количество волокон в оптическом кабеле на что влияет
Сколько волокон может иметь оптоволоконный кабель?
Сколько волокон может иметь оптоволоконный кабель?
Оптические кабели применяются в Российской Федерации, в соответствии с «Правилами применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон», утвержденных Приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от «19» апреля 2006 г. № 47.
Типы кабелей по количеству волокон
На наших заводах производится выпуск продукции следующих видов:
Оптический кабель 2 волокна – в основном применяется как распределительный оптический кабель для внутренней прокладки. Внешняя оболочка выполнена из полимера не распространяющего горение с низким дымо- и газовыделением.
Оптический кабель 4 волокна – часто используется в локальных компьютерных оптических сетях, для прокладки внутри серверных и ЦОДов для соединения стоек и шкафов. Имеет негорючую оболочку.
Оптический кабель 8 волокон в основном используется для прокладки внутри помещений и серверных ЦОДов. Обладает изоляцией с пониженной горючестью.
Оптический кабель 12 волокон – применяется для создания локальных компьютерных сетей. В зависимости от типа изоляции, может использоваться для соединения рабочих мест и ЦОДов расположенных как в одном здании, так и разнесенных на расстояние.
Оптический кабель 16 волокон – в основном используется внутри серверных комнат для соединения стоек серверов. При соответствующей изоляции может применяться для организации сетей вне зданий.
Оптический кабель 24 волокна – используется для стационарной прокладки магистральных кабельных подсистем, а также для создания локальных сетей внутри помещений. Поддерживает передачу данных на короткие и средние расстояния.
Оптический кабель 48 волокон – используется для организации магисталей передачи данных. В зависимости от типа оболочки может использоваться как внутри зданий, так и в канализационных каналах.
Оптический кабель 64 волокна – благодаря различным типам изоляции возмозно его применение в разных видах среды: в кабельной канализации, в подвесном или самонесущем варианте.
Оптический кабель 96 волокон – используется для организации магисталей и пригоден для прокладки в грунтах, при пересечении рек и водных преград, в кабельной канализации, по мостам и эстакадам, а также в туннелях, коллекторах, зданиях.
Оптический кабель 144 волокна – применяется внутри и вне помещений. Используется для магистралей средней длины (mid-span) и распределения оптических сигналов (split out) в сетях центров обработки данных, компьютерных сетях и сетях FTTx в рамках технологии «оптика до абонента».
Особенности выпуска ОК
При выборе ОК, проектировщикам нужно учитывать, что большая часть производителей сейчас выпускает кабели с количеством волокон кратным 6 или 12. Не существует общих стандартов, определяющих, сколько волокон должно быть в кабеле, поэтому в каждом отдельном случае, покупателю приходится решать этот вопрос самостоятельно.
Обычно количество волокон определяется количеством принимающих и передающих узлов активного оборудования, а также схемой сети. Для простого приема и передачи сигналов на линиях связи может даже использоваться оптоволоконный кабель на 2 волокна. Большее количество волокон в кабеле позволит добиться передачи более больших объемов информации без ущерба пропускной способности. Подбирая правильный ОК, нужно также учитывать и определенный запас волокон для последующего развития сети. Специалисты вообще советуют умножать количество необходимых волокон на два – к примеру, имея необходимость в 32 волокна, лучше брать оптический кабель на 64 волокна.
Число волокон в оптическом кабеле
Количество волокон в оптическом кабеле зависит от проектных значений конкретной ВОЛС. Строгой номенклатуры и стандартов по данным критериям нет. При построении сети, выборе оптического кабеля учитывается комплекс параметров: характеристики активного и пассивного оборудования, количество подключаемых абонентов, объемы передаваемых данных, пропускная способность.
Число линий передачи света в оптических кабелях (ОК) кратно 6 и 12, их количество определяют эксплуатационные и технические характеристики ВОЛС:
При разработке проекта, выборе топологии построения трассы, отдельных участков линии, важно учитывать планируемое расширение, необходимые эксплуатационные характеристики, протоколы работы активного оборудования, пропускную способность, скорость передачи данных.
Проектные параметры рассчитываются на основании соответствующих формул, таблиц затухания силы сигнала, параметров отражения, поглощения шума, коэффициента дисперсии, других физических приемо-передающих характеристик ОК.
Типы кабелей по количеству волокон
Стандартные ОК в номенклатуре предназначены для устройства сети различной степени сложности, функционала:
Как видим для простой линии связи достаточно кабеля с двумя световодами, но чем больше количество световых трасс передачи, тем больше пропускная способность линии. Поэтому, выбирая число волокон оптического кабеля, нужно ориентироваться на проектные и эксплуатационные, технические, монтажные параметры конкретной линии связи.
В ассортименте завода производителя «Москабель-Фуджикура» профессиональный выбор оптических кабелей с различным числом волокон, вариантом изоляции, брони, рассчитанных на любые параметры прокладки, построения трасс ВОЛС.
Оптоволоконные кабели: виды и характеристики
Оптоволоконный, или волоконно-оптический кабель — это провод, в основе конструкции которого находятся волоконные световоды, то есть оптоволокно. Информация по нему передается в виде световых фотонов, а не радиоволн. Он практически не восприимчив к помехам, удобен в монтаже и обеспечивает высокую скорость передачи данных.
Классифицируют оптоволокно по материалу изготовления, количеству передаваемых сигналов и способам применения. В зависимости от материала выделяют три вида оптоволоконных кабелей:
По количеству передаваемых сигналов (мод) разделяют на:
Одномодовые разновидности имеют меньший диаметр сердечника и в основном используются в телефонии. У многомодового оптоволокна более толстый сердечник, оно используется при создании компьютерных сетей.
Типы оптоволокна по месту монтажа:
По условиям прокладки:
Структура
Существует много вариантов исполнения оптико-волоконного провода для разных целей. Чаще всего он имеет круглое сечение. Самая простая конструкция – это пластиковые трубки с волокнами (сердцевина) в общей внешней оболочке.
Для сложных условий эксплуатации разработаны многослойные модификации. В них особое внимание уделено защите, поэтому к оптоволокну добавлены специальные защитные и упрочняющие элементы.
Оптоволоконный кабель состоит из нескольких слоев
На сегодняшний день выделяют восемь конструкционных слоев оптоволоконного кабеля:
Для чего нужен оптический кабель
Оптоволокно используют в разных сферах – это:
Современные провайдеры и телекоммуникационные компании тянут именно оптоволокно, так как оно по всем ключевым параметрам превосходит аналоги с металлическими проводниками.
Достоинства оптоволокна
Оптоволоконный провод намного легче и компактнее, чем аналог с медным сердечником. Развернутые оптоволоконные сети проще укладывать и масштабировать. Кроме того, за счет них обеспечивается более стабильный и защищенный сигнал. Это возможно из-за таких нескольких особенностей:
Такие характеристики оптоволокна делают его идеальным вариантом для создания коммуникационных сетей любого назначения.
Оставьте свою электронную почту и получайте самые свежие статьи из нашего блога. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить
Одномодовые и многомодовые оптические кабели
Самые частые вопросы, которые задают нашим экспертам: в чем отличие одномодового от многомодового кабеля, где и чем обусловлено их применение, можно ли заменить один тип другим? И даже такой вопрос — каких цветов бывают «кабельные моды»? Разберем все это в нашем материале.
Сначала определимся с понятием «кабельной моды». Такого термина не существует! Любой волоконно-оптический кабель (ВОК) содержит в своей конструкции так называемые модули — пластиковые трубки, защищающие оптические волокна. Они действительно бывают разных цветов и в зависимости от их количества можно условно разделить ВОК на одномодульные и многомодульные. Если же говорить об одномодовых (Single-mode, SM) и многомодовых (Multi-mode, MM) кабелях — подразумевается, что кабель изготовлен из соответствующих типов оптических волокон (ОВ). Итак:
ИЛИ 
НЕ ОЗНАЧАЕТ Single-mode / Multi-mode
Что же такое «мода оптического волокна»?
Мода — это элементарная составляющая, отдельный луч, из которого состоит свет, проходящий по волокну. С точки зрения теоретической физики, каждая мода — это одно из решений волновых уравнений Максвелла, описывающих распространение света в световоде. Условно каждую моду представляют в виде набора прямых линий, образующих конус. На схемах же, обычно в поперечном сечении, моды изображают в виде отдельных лучей, распространяющихся в волокне под углом к оптической оси. При этом луч, который геометрически совпадает с осью волокна носит название первой или основной моды, а все остальные называют боковыми модами.
В зависимости от диаметра сердцевины ОВ, показателей преломления материалов сердцевины и оболочки в оптическом волокне будет распространяться только одна или несколько мод излучения. На рис. 1 наглядно показано, что в волокно с маленьким диаметром сердцевины можно ввести только одну моду, в то время как больший диаметр позволяет вводить несколько мод.
Рис. 1. Распространение мод излучения.
Диаметры сердцевины и оболочки для MM составляют, соответственно, 50/125 мкм или 62,5/125 мкм, а для SM — 9/125 мкм. В самом простом случае, когда показатели преломления сердцевины и оболочки имеют равномерные по сечению величины, их профиль носит название ступенчатого. Сечения этих типов ОВ в этом случае выглядят так, как показано на рис. 2:
Рис. 2. Профили показателей преломления различных типов ОВ.
Для SM-волокна ступенчатый профиль показателя преломления вполне приемлем, поскольку в нём распространяется только одна мода. А вот в MM-волокнах со ступенчатым показателем условия прохождения сигнала сильно ухудшаются из-за появления дисперсии. Дисперсию, то есть искажение формы импульса света, вызванную разницей маршрутов распространения отдельных мод, называют межмодовой. Такой вид дисперсии служит главным отличием по оптическим свойствам между SM и MM.
В настоящее время частично подавить межмодовую дисперсию стало возможным за счёт изготовления волокон с так называемым градиентным профилем преломления сердцевины. В этом случае оптическая плотность кварцевого стекла, из которого изготовления сердцевина, плавно снижается от центра к границе. Это даёт возможность скорректировать линии распространения боковых мод и уменьшить искажения сигнала. Наглядно разница между сигналами на входе и на выходе волокна для разных вариантов изготовления показана на рис. 3:
Рис. 3. Изменения формы и амплитуды сигнала на выходе линии в волокнах с разными профилями показателя преломления.
Для систем связи, использующих ММ-волокна рекомендуется использовать именно ОВ с градиентным коэффициентом преломления, однако надо понимать, что стоимость изготовления такого типа волокон гораздо выше, чем у волокон со ступенчатым коэффициентом.
Рассмотрим подробнее различные виды MM и SM волокон и кабелей на их основе.
Многомодовое волокно
Из-за влияния межмодовой дисперсии MM-волокно имеет ограничения по скорости и дальности распространения сигнала по сравнению с SM-волокном. Длину многомодовых линий связи ограничивает также большое по сравнению с одномодовым волокном затухание.
В то же время требования к расходимости излучения источника сигнала, а так же к точности юстировки компонентов оборудования ощутимо снижаются за счёт большого диаметра. Вследствие этого оборудование для многомодового волокна стоит гораздо дешевле, чем для одномодового (хотя само многомодовое волокно несколько дороже).
Как было упомянуто ранее, наибольшее распространение получили многомодовые волокна 50/125 и 62,5/125 мкм. Первые коммерческие MM волокна, производство которых началось в 1970-х годах, имели диаметр сердцевины 50 мкм и ступенчатый профиль коэффициента преломления. На тот момент единственным источником излучения были светодиоды. Увеличение передаваемого трафика привело к появлению волокон с сердцевиной 62,5 мкм. Бо́льший диаметр позволял более эффективно использовать излучение светодиодов, которые отличаются большой расходимостью светового потока. Однако при этом увеличивалось число распространяемых мод, что негативно сказывается на характеристиках передачи. Поэтому, когда вместо светодиодов стали использоваться узконаправленные лазеры, популярность снова обрело волокно 50/125 мкм. В результате совершенствования технологии производства были разработаны волокна, которые стали называть «оптимизированными для работы с лазерами». Дальнейшему росту скорости и дальности передачи информации способствовало появление волокон с градиентным профилем показателя преломления.
В настоящее время существует классификация многомодовых кварцевых волокон, подробно описанная в различных стандартах. Например, стандарт ISO/IEC 11801 определяет 4 категории многомодовых волокон. Они обозначаются латинскими буквами OM (Optical Multimode) и цифрой, обозначающей класс волокна:
Основной параметр, зависящий от дисперсии и определяющий способность волокна поддерживать распространение сигнала на определенные расстояния — коэффициент широкополосности. Для каждого класса в стандарте указываются значения затухания и коэффициента широкополосности. Данные представлены в таблице 1, где параметр OFL (overfilled launch) описывает метод определения ширины полосы пропускания, а именно – с помощью светодиодов.
Коэффициент широкополосности (OFL), МГц*км
Применяется для расширения ранее установленных систем. Использовать в новых системах не рекомендуется.
Применяется для поддержки приложений с производительностью до 1 Гбит/с на расстоянии до 550 м.
Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 2000 МГц·км. Волокно применяется в системах с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 300 м.
Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 4700 МГц·км. Волокно применяется для поддержки приложений с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 550 м.
Табл. 1. Сравнение характеристик ММ-волокон разных классов.
В июне 2016 года Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) опубликовала стандарт, описывающий новый класс ММ волокна – ОМ5 (TIA-492AAAE). Волокна, изготовленные по такому стандарту, позволят использовать технологию SWDM (Short-wavelength division multiplexing – уплотнение по коротким длинам волн) с четырьмя различными длинами волн. Что, в свою очередь, даст возможность повысить скорость передачи информации в 4 раза при сохранении и даже небольшом увеличении максимальной длины линии. В настоящий момент волокна OM5 в нашей стране практически не применяются, поскольку все их достоинства реализуются только в случае использования активного оборудования (трансиверов), работающего с технологией SWDM. О коммерческой целесообразности применения таких волокон говорить пока рано.
Подписывайтесь на канал ВОЛС.Эксперт
Показываем, как правильно выполнять монтаж оптических муфт и кроссов, разбираем частые ошибки, даем полезные советы специалистам.
Одномодовое волокно
В одномодовом волокне отсутствует межмодовая дисперсия, то есть искажение сигнала во времени из-за разницы в скорости распространения мод. Поэтому одномодовое волокно характеризуется очень большой величиной ширины полосы пропускания (сотни ТГц*км). Стандартное SM-волокно имеет, как упоминалось ранее, ступенчатый профиль показателя преломления.
Величина затухания в SM волокне в несколько раз меньше, чем в MM, что позволяет передавать информацию на очень большие расстояния (500 и более км) на высокой скорости без ретрансляции (повторения) сигнала, при этом характеристики передачи определяются главным образом параметрами активного оборудования.
С другой стороны, одномодовое волокно требует большой точности при вводе излучения и при стыковке оптических волокон друг с другом, что является причиной удорожания используемых волоконно-оптических компонентов (активное оборудование, соединительные изделия) и усложняет процесс монтажа и обслуживания линий.
Первые SM-волокна появились в начале 80-х годов и стали активно использоваться в протяженных линиях связи. В то же время для передачи на короткие расстояния, например, в локальных сетях, продолжалось использование ММ-волокна. Со временем, в связи с уменьшением стоимости как самого волокна, так и компонентов для него, одномодовое волокно стало завоевывать все большую популярность и в непротяженных сетях. Таким образом, сегодня кварцевое SM- волокно является самым распространенным типом оптического волокна.
По мере совершенствования технологий производства создавались и менялись и стандарты, описывающие требования к оптическим волокнам. В отличие от MM-волокон, которые в настоящее время описываются стандартом ISO/IEC 11801, для SM волокон наиболее распространёнными и повсеместно используемыми стали стандарты ITU-T G.652-657.
Перечислим основные свойства волокон, соответствующих этим стандартам.
Наиболее распространенный тип одномодового волокна с точкой нулевой хроматической дисперсии на длине волны 1300 нм. Стандарт выделяет четыре подкласса (A, B, C и D), отличающихся своими характеристиками. Особо стоит отметить волокна G.652.C и G.652.D – они имеют низкое затухание на длине волны 1383 нм, то есть в области «водного пика», а потому могут использоваться в системах CWDM. Такие волокна еще называют «всеволновыми».
Изменяя профиль показателя преломления, можно сдвинуть точку нулевой дисперсии в третье окно прозрачности (1550 нм), что позволяет увеличить дальность передачи сигнала при работе в этом диапазоне. Используются только за рубежом и только в линиях, работающих без использования спектрального уплотнения.
Волокна с минимизацией потерь на длине волны l=1550 нм являются модификацией волокон SSF с уменьшенными потерями (менее 0,18 дБ/км) в третьем окне прозрачности. Низкое затухание достигается за счет применения кварца сверхвысокой степени очистки для сердцевины, что позволяет снизить затухание, обусловленное поглощением примесями, а также формирования больших значений длины волны отсечки для уменьшения чувствительности к потерям, обусловленным изгибами волокна. Такое оптоволокно может использоваться для передачи цифровой информации на большие расстояния, например, в наземных системах дальней связи и магистральных подводных кабелях с оптическими усилителями. Из-за трудности производства эти волокна очень дороги.
Предназначено для передачи на длинах волн вблизи 1550 нм и оптимизировано для систем DWDM. Абсолютное значение коэффициента хроматической дисперсии в этом волокне больше некоего ненулевого значения в диапазоне длин волн от 1530 нм до 1565 нм. Ненулевая дисперсия препятствует возникновению нелинейных эффектов, которые особенно вредны для DWDM систем.
Подобно волокну G.655, имеет ненулевое значение коэффициента хроматической дисперсии, но уже в диапазоне длин волн 1460-1625 нм, поэтому хорошо подходит как для систем DWDM, так и для CWDM.
Помимо оптических свойств, важную роль играют и механические характеристики оптоволокна, в частности, его чувствительность к изгибам. Особенно это важно при прокладке внутри помещения, где волокно часто нужно изгибать. Стандарт G.657 выделяет несколько подклассов одномодового волокна, отличающихся минимальным радиусом изгиба и соответствующей величиной потерь.
Описанные стандарты оптических волокон не всегда взаимоисключают друг друга. К примеру, распространенное оптоволокно компании Corning марки SMF-28® Ultra соответствует стандартам G.652.D и G.657.A1. В то же время бывают случаи, когда оптические волокна разных типов не совместимы друг с другом.
Применение кабелей на основе SM и MM волокна
В настоящее время сложилась практика выбора оптического кабеля в зависимости от сферы применения.
Одномодовое волокно используется:
Многомодовое волокно в основном используется:
Для демонстрации коммерческой целесообразности применения SM и MM волокон в различных случаях сравним стоимость активного оборудования. Будем сравнивать конкретные модели оборудования, необходимого для работы на различных скоростях передачи информации. См. табл. 2.
Типы оптического волокна, применяемого в телекоммуникационных сетях
Современные тенденции развития телекоммуникационных сетей все больше склоняются к использованию оптических линий связи. Если до недавнего времени «оптика» применялась только для глобальных сетей, то сейчас она начинает составлять конкуренцию традиционным кабельным сетям с металлическими (медными) токопроводящими сердечниками, а также технологиям беспроводной передачи данных. Учитывая, что ежегодно внедряются новые технологии, снижающие производственные затраты, волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) начинают применяться всё ближе к конечному пользователю. Основой кабелей, используемых в ВОЛС, является оптическое волокно разных видов, о котором и пойдет речь в этой статье.
Принцип действия и основные рабочие параметры оптоволокна
Оптическое волокно представляет собой светопрозрачный материал в виде нитей небольшого диаметра круглого сечения. Оно функционирует, как волновод, по которому осуществляется передача фотонов в видимом или инфракрасном диапазоне спектра. Принципиальная конструкция любого оптоволокна состоит из двух основных элементов: сердцевины и оболочки. Одно или несколько таких волокон, объединенных в одну структуру и покрытых различными защитными материалами, является волоконно-оптическим кабелем.
Следует заметить, что в зависимости от области применения и внешних эксплуатационных характеристик материалы и структура защитной оболочки различных марок оптоволоконного кабеля могут варьироваться в широком диапазоне. Поэтому при его выборе следует обращать внимание не только на тип сердцевины.
Передача данных по оптоволокну производится в виде светового импульса с определённой модуляцией. Луч света многократно отражается от оптической оболочки и распространяется по сердцевине с высокой скоростью и на значительные расстояния. При этом в зависимости от изначального угла, под которым световые волны попадают в сердцевину, возможна передача нескольких потоков информации одновременно.
Одним из ключевых параметров, определяющих эффективность передачи информации, является показатель преломления оболочки сердцевин. Однако не менее важен профиль параметра преломления сердцевины — он описывает зависимость величины коэффициента преломления от величины поперечного сечения оптического волокна. Если профиль преломление остаётся стабильным на всей протяженности оптоволоконного кабеля, то он называется ступенчатым. Если этот показатель изменяемый, кроме того он уменьшается, от центральной оси сердцевины к периферии, то он получает название градиентный. Встречаются марки волоконно-оптического кабеля, у которых профиль показателя преломления сердцевины описывается более сложными формулами.
Среди главных рабочих, параметров описывающих эксплуатационные характеристики оптического волокна специалисты выделяют следующие:
Затухание. Эффект постепенного снижения мощности оптического импульса. По мере его прохождения по оптическому волноводу. Это явление вызывается сочетанием различных физических процессов, среди которых ключевыми являются длина волны электромагнитного излучения видимого спектра. Данный показатель измеряется в дБ/км. Затухание определяет фактическую дальность передачи сигнала (без ретранслятора) по оптоволокну разных типов.
Дисперсия. Характеризуется увеличением диапазона частоты светового импульса. Такое явление получило наименование оптического уширения. Негативный эффект заключается в перекрывании диапазона соседних импульсов, передаваемых одновременно, что проявляется в возникновении ошибок при приеме и расшифровке данных. Эффект дисперсии негативно влияет как на скорость передачи данных так и на максимально допустимое расстояние трансляции.
Классификация оптических волокон по материалу изготовления
На данный момент для коммерческого использования доступна довольно широкая номенклатура оптоволокон. Условно их можно классифицировать по следующим характеристикам:
Имеют особый вид покрытия оболочки с повышенными характеристиками отражения.
Однако наибольшее распространение получили типы оптических волокон, которые используются в телекоммуникационных сетях, для передачи больших объемов данных на значительные расстояния. Основными параметрами, по которым выполняется деление телекоммуникационного оптоволокна на типы, являются:
Геометрическая форма и габаритные размеры сердцевины, определяющие параметры преломления световых волн. В зависимости от этого появляется возможность одновременной передачи нескольких световых импульсов (мод) направленных под различными углами. В зависимости от их количества производится дополнительное отделение оптоволоконных кабелей на одно- и многомодовые.
Зависимости от сочетания перечисленных характеристик можно выделить четыре основных группы оптоволоконных кабелей:
В связи с более широкой областью применения и востребованностью коммуникационных оптоволоконных кабелей более подробно опишем перечисленные типы оптического волокна.
Кварцевое многомодовое оптическое волокно
Многомодовая оптика передает световые импульсы (моды) по разным траекториям, что отображается во времени распространения импульса и приводит к его уширению. Оптоволокно с градиентным типом профиля, в отличие от ступенчатого, сокращает временной промежуток передачи различных мод. Плавное изменение параметров преломления, характерное для градиенты, обеспечивает большую скорость передачи мод высшего порядка, которые входят в оптическую сердцевину под острым углом по отношению к оболочке. Моды, передающиеся по траектории приближенной к сердцевине, распространяются медленнее. Это приводит к возникновению межмодовой дисперсии, которая снижает скорость и дальность передачи оптического сигнала по сравнению с одномодовыми.
Многомодовое оптоволокно применяется для передачи электромагнитных волн в диапазоне 850 и 1310 нм. Для волн такой длины характерны показатели затухания 3,5 и 1,5 дБ/км. Оно производится в двух типоразмерах: 62,5 / 125 мкм и 50/125 мкм, где первый показатель диаметр сердцевины, а второй оболочки. Рабочие характеристики волокон должны соответствовать международному стандарту ISO/IEC 11801. В соответствии с этим нормативом многомоды делят на 4 класса, которые отличаются шириной пропускной полосы:
ОМ2 – стандарт 50/125 мкм;
ОМ3 – волокно модернизировано для лучшей совместимости с лазером, 50/125 мкм
ОМ4 – оптимизированное волокно с улучшенными характеристиками, предназначенное для работы с лазером, 50/125 мкм.
Причина, почему более поздние варианты оптического волокна адаптируются под работу с лазером, заключается в следующем. Первоначально для передачи светового сигнала использовались точечные LED лампы (светодиоды повышенной интенсивности). Позднее после разработки полупроводниковых лазеров структуру оптических волокон оптимизировали для работы с ними.
Различные типы многомодового оптоволокна имеют свою специфику применения:
Несмотря на то, что многомодовое оптоволокно обладает значительно лучшими эксплуатационными характеристиками, чем одномодовое, оно всё ещё сохраняет свою актуальность на телекоммуникационных объектах любого уровня. Причина заключается в широком ассортименте соединительных элементов, конвекционного и другого оборудования. Кроме того, стоимость аксессуарам и периферийного оборудования для толстых многомодовых кабелей значительно ниже за счёт меньших требований к допускам.
Кварцевое одномодовое оптическое волокно
На высокое качество сигнала также влияет чрезвычайно низкий показатель затухания, составляющий менее 0,4 дБ/км. При этом диапазон электромагнитного излучения одномодового оптоволокна, которое используются в коммуникационных сетях, может составлять 1310-1500 мкм. При производстве одномодового оптического волокна могут использоваться различные покрытия и технологии спектрального уплотнения, что позволяет передавать световые волны в других рабочих диапазонах.
Следует отметить, что отсутствие межмодовой дисперсии в одномодовом волокне заменяется хроматической дисперсией, которая также является причиной уширения оптического импульса. Суть хроматической дисперсии заключается в том, что невозможно создать идеальную монохроматическую световую волну, даже лазером. Однако существует такая длина волны для каждого конкретного вида одномодового оптоволокна, когда эффект хроматической дисперсии приближается к нулю.
Область максимально эффективного затухания сигнала называется «водным пиком».
Тип одномодового волокна
Показатель длина волны при нулевой хроматической дисперсии
Рекомендуемая область использования
G.652 С несмещенной дисперсией
1300 нм (при нулевой дисперсии)
1383 нм (частота «водного пика»)
Стандартные и магистральные телекоммуникационные сети
G.653 С нулевой дисперсией
Используются для трансляции волн при длине 1550 нм
G.654 Со смещением длиной волны отсечки
В магистральных телекоммуникационных сетях
G.655 С ненулевой дисперсией
1530-1565 нм – дисперсия существует, но незначительная
Телекоммуникационные линии со спектральным уплотнением
G.656 С ненулевой смещенной дисперсией и широкополосной передачи
Телекоммуникационные линии со спектральным уплотнением
Каналы типа DWDM/CWDM
G.657 С отсутствующими потерями при макроизгибе
Имеет уменьшенный радиус изгиба с минимизацией потерь на нем
Используется для прокладки в стесненных условиях ограниченного пространства
Кроме того по типу оптической оболочки и дополнительным материалам входящим в состав сердцевины можно выделит следующие марки кабелей с одномодовыми волокнами:
Изотропные, для передачи электромагнитного импульса ИК диапазоне. С длиной волны в диапазоне 488-1650 нм, имеют диаметр сердечника в диапазоне 2.8 мкм до 9.9 при размере оболочки от 50 до 125 МК;
Пластиковое оптоволокно (POF)
Пластиковое или полимерное оптоволокно разрабатывалось, как бюджетная альтернатива кварцевому, к тому же обладающая целым перечнем физико-механических преимуществ. Как правило POF представлены в виде волокон с большим диаметром сердцевины. Размеры различных марок могут немного варьироваться, но наиболее часто встречается типоразмер 980/1000 мкм сердцевина и оболочка соответственно.
Полимерные волокна производятся из оргстекла – полиметилметакрилата. Они имеют ступенчатый показатель преломления светового импульса. И по сравнению даже с многомодовым кварцевым оптоволокном характеризуется очень высокими потерями сигнала, доходящими до 100-200 дБ/км, в зависимости от типа. Поэтому наиболее целесообразно использовать данный тип в сочетании с оптическим оборудованием работающим в видимом диапазоне светового спектра, на который приходится минимальный показатель потерь сигнала: 520, 560 и 650 нм. Это позволяет использовать бюджетное оборудование, где в качестве источников светового импульса выступает не лазер, а светодиоды.
Дополнительным преимуществом для оптического кабеля большой площади сечения является существенное упрощение монтажных работ. Изготовление патч-кордов не требует высокой точности и особых профессиональных навыков, допуская большие отклонения. Все приспособления для работы с POF кабелем имеют доступную цену.
Преимущества и технические ограничения пластикового оптического волокна обуславливают область его использования. Это коммуникационные линии, к которым предъявляются высокие требования по устойчивости к внешним воздействиям и эксплуатационной простоты. При этом коммуникационные параметры не являются ключевыми, так как передача данных осуществляется на небольшие расстояния. Это могут быть детали различных приборов и детекторов, медицинского и инженерного оборудования, локальные корпоративные и даже домашние сети передачи данных.
Кварцевое с полимерной оболочкой (HCS)
Наиболее распространённым форм-фактором для HCS оптики является соотношение размеров сердцевины и оболочки 200/230 мкм. Однако в некоторых устройства, особенно медицинском оборудовании могут встречаться кварц-полимерные волокна диаметром сердцевины 300-500 мкм. Соответственно, такой тип оптического проводника является многомодовым.
По своим эксплуатационным характеристикам HCS демонстрирует средние параметры между пластиковым кварцевыми волокнами. Минимальное затухание сигнала наблюдается при передаче световой волны с частотой 850 нм и не превышает 1-10 дБ/км. Оборудование, которое может быть использовано для работы с HCS оптикой, полностью совместимо с POF волокнами использующими длину волны 650 нм. При этом, также подходит активное оборудование, используемое для кварцевых оптических кабелей с длиной волны 850нм.
Благодаря значительно меньшим потерям при затухании сигнала, телекоммуникационные HCS кабеля могут использоваться для передачи данных на несколько километров.
Заключение
Как видно из предоставленной информации наибольшей популярностью в коммерческих структурах пользуются не самые «быстрые», а более дешевые и удобные в использовании волокна. При достаточно широком ассортименте оптоволокна, который предлагает современный рынок, наибольшей востребованностью пользуется «пластик» для создания высокопродуктивных локальных сетей и «пластиковый композит» при необходимости создания более продолжительных коммуникаций.