt veel van zijn succes aan zijn externe ontwerp, dat vergelijkbaar is met dat van de 8-pins RJ-45 modulaire koperen connector. Onlangs zijn de prestaties van de MT-RJ-connector aanzienlijk verbeterd - AMP Netconnect biedt MT-RJ-connectoren met sleutels om foutieve of ongeoorloofde aansluiting op het kabelsysteem te voorkomen. Daarnaast ontwikkelt een aantal bedrijven single-mode versies van de MT-RJ connector.

Er is veel vraag naar de LC-connectoren van het bedrijf in de markt voor optische kabeloplossingen. Avaya(http://www.avaya.com). Het ontwerp van deze connector is gebaseerd op het gebruik van een keramische ferrule met een diameter verkleind tot 1,25 mm en een plastic behuizing met een externe hefboomvergrendeling om in de aansluiting van de aansluitbus te vergrendelen.

De connector is verkrijgbaar in zowel simplex als duplex uitvoering. Het belangrijkste voordeel van de LC-connector is het lage gemiddelde verlies en de rms-afwijking van slechts 0,1 dB. Deze waarde zorgt voor een stabiele werking van het kabelsysteem als geheel. Er worden standaard epoxylijm- en polijstprocedures gebruikt om de LC-vork te installeren. Tegenwoordig hebben connectoren hun weg gevonden naar fabrikanten van 10 Gbps-transceivers.

Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) produceert tegelijkertijd zowel LC- als MT-RJ-connectoren. Volgens haar heeft de SCS-industrie haar keuze gemaakt voor MT-RJ- en LC-connectoren. Het bedrijf heeft onlangs de eerste single-mode MT-RJ- en UniCam-versies van de MT-RJ- en LC-connectoren uitgebracht, die snelle installatietijden bieden. Tegelijkertijd is het voor de installatie van UniCam-connectoren niet nodig om epoxylijm en poly