Как подключить оптический кабель: теория и практика. Смотреть что такое "Оптоволоконный кабель" в других словарях. Пластиковые модули для оптических волокон

Многоволоконный кабель часто применяется в бытовых и промышленных условиях. Предлагаем рассмотреть, что такое однодомовый и многомодовый оптический кабель, для чего нужен этот шнур, где его купить, а также как подключить.

Общие сведения

Волоконно оптический кабель (ОГД, ОГЦ, ОКБ, ОКГ, ОККМ, ОКЛ, ОКЛЖ ОПЦ, ОСД, ОКС, ОКСТМ, ОМЗКГМ, ОПД, ОПС, МГТС) представляет собой шнур, содержащий один или несколько оптических волокон. Элементы которых представляют собой индивидуально покрытые слоя пластика, которые содержатся в защитной трубке подходящей для среды, в которой будет использоваться кабель.

Фото – Оптиковолоконный кабель

Область применения у провода очень широкая:

• передача сигналов между зданиями на больших расстояниях с высокой скоростью;
• создание междугородной телефонной связи;
• создание сетей Интернет и т.д.

Работоспособность кабеля проверяют оптические рефлектометры (OTDR) – это оптико-электронные приборы, используемые для характеристики оптического волокна. OTDR является оптическим эквивалентом электронному рефлектометру времени. Он вводит серию оптических импульсов в волокно, благодаря чему проводится тестирование, после результат реакции отображают рефлектограммы, измерение осуществляют путем сравнения результатов. Он также извлекает из того же конца волокна свет, который рассеивается (эффект обратного рассеяния) или отражается от точек вдоль волокна. Прочность отраженных импульсов измеряется в интегрированной величине, зависимой от времени и длины волокон.

Купить тестеры можно на заводе Инкаб, как и инструменты, которыми проводят крепление и демонтаж проводов, их обрезку или модернизации в бытовых условиях.

Типы оптического кабеля и их конструкция

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оболочки, выбранной для полного внутреннего отражения сигналов из-за разницы в преломлении между ними. На практике оболочку обычно покрывают слоем полимера акрилата или полиимида. Эти вещества защищают волокна от повреждений, но не способствует его оптических волноводных свойств.

Отдельные волокна с покрытием (или группы волокон, собранные в ленты или пучки), имеют жесткие смолы в качестве буфера в основной трубе, они формируют ядро кабеля. Несколько слоев защитной оболочки, в зависимости от применения, добавляются, чтобы сформировать кабель. Жесткие сборки волокон иногда поставляют поглощающих свет («темное») стекло между волокнами, чтобы предотвратить свет, который просачивается из одного волокна и вводится в другой. Это уменьшает перекрестные помехи между нитями, уменьшает световые блики. Все четыре разъема имеют белые шапки, закрывающие наконечники.

Фото – Оптический кабель тонкий

Бывают такие типы провода по принципу производству и эксплуатации:

1. угловой;
2. водостойкий бронированный (область использования грунт – ТОС, вода, воздух);
3. внутриобъектный промышленный (применяет завод для передачи сигналов между цехами и т.д.).

Внутриобъектовый кабель (ДНС, ДПЛ, ДПМ, ДПО, ДПС,ДПТ, ДРОП) обычно закрытый, имеет гибкое волокно с пачкой эластичных волокнистых полимерных упрочняющих элементов, таких как арамидные (например Belkin, Luxmann, Gpon, Twaron или Кевлара), с легкой пластиковой крышкой, чтобы сформировать простой шнур. Каждый конец кабеля может быть оснащен специализированным разъемом оптического волокна, который позволяет ему легко подключаться к сети либо отключаться от неё.

Для использования в более напряженных условиях, гораздо чаще используется более мощный кабель, к которому более серьезные требования – бронированный . В нем используется специальная трубка с особой конструкцией, волокно укладывается по спирали в полужестких оболочках, что позволяет протянуть кабель, не растягивая сами волокна. Это защищает нити от напряжения во время укладки, в результате изменения температуры или физического воздействия. Сами нити с медными прожилками, помогают провести сигналы на самом высоком уровне в любой обстановке.

Комбинированный бронированный кабель широко используется для проложения сетей под водой или высоко в воздухе, где он может быть поврежден рыбами, сильными ветрами и атмосферными осадками. Это шнур негорючий, на него никак не действует влага, кислота и даже физическим путем его достаточно сложно разорвать. Его используют, как магистральный подвесной провод, подводный, для канализации, одноволоконный (кабель специального типа), который помогает провести сигнал между городами и т.д. Такой блок-удлинитель может быть сухим или покрытым гелем, для защиты и лучших проводящих свойств.

Фото – Оптический кабель

Сухой блок предлагает меньшую защиту для волокон, чем заполненный гелем, который также является более дорогим. Вместо свободной трубы, волокна могут быть встроены в тяжелой полимерной изоляции, которую обычно называют «жестким буфером» проводов. Плотный переходник используется как разветвитель или разводная панель, либо самонесущий провод, который помогает проводить сигналы в экстремальных ситуациях. Тросоход – это устройство, которое идет уже с вытяжным тросом (двухволоконный диэлектрический кабель, обычно изготовлен из эпоксидного стекла), арамидной пряжи, 3 мм защитной трубкой с дополнительным слоем Кевлара, окружающих каждое волокно. У провода высокая емкость, затухание сигнала практически невозможно даже в эстримальных условиях (50 150 С/Вт).

Фото – Тросоход

Приблизительно также выглядит грузотрос, за исключением того, что он еще и оснащен упроченными стальными жилами, из-за чего его характеристики позволяют перемещать данным тросом мощные станочные конструкции, машины, танкеры и прочие грузы. Такие провода можно подключать к любой строительной технике (трубостойка, сварка, бетономешалка, и т.д.), чаще всего их монтируют на опорах (используется арматура).

Распределительные кабели имеют общую кевларовую изоляцию, вытяжной трос, и 900 микрометров специального упрочненного покрытия, которым обработано каждое волокно. В основном такие провода также укреплены специальными стальными нитями, которые увеличивают передаточную способность, кроме того так легче подключить провод к сети питания или прибору.

Фото – Пачкод оптического кабеля

Оптический кабель для аудио устройств

Оптический абонентский кабель TOSLINK (маркировка расшифровывается как Toshiba Link) для ресивера, представляет собой стандартизированный провод с оптическим волокном, оконцовка подключается при помощи SPDIF, DNS, MINI, ODT, USB аудиовыхода. Его наиболее часто используют в потребительских аудио устройствах (при помощи специального «сокета»), где он несет цифровой аудио поток из таких приспособлений, как CD и DVD-плееры, DAT рекордеров, компьютеров и современных игровых консолей xbox, к ресиверу, который может декодировать два аудио канала. Эти провода используют такие марки, как Самсунг, Apple и прочие.

Кабель для домашнего кинотеатра и телевизора

Хотя TOSLINK поддерживает несколько различных медиа-форматов и физических стандартов, цифровые видео-соединения, используют прямоугольный коннектор EIAJ / JEITA RC-5720 (также CP-1201 и JIS C5974-1993 F05), этот разъем является наиболее распространенным на сегодняшний день.

В связи с использованием восстановления синхронизации, звуковой или цифровой оптический TOSLINK кабель для телевизоров lg, samsung передает помехи, дрожания, может прерываться связь. Часто плохую службу играет сопротивление шнура. Но в большинстве случаев пропускная способность очень высокая, человек без подготовки и специальных приборов не заметит никаких проблем со связью.

Определенное строение и технология работы, вынуждает кабель телевидения и акустики быть не длиннее 5 метров, иначе входной сигнал будет передаваться некачественно, станет шуметь звук, «поплывет картинка». В большинстве случаев, оптический кабель для звука или связи изначально встроен в прибор, но в случае его отсутствия, его можно купить в магазинах электротехники.

Принцип работы аудио-проводов основан на работе простого оптико-кабеля:

1. Могут использоваться как одножильные, так и многониточные кабеля;
2. Для проверки их работоспособности нужно применять рефлекторы, ими же осуществляется контроль качества соединения и изгиба;
3. Для работы любого кабеля связи, интернета, аудио-устройства необходима нормальная температура в пределах -10 до +40 градусов;
4. Оконцовка оснащена специальным тросом, который выглядит как микроштекер;
5. Его подключают к нужному разъему либо он заранее идет встроенным.

Соединить такие кабеля не составит труда при помощи специального разъема и штекера (вилки). Используется в основном инфракрасная пайка или разделка (разварка).

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель – это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент – это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Рис. 5.6. Структура оптоволоконного кабеля

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля (рис. 5.6). Только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром около 1 – 10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции – стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае речь идет о режиме так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам сигнал не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как при этом нарушается целостность кабеля. Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 10 12 Гц , то есть 1000 ГГц , что несравнимо выше, чем у электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет от 5 до 20 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, у него просто нет конкурентов. Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.

Самый главный из них – высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа. Следует помнить, что некачественная установка разъема резко снижает допустимую длину кабеля, определяемую затуханием.

Также надо помнить, что использование оптоволоконного кабеля требует специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Оптоволоконные кабели допускают разветвление сигналов (для этого производятся специальные пассивные разветвители (couplers) на 2-8 каналов), но, как правило, их используют для передачи данных только в одном направлении между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети. Кроме того, в разветвителе есть и внутренние потери, так что суммарная мощность сигнала на выходе меньше входной мощности.

Оптоволоконный кабель менее прочен и гибок, чем электрический. Типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10 – 20 см, при меньших радиусах изгиба центральное волокно может сломаться. Плохо переносит кабель и механическое растяжение, а также раздавливающие воздействия.

Чувствителен оптоволоконный кабель и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Резкие перепады температуры также негативно сказываются на нем, стекловолокно может треснуть.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией звезда и кольцо. Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконного кабеля:

многомодовый или мультимодовый кабель, более дешевый, но менее качественный;

одномодовый кабель, более дорогой, но имеет лучшие характеристики по сравнению с первым.

Суть различия между этими двумя типами сводится к разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

Рис. 5.7. Распространение света в одномодовом кабеле

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего они достигают приемника одновременно, и форма сигнала почти не искажается (рис. 5.7). Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным типом благодаря своим прекрасным характеристикам. К тому же лазеры имеют большее быстродействие, чем обычные светодиоды. Затухание сигнала в одномодовом кабеле составляет около 5 дБ/км и может быть даже снижено до 1 дБ/км.

Рис. 5.8. Распространение света в многомодовом кабеле

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается (рис. 5.8). Центральное волокно имеет диаметр62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125 ). Для

Таблица 5.1

	Т и п к а б е л я
Характеристики	Тонкий коакси­альный (10 Base 2)	Толстый коаксиаль­ный (10 Base 5)	Витая пара (10 Base T )	Оптоволокон­ный
Стоимость ка­беля	Большая чем у витой пары	Большая чем у тон­кого	Наименее доро­гой	Наиболее доро­гой
Допустимая длина кабеля
Скорость пере­дачи	10 Мбит/с	10 Мбит/с	4-100 Мбит/с	100 и более Мбит/с
Гибкость	Относительно гибкий	Менее гиб­кий	Наиболее гиб­кий	Не гибкий
Простота про­кладки			Очень просто	Сложная про­кладка
Чувствитель­ность к помехам	Хорошая сопро­тивляемость помехам	Хорошая со­противляе­мость поме­хам	Чувствителен к помехам	Нечувствите­лен к помехам
Специфичные особенности	Компоненты электронной поддержки ме­нее дорогие, чем у витой пары	Компоненты электронной поддержки менее доро­гие, чем у витой пары	Точно такие же, как у телефон­ного провода; часто прокла­дывается в зда­ниях	Поддержка пе­редачи речи, данных и видео
Предпочтитель­ное применение	Применяется в больших горо­дах при требо­ваниях высокой безопасности	Как основ­ное соедине­ние в сетях на тонком кабеле	UTP – в ма­леньких горо­дах с неболь­шим бюджетом STP – Token Ring любых размеров	Любые раз­меры сети, тре­буемой скоро­сти, высокой безопасности передачи дан­ных и любой интеграции

передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм, при этом наблюдается разброс длин волн около 30 – 50 нм. Допустимая длина кабеля составляет 2 – 5 км. Многомодовый кабель – это основной тип оптоволоконного кабеля в настоящее время, так как он дешевле и доступнее. Затухание в многомодовом кабеле больше, чем в одномодовом и составляет 5 – 20 дБ/км. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м, что близко к величине задержки в электрических кабелях. Оптоволоконные кабели, как и электрические, выпускаются в исполнении plenum и non-plenum .

Характеристики основных типов кабелей приведены в таблице 5.1.

Бескабельные каналы связи

Кроме кабельных каналов в компьютерных сетях иногда используются также бескабельные каналы. Их главное преимущество состоит в том, что не требуется никакой прокладки проводов (не надо делать отверстий в стенах, закреплять кабель в трубах и желобах, прокладывать его под фальшполами, над подвесными потолками или в вентиляционных шахтах, искать и устранять повреждения). К тому же компьютеры сети можно легко перемещать в пределах комнаты или здания, так как они ни к чему не привязаны.

Радиоканал использует передачу информации по радиоволнам, поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие десятки, сотни и даже тысячи километров. Скорость передачи достигает десятков мегабит в секунду (здесь многое зависит от выбранной длины волны и способа кодирования).

Особенность радиоканала состоит в том, что сигнал свободно излучается в эфир, он не замкнут в кабель, поэтому возникают проблемы совместимости с другими источниками радиоволн (радио - и телевещательными станциями, радарами, радиолюбительскими и профессиональными передатчиками и т.д.). В радиоканале используется передача в узком диапазоне частот и модуляция информационным сигналом сигнала несущей частоты. Главным недостатком радиоканала является его плохая защита от прослушивания, так как радиоволны распространяются неконтролируемо. Другой большой недостаток радиоканала – слабая помехозащищенность.

Для локальных беспроводных сетей (WLAN – Wireless LAN ) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольших расстояниях (обычно до 100 метров) и в пределах прямой видимости. Чаще всего используются два частотных диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи – до 54 Мбит/с. Распространен вариант со скоростью 11 Мбит/с.

Сети WLAN позволяют устанавливать беспроводные сетевые соединения на ограниченной территории (обычно внутри офисного или университетского здания или в таких общественных местах, как аэропорты). Они могут использоваться во временных офисах или в других местах, где прокладка кабелей неосуществима, а также в качестве дополнения к имеющейся проводной локальной сети, призванного обеспечить пользователям возможность работать перемещаясь по зданию.

Популярная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) позволяет организовать связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью концентратора (называемого точка доступа, Access Point, AP ), или нескольких концентраторов, если компьютеров от 10 до 50 . Кроме того, эта технология дает возможность связать две локальные сети на расстоянии до 25 километров с помощью мощных беспроводных мостов. Для примера на рис. 5.9 показано объединение компьютеров с помощью одной точки доступа. Важно, что многие мобильные компьютеры (ноутбуки) уже имеют встроенный контроллерWi-Fi , что существенно упрощает их подключение к беспроводной сети.

Рис. 5.9. Объединение компьютеров с помощью технологии Wi-Fi

Радиоканал широко применяется в глобальных сетях как для наземной, так и для спутниковой связи. В этом применении у радиоканала нет конкурентов, так как радиоволны могут дойти до любой точки земного шара.

Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, так как использует для связи инфракрасное излучение (подобно пульту дистанционного управления домашнего телевизора). Главное его преимущество по сравнению с радиоканалом – нечувствительность к электромагнитным помехам, что позволяет применять его, например, в производственных условиях, где всегда много помех от силового оборудования. Правда, в данном случае требуется довольно высокая мощность передачи, чтобы не влияли никакие другие источники теплового (инфракрасного) излучения. Плохо работает инфракрасная связь и в условиях сильной запыленности воздуха.

Скорости передачи информации по инфракрасному каналу обычно не превышают 5-10 Мбит/с, но при использовании инфракрасных лазеров может быть достигнута скорость более 100 Мбит/с. Секретность передаваемой информации, как и в случае радиоканала, не достигается, также требуются сравнительно дорогие приемники и передатчики. Все это приводит к тому, что применяют инфракрасные каналы в локальных сетях довольно редко. В основном они используются для связи компьютеров с периферией (интерфейс IrDA ).

Инфракрасные каналы делятся на две группы:

Каналы прямой видимости , в которых связь осуществляется на лучах, идущих непосредственно от передатчика к приемнику. При этом связь возможна только при отсутствии препятствий между компьютерами сети. Зато протяженность канала прямой видимости может достигать нескольких километров.

Каналы на рассеянном излучении , которые работают на сигналах, отраженных от стен, потолка, пола и других препятствий. Препятствия в данном случае не помеха, но связь может осуществляться только в пределах одного помещения.

Если говорить о возможных топологиях, то наиболее естественно все беспроводные каналы связи подходят для топологии типа шина, в которой информация передается одновременно всем абонентам. Но при использовании узконаправленной передачи и/или частотного разделения по каналам можно реализовать любые топологии (кольцо, звезда, комбинированные топологии) как на радиоканале, так и на инфракрасном канале.

Разъемы в сетевых адаптерах

В качестве разъемов используются разъемы типа UTP (Unshielded Twisted Pair ) для подключения витой пары, AUT (Access Unit Interface ) для подключения толстого (thick ) коаксиального кабеля, который определяет тип разъема и кабель для соединения PS и PMA между собой и BNC (British Naval Connector ) для тонкого (thin ) коаксиального кабеля.

Имеется два основных вида приемо-передатчиков: внутренний и внешний . Карта может иметь внутренний передатчик и AUI (Access Unit Interface – интерфейс с устройством доступа). Для такого адаптера наиболее подходящим является кабель 10 Base - T , подключаемый в разъем RJ -45 для внутреннего передатчика, или AUI , использующий для подключения толстый или тонкий Ethernet .

Имеется три типа внешних передатчиков:

Внешний передатчик для сети с тонким кабелем с AUI разъемом.

Внешний передатчик для Ethernet , который соединяется напрямую с сетевым адаптером.

Внешний передатчик для толстого кабеля с врезаемым съемником (соединитель, который своими зубцами прошивает изоляцию кабеля и снимает сигналы).

Кабели:

RG -58 А/ U имеет стандартный медный провод.

RG -58 C / U представляет собой военный вариант RG -58 А/ U

RG -58 U имеет жёсткий медный провод.

Разъёмы:

RJ -11 имеет четыре кабельных соединения и идентичен по размеру стандартному телефонному разъему.

RJ -45 по размеру больше и содержит восемь кабельных соединений. Обычно RJ-45 используется с витой парой (10 Base T ).

Заключение

Сетевые адаптеры являются физическим интерфейсом или сопряжением между компьютером и сетевым кабелем. Они осуществляют подготовку данных компьютера для пересылки их по кабелю к другому компьютеру, приема данных из сети и передачи их в компьютер. Вы устанавливаете сетевой адаптер в один из расширительных слотов компьютера. Компонентами сетевого адаптера являются: память, кабельные соединители, шинные соединители, процессоры и разъемы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1. Назначение сетевого адаптера; другие названия.

2. Структура сетевого адаптера; назначение блоков.

3. Компоненты сетевого адаптера и их назначение.

4. Как осуществляется приём и передача данных через сетевой адаптер?

5. Как производится установка сетевого адаптера?

6. Выбор сетевого адаптера.

7.Характеристика различных типов кабелей, используемых в сетях.

8. Характеристика кабелей на основе витых пар.

9. Коаксиальные кабели.

10. Оптоволоконные кабели.

11. Радиоканалы и инфракрасные каналы.

Высокая скорость интернета лучше всего обеспечивается при помощи оптических линий связи. Сейчас эта технология пришла почти в каждую квартиру. Вопрос, как подключить оптический кабель интересует уже не только специалистов, но и обычных пользователей. Постараемся раскрыть тему подробнее.

Рассматривать будем подключение по технологии PON (пассивные оптические сети) как наиболее современное и получающее на сегодняшний день все большее распространение, вытесняя обычные проводные линии.

Начнем с азов, чтобы понять, с чем нам придется встретиться, ведь технология оптической связи отличается от обычных и привычных для нас проводов, как по принципу действия, так и по способам монтажа. Конечно, этот раздел можно опустить и приступить сразу к решению практических задач но, все же зная теорию легче решить многие проблемы, возникающие на практике. Постараемся не утруждать вас сложными терминами, а объяснить все просто и популярно.

Как действует передача данных через оптоволокно

Передача сигнала через обычные провода с помощью электрического тока упирается в два препятствия, которые ограничивают предел скорости.

1. Сигнал с высокой частотой быстро затухает на большом расстоянии.
2. У токов высокой частоты большие потери энергии через излучение в окружающую среду.
3. Рядом находящиеся провода и оборудование наводят помехи на сигнал.

С этими негативными факторами борются, применяя промежуточные усилители, экраны, свивая провода. Но всему есть предел. На сегодня повышение скорости передачи информации, в основном, решается с помощью разделения ее на параллельные потоки. Например, USB 3.0 отличается от более раннего USB 2.0 тем, что для передачи данных используются не одна, а несколько пар проводов.

Кардинально решить вопрос смогли только с помощью оптоволоконных кабелей. В них сигнал передается с помощью света, точнее лазерного излучения, которое слабо затухает на больших расстояниях. Для связи используются стеклянные волокна, в которых благодаря специально подобранным свойствам сердечника и внешнего слоя проявляется эффект полного отражения светового пучка.

Также благодаря небольшому диаметру они гибкие (с тонкими гибкими стеклянными волокнами мы встречаемся и в таких привычных материалах как стекловата и стеклоткань).

Работает система чрезвычайно просто - с одной стороны кабеля модулируют излучение лазера, кодируя в нем информацию, которую расшифровывает фотоприемник на другом конце. По одному оптоволокну можно передавать множество потоков, параллельно используя лазеры с разным спектром.

Скорость передачи по оптоволокну на порядки превышает возможности металлических проводников и достигает нескольких терра бит в секунду.

Имеет оптоволокно и другие преимущества:

1. Абсолютную защиту от внешних помех , навести посторонний сигнал на такой кабель невозможно.
2. Благодаря отсутствию металлических проводников такие линии не могут быть повреждены пробоем изоляции от высокого напряжения , поэтому они еще и безопасны для пользователей.
3. Современный оптоволоконный кабель имеет небольшой диаметр и занимает много места в лотках и канализации.
4. Считать информацию не повреждая кабель, и не нарушая его работоспособности известными методами (например, фиксируя электромагнитное излучение) невозможно.

Еще одно достоинство оптоволокна - оно не представляет интереса для злоумышленников, так как не содержит цветных металлов.

Но есть и некоторые минусы:

1. такие кабеля нельзя соединить обычной пайкой или скруткой, требуется сваривать стекло или применять специальные соединительные элементы;
2. стекловолоконные кабели нельзя изгибать по малому радиусу;
3. оборудование для приема и передачи сложное, хотя при отработанном и массовом производстве, как и для любой электроники, цена него постоянно снижается.

Как работает технология PON

На первый взгляд для построения абонентской сети можно сделать двумя способами:

1. Провести от базовой станции кабеля к каждому пользователю. Так действует стандартная городская сеть — от АТС пары проводов идут к каждому телефону.
2. Провести несколько магистральных линий с большой пропускной способностью, на которые подключаются активные коммутаторы - свитчи, которые распределяют доступ между абонентами. Так строились первые сети с использованием витых пар (LAN) а позже и оптоволокна в качестве магистральных линий. Например, к дому шла оптоволоконная линия, доступ к которой по квартирам распределяли уже с помощью витых пар подключенных через свитчи. Такие сети назывались FTTB (Fiber To Building) - волокно до здания.

Технология PON работает по несколько иному принципу:

1. Активное оборудование монтируется только у провайдера и клиента.
2. На одно волокно может быть подключено до 128 приемников. Сеть строится по принципу дерева, где от линии идут ветви отростки, а от них ветви второго порядка и так далее.
3. Все абонентские устройства, подключенные к одному волокну, получают доступ к сети с разделением по времени. То есть сразу передается пакет информации одному клиенту, затем второму и так по очереди. Из-за большой пропускной способности линии это ни в коей мере не снижает скорости передачи данных. Также осуществляется связь и в обратном направлении, но используется другая длина волны излучения лазера.

Такой подход стал возможен благодаря тому, что используются специальные устройства - сплитеры. Они разделяют поток одного волокна на несколько волокон. Потери излучения, конечно, при этом велики, но их компенсируют использованием мощных лазеров, на сегодня цена на них не столь уж и большая.

Достоинства сплитеров в том, что они сравнительно несложны, не требуют подключения к электросетям (это пассивный элемент отсюда и название технологии) и обслуживания.

Эти особенности технологии PON позволяют развивать сети в любых условиях. Если для более старых методов раздачи интернета в отличие от города, где разместить обычные свитчи и сервера можно без проблем на любом чердаке или подвале и нет проблем с подключением электропитания, в сельской местности возникали большие затруднения, для PON таких проблем нет.

Сплитер можно повесить на любой стене или опоре линии электропередач и даже разместить в колодце, устройства не боятся влаги.

Сеть PON

Чтобы было более понятно, как работает технология PON, приведем схему, как организована такая сеть.

Немного поясним схему:

• У поставщика интернета или на АТС находится OLT (на английском - Optical Linear Terminal – Оптический Линейный Терминал) с которого идет раздача. К нему подключены кабельные линии. Это довольно компактное устройство на фото ниже показана стойка, которая может обслужить несколько тысяч абонентов.

• От каждого OLT отходят несколько кабелей, на схеме показан только один, на четыре жилы. Их разводят по всему обслуживаемому участку в кабельной канализации, по опорам или другим способом.

Благодаря высокой мощности лазеров протяженность кабелей может достигать до 60 километров, хотя обычно производители гарантируют качественный сигнал на расстоянии до 20 км, но и этого вполне достаточно для среднего города.

• На каждую жилу вешают сплитер (на схеме это коробки с надписью Spliter), от них идут ответвления либо на другие разветвители, либо сразу к клиентам. На схеме показано разветвление на два кабеля вверху и на четыре внизу, но сигнал может ветвиться и на большее количество кабелей, хотя многовыходные устройства обычно применяются редко.

• После первого сплитера может быть установлено еще несколько.
• В конце линии у абонента ставится ONU (на английском языке Optical Network Unit – Оптическая Сетевая Единица) его могут еще именовать ONT (на английском Optical Network Terminal – Оптический Сетевой Терминал) к которому можно подключить LAN кабеля. Иногда устройство называют оптическим модемом.

• Кроме LAN соединений у ONU почти всегда есть розетки для телефона, так как почти всегда подключение по PON предусматривает пакет услуг: интернет, телефон, телевидение.

Как видно из схемы, сеть легко можно развивать без больших затрат. Например, в верхней части вместо первого по счету ONU установить еще один сплитер, к которому можно подключить уже два абонента. Еще можно заменить двухканальные разветвители на четырехканальные, такие как в нижней части схемы.

Какие проблемы могут возникнуть у обычного пользователя PON

Наша статья как мы уже говорили выше, не рассчитана на специалистов, они и так прекрасно знают, как подключить оптоволоконный кабель и настроить оборудование. При первичном подключении к PON провайдеры так же обычно оказывают помощь (правда чаще за отдельную плату, так что, сделав все самостоятельно можно сэкономить) с настройкой оборудования и сетей.

Как обычно происходит подключение

• Обращаетесь к провайдеру и пишите заявление, при необходимости вносите предоплату.
• Через некоторое время в вашем подъезде появляется несколько мастеров по монтажу сетей. Как правило, это не сотрудники компании поставщика интернета, а сторонние подрядчики. Они дырявят стену в вашей прихожей, проводят оптоволоконный кабель от распределительного щитка в подъезде к квартире, сваривают его и недалеко от входа устанавливают оптическую розетку.

• Дальше появляются наладчики провайдера, которые вешают оптический модем (обычно он предоставляется в аренду) соединяют его кабелем с розеткой, затем настраивают его. Интернет уже в доме, осталось его раздать.

Примерно также происходит процесс и в частном доме, правда распределительные щитки будут либо находиться на опорах линий электропередач (электросвязи), в колодцах, либо вообще отсутствовать, а абонентский кабель будет подключен от отдельного сплитера.

Эти три этапа выполнить самостоятельно нельзя, только если наняться на подряд у провайдера. К тому же по договорам сети до границ домовладения или даже до розетки обслуживаются поставщиком интернет бесплатно (если не повреждены умышленно), после границ разделения линии считаются собственностью клиента и все расходы по их эксплуатации перелагаются на него.

Подключение ONT в квартире

На рисунке ниже изображена стандартная схема подключения устройств к оптическому терминалу. Разберем сразу ее реализацию своими руками, потом расскажем, как можно скорректировать в зависимости от возможностей оборудования, и как улучшить.

Обратите внимание, что с оптикой вам придется иметь дело меньше всего, достаточно знать, как подключить оптоволоконный кабель к модему, а все остальные сети обычные проводные.

Стандартное подключение услуг

Подробно опишем все узлы схемы, так как не специалисту может быт не все понятно.

• Оптическая розетка, как и в большинстве случаев, расположена вблизи входа в прихожей. Связана она с распределительным щитком сварным оптическим кабелем, который смонтировали при установке.
• Розетка с терминалом соединяется тоже оптическим кабелем, но он подключается на разъемы. Это патч-корд (так называются любые соединительные кабеля оптоволоконные и проводные, будем применять это термин и дальше) как правило, покупной.

• Для соединения с телефоном используется обычный телефонный кабель. Вместо телефонной розетки он включается в разъем ONT, который соответствует стандартному телефонному, и прокладывается по квартире к месту, где стоит аппарат.

• Для соединения со стационарным компьютером по квартире прокладывается витая пара (LAN кабель) который подключается в соответствующие разъемы ONT и ПК. Соединение аналогично подключению через обычный свитч.
• Для того чтобы подключить ноутбук используется Wi Fi, для этого рядом с терминалом ставят роутер. На схеме он обозначен как PPPoE/Wi-Fi маршрутизатор. Соединяется с ONT он тоже с помощью витой пары.

• Последнее подключение — телевизор, для этого рядом с ним ставится ресивер цифрового телевидения (на схеме Set Top Box, это английское обозначение устройства). Для соединения ресивера с ONT применяется опять витая пара, с телевизором стандартные HDMI, SCART или Composite (колокольчики) разъемы которые подключают любые видеоустройства.

Теперь перейдем к тому, как реализовать эту схему:

• Для соединения с розеткой лучше всего использовать готовый оптический патч-корд. Такой провод небольшой длины легко приобрести в любом магазине. Можно изготовить его и самостоятельно приобретя оптоволоконный кабель и разъемы, об этом расскажем ниже, когда будем описывать, как перенести терминал дальше от розетки.
• Дальше подключаем телефон — для этого тоже можно купить готовый провод нужной длины с разъемами. Если длину подобрать сложно, а запас делать не хочется, изготовляем сами.

Для изготовления нам понадобятся:

• специальная обжимка (кримпер) для разъемов RJ11 – 14 или универсальный (он поможет и при обжимке витых пар);
• кабель необходимой длины;
• штекера RJ 11 или 14 (они стоят копейки);
• инструмент для очистки изоляции (кусачки нож).

Совет. Не покупайте четырехжильный кабель под стандарт RJ14 для стандартных аппаратов достаточно 2-х жил.

• Снимаем верхнюю изоляцию с провода, для этого можно использовать нож или кусачки или лезвия кримпера (если они есть).
• Обнажаем верхнюю изоляцию на 6-8 миллиметров, изоляцию отдельных проводников не трогаем.
• Вдвигаем их в корпус до упора. Причем если мы используем, как мы уже говорили, двухжильный провод то проводники должны лечь в гнезда двух центральных контактов. С какой стороны будет красный, а с какой зеленый не важно, несмотря на то, что существует схема распайки для этих разъемов, ее соблюдать необязательно, телефонные аппараты не чувствительны к полярности.

• Затем вставляем разъем в кримпер, он должен правильно лечь в соответствующее гнездо и сжимаем его ручки. Планка вдвинется внутрь, ножи прорежут изоляцию жил и надежно соединят контакты.

Совет. Можно попытаться обжать разъем и без кримпера. Для этого, установив провода, отверткой с остро заточенным наконечником вдавливаем ножи по отдельности, а затем планку, чтобы закрепить провод внутри. Работу нужно выполнять аккуратно, впрочем, сами штекера стоят копейки, так что можно и сломать несколько штук пока сможете достичь нормального результата.

Еще телефон можно подключить и с помощью стандартных коротких патч-кордов. Для этого вблизи телефона и ONT устанавливаем розетки.

Проводники в них обычно зажимаются клеммами. При этом соединять нужно 2 и 3 контакт (к ним подходят красный и зеленый провод, так же как и в телефонном кабеле). Такой подход даже более удобный.

• Подключаем компьютер с помощью витой пары. Как и в случае с телефоном можно попытаться найти готовый кабель нужной длины или приобрести витую пару и штекера. Обжатие происходит точно также, но с одной особенностью, перед тем как установить проводники в гнезда нужно развить концы проводников и расположить их в правильном порядке, он показан на рисунке ниже.

Готовя LAN линию не забывайте и еще одну особенность - витые пары имеют разную пропускную способность, для того чтобы полностью реализовать возможности оптического подключения нужно выбирать кабеля категории не меньше 5, они обеспечивают гигабитную скорость.

• Затем подключаем ресивер телевидения и Wi Fi роутер все точно также как и для компьютера — протягиваем витую пару, которую включаем в соответствующие разъемы. Для последнего если он расположен как на схеме проще использовать готовый короткий патч-корд. Роутер нужно будет настроить, так как это описывает инструкция по его эксплуатации.

Упрощение схемы

Стандартная схема рассчитана на применение компонентов с минимальной функциональностью. Но современные устройства обладают расширенными возможностями, расскажем, как их использовать.

• Как правило, почти все терминалы ONT могут раздавать Wi-Fi, поэтому от роутера можно отказаться.
• Телевизоры с функцией «Смарт ТВ» тоже имеют чаще всего LAN вход и для них не нужен ресивер.

• Если использовать радиотелефон, то его базовую станцию можно разместить рядом с терминалом и не протягивать телефонный провод по дому. Тем более у многих и так аппараты стоят в прихожей там, где чаще всего и смонтирована цифровая розетка.

Вообще, пользуясь соединением по Wi-Fi, можно отказаться от проводов, кроме телефонного. Многие телевизоры включаю в себя модуль приема беспроводных сетей, а для стационарного компьютера можно купить приемник, который включается либо в USB разъем, либо устанавливается на материнскую плату в PCI слоты.

Правда, при подключении по Wi-Fi вы не сможете добиться высоких скоростей, которые предполагает подключение интернета через оптоволоконный кабель. Возможности беспроводной сети ограничены и зависят от расстояния до роутера и наличия препятствия (стен).

Усовершенствования схемы

Теперь расскажем о возможностях усовершенствования схемы. Их можно предложить значительно больше. Как-то систематически дать варианты и описать их все трудно, но постараемся.

Телефонная линия

Начнем с самого простого - телефона, в доме может быть не один аппарат в кабинете, как на схеме, а несколько, в спальне, на кухне, в гостиной. Оптический модем чаще всего имеет только один разъем RJ 11 (RJ 14). Поэтому линию от него придется разветвлять сделать это можно тремя способами.

1. В нужном для разветвления месте установить телефонный сплитер - коробку с тремя выходами под разъемы RJ. Как вариант - установить двойную розетку. Этот вариант может быть даже предпочтительнее, так как потом при поломках, отключая участки, можно будет легко найти поврежденную линию.
2. Установить в месте разделения любую подходящую клеммную коробку и раздвоить линию с помощью нее.
3. Подсоединить к телефонному кабелю еще один с помощью пайки или скрутки.

Роутер

Установленный в прихожей роутер может не обеспечить четкий сигнал (чем он слабее, тем меньше скорость передачи данных) по всей квартире или дому, особенно если площадь строения большая. Желательно его перенести ближе к центру жилья. Правда этот вариант невозможен, если Wi-Fi раздает сам терминал. Как вариант, установите ближе к центру усилитель (ретранслятор) сигнала.

LAN линии

Из-за расположения оптоволоконного терминала линии витой пары получаются протяженные. Хотя сигнал в них затухает не сильно, но удобнее прокладывать все-таки от центра, особенно если в доме много оборудования подключенного к сети. Как наилучший вариант, конечно, было бы перенести сам ONT терминал к центру, но возможно так сделать не получится (об этом чуть ниже).

Но есть еще одна возможность - переносим роутер к центру, как мы уже говорили выше, а остальную разводку делаем от него. Почти все модели этих устройств, кроме того что раздают Wi-Fi, имеют от четырех LAN портов на выход и работают как свитчи.

Также в стандартной схеме подключение ноутбука предполагается только через беспроводную сеть. Но мы уже говорили, Wi-Fi не полностью реализует возможности скоростной передачи данных, которые предоставляет оптический терминал. Поэтому желательно в те места (гостиная, спальня, кухня) где вы чаще всего пользуетесь ноутбуком тоже протянуть витую пару для его подключения.

Телевидение

Как мы уже говорили, современные телевизоры с функцией «смарт» имеют разъемы для подключения витой пары (LAN) и Wi-Fi приемник позволяют отказаться от ресивера вообще. Правильно такие аппараты называть даже не телевизорами, а компьютерами-моноблоками с функциональностью телевизора.

Если телевизор поддерживает видео высокой четкости или даже 3D, подключатся все же лучше через LAN (из-за того возможного снижения скорости по беспроводному каналу). Также для таких аппаратов, если все же используется ресивер, то соединять его с телевизором для обеспечения качества видео лучше не через показанные на схеме SCART или Composite разъемы, а через HDMI или хотя бы DVI.

Еще одна особенность сегодня в доме обычно не один телевизор, а несколько. Как подключить их?

Если вам необходимо высокое качество то придется тянуть витую пару к каждому, если нет, то можно обойтись Wi-Fi. Даже если сам телевизионный приемник или ресивер к нему не поддерживает эту технологию, беспроводной адаптер стоит менее 10 долларов.

В этом подразделе статьи так же ответим на часто задаваемый вопрос - как подключить оптический кабель телевизора к ресиверу?

В принципе есть ресиверы, которые прямо подключаются к оптической сети, но они в основном применяются для вещания в кабельных сетях, то есть для профессионального использования. Все домашние приемники цифрового телевидения подключаются, так как мы описали выше.

Резервное питание

Недостатком современных высокотехнологичных линий связи и не только оптических является то, что оконечные устройства требуют подключения к электрической сети.

Если старый телефон мог работать от напряжения, подаваемого от АТС по проводам то аппарат, подключенный к терминалу, полностью зависит от его питания. То есть если у вас в доме погас свет, вы не сможете получать и принимать звонки. Поэтому продумайте источник резервного питания для оптического модема.

Учитывая, что потребляемая мощность ONT обычно в пределах 15-20 ватт для этой цели подойдет любой блок бесперебойного питания (принято сокращение ИБП - источник бесперебойного питания).

К примеру, если у бесперебойника батарея емкостью 9 А/ч то он сможет обеспечивать вас связью в течение 6-7 часов. За это время электросети обычно устраняют повреждения. Для сельской местности, где перебои с электроэнергией более продолжительны, можно выбрать блок с батареей большей емкости.

Желательно кроме оптического модема к ИБП подсоединить и Wi-Fi роутер. Тогда при отключении электроэнергии у вас будет не только телефонная связь, но и интернет, при условии, что аккумуляторы ноутбука, планшета или смартфона заряжены.

Перенос ONT терминала

Как мы уже говорили расположение модема у входной двери не оптимально, желательно разместить его ближе к центру квартиры, чтобы улучшить связь по Wi-Fi и уменьшить длину проводных линий.

Конечно, перенос устройства может быть проблематичен:

• возможно, провайдер не разрешает самостоятельного перемещения модема;
• абонентский оптический кабель довольно требователен к условиям укладки, не любит сгибания под небольшим радиусом, его нужно дополнительно защищать.

Но иногда переставить модем все же желательно особенно в больших квартирах с несколькими уровнями. Рассмотрим, как это можно сделать, точнее как удлинить оптический кабель.

Вариантов несколько:

• Использовать оптический кабель с коннекторами соответствующим разъемам в розетке и модеме (своеобразный патч-корд) большой длины. Наиболее приемлемый вариант, правда, в продаже такие кабели не встречаются, но можно изготовить самостоятельно. К тому же при таком подходе не возникает проблем с провайдером.
• Удлинить оптоволокно с помощью соединительных элементов . Ниже рассмотрим, как это можно сделать. Но заметим, что потери сигнала при этом способе будут больше чем при первом варианте.
• Сварить волокно кабеля . На самом деле это не так сложно, и мы тоже рассмотрим, как это делается. Проблема только в том, что сварочный аппарат стоит несколько тысяч долларов и покупать ради одного двух стыков его не стоит. Хотя если вы собираетесь дальше продолжать строительств оптических сетей на уже профессиональном уровне…

Можно также взять попользоваться оборудование у знакомого или арендовать на день.

Кстати, иногда спрашивают - можно ли установить два ONT в одной квартире. В принципе можно, но в отличие от телефонных аппаратов они не могут работать параллельно, вам придется платить за два лицевых счета. Так что такой выбор имеет смысл только в том случае, если вам нужен бесперебойный интернет и есть возможность провести подключение к интернету через оптоволоконный кабель разных провайдеров.

Кстати подобная схема, правда проводная, реализована у меня дома. Через DSL модем я подключен к республиканскому провайдеру «Белтелеком», у которого выбрал тариф без абонентской платы. Второе соединение с помощью витой пары к серверу местного провайдера (директор предприятия сосед и друг), где получается интернет бесплатно. Если у кого то поломки, то я легко перехожу на резерв.

В помощь предлагаем также видео подключение оптического кабеля:

Подключение и соединение оптических кабелей

Все работы, которые описаны ниже, обычно делают мастера за приличную плату, хотя как вы сможете убедиться, они довольно несложны при наличии оборудования и инструмента. На мой взгляд, освоить соединение оптики также нетрудно, как и правильную пайку привычных медных проводов.

Правда такая необходимость возникает редко, но будем смотреть с прицелом на будущее, возможно уже скоро оптоволокно вытеснит медь повсеместно, и оконечные устройства будут подключаться к нему напрямую, а не через ONT.

Установка оптических коннекторов

Рассмотрим, как монтируются наиболее распространенные коннекторы типа SC. Подавляющее большинство модемов и розеток используют именно это тип. Для монтажа нам понадобится набор специального инструмента и материалов.

Хотя и стоит он прилично, но все равно дешевле аппарата для сварки оптоволокна. Такие наборы обычно снабжаются и подробными инструкциями, так что мы приведем примерный порядок операций для ознакомления.

Этапы установки коннектора на кабель следующие:

1. Специальным кусачками - стрипером снимаем изоляцию. Этот инструмент имеет калиброванные зазоры, между режущими кромками позволяющие снимать слои поочередно, не повредив при этом само волокно.
2. Затем обрезается кевларовое волокно, которое армирует оболочку провода. Сделать это обычными ножницами не получится из-за его большой прочности. Потребуются более крепкие лезвия, которые чаще всего имеются у стрипера.
3. Затем одевается часть коннектора, которая будет фиксировать его на кабеле.
4. Дальше специальным составом или просто спиртовыми салфетками удаляется гидрофобное покрытие на самом стеклянном волокне.
5. Далее готовится и набирается в шприц клей, который будет фиксировать волокно в коннекторе. Строго отмеренное его количество вводится в канал, в который затем продевается обнаженное оптоволокно.
6. После твердения клея специальным инструментом оптоволокно скалывается.
7. Затем его торец шлифуется.
8. В заключение одеваются остальные части коннектора, и он обжимается специальной обжимкой.

Соединение оптоволокна механическим соединителем

Это способ проще предыдущего берутся куски оптоволоконного кабеля, со смонтированными в промышленных условиях коннекторами (пиг-тэйлы), и стыкуются механическими соединителем. Недостаток метода в потерях сигнала на соединениях, оно сравнимо со снижением интенсивности света в самих коннекторах (понятно, что от коннекторов отказаться нельзя). Так что лучше все же либо сваривать, либо монтировать волокно в коннектор.

Интересно. Пиг-тейл переводится с английского как «поросячий хвост», довольно меткое сравнение.

На примере соединителя SNR-Link опишем выполнение работ.

• Кабель очищается от изоляции и скалывается.
• Концы очищенного кабеля устанавливается в соединитель.

• Затем просто нажимается защелка фиксирующая стык.

На этом работа заканчивается. Как видно на фото ниже, тест данного соединения показывает потерю 0,028 дБ, это соизмеримо с потерями в коннекторе, хотя по паспортным данным у соединителя допускаются потери до 0,04 дБ. Кстати приспособление является многоразовым.

Сварка проводов

Как мы уже говорили лучше всего сваривать провода или пиг-тейлы, это тоже несложно вся проблема только в стоимости аппарата. Покажем, как происходит сварка поэтапно.

• Аппарат включается и происходит его самотестирование.

• Дальше вводим вид свариваемого кабеля. Причем для этого не надо профессионально разбираться во всех разновидностях оптоволоконных проводников, просто вводим маркировку указанную либо на упаковке, либо на самой поверхности изоляции.

• Затем, сняв внешний защитный слой любым подходящим инструментом, устанавливаем провод в специальный держатель. Перед этим не забываем одеть гильзу КДЗС (комплект деталей защиты сварного стыка) которая потом закроет место сварки.

• Затем держатель помещается в термострипер аппарата, и он включается. Изоляция удаляется нагревом, при этом риск повредить волокно гораздо меньше, чем при обычном механическом обнажении.

• Крышка закрывается и запускается термострипер. Он сам очищает провод.

• Дальше, не извлекая провод из держателя, протираем его спиртом (круглая емкость с тампоном находится на верхней крышке аппарата) для удаления гидрофобного покрытия и устанавливаем его в скалыватель. Держатель в него, как и в стрипер, крепится на магните. Скалывание проходит при закрытии крышки. Обрезки волокна падают в специальный контейнер, чтобы не потеряться (загнать под кожу тонкое, практически незаметное глазом волокно легко, а извлечь его потом сложно).

Внимание. Очень внимательно относитесь к отходам оптоволокна, они не должны теряться, так как могут нанести вред здоровью. Особенно опасно если куски стеклянного провода попадут в дыхательные пути.

• Когда два провода подготовлены, не извлекая из держателей, устанавливаем их непосредственно под сварочные электроды.

• Запускаем процесс сварки. Аппарат выравнивает и центрирует волокна и проводит их сварку, это занимает менее десяти секунд.

По окончании сварки аппарат показывает результат - какие потери будут на данном стыке. На изображении ниже они выделены овалом, всего лишь 0,01 дБ.

• Осталось обсадить гильзу КЗДС, для этого она надевается на место стыка (предварительно снимаем держатели) и провод помещается в печь.

Процесс тоже занимает несколько секунд. Извлекаем из печи готовый сваренный оптоволоконный кабель (осторожно, он будет горячим).

Как видите все довольно несложно, если у вас не кривые руки, научиться сваривать оптоволокно можно быстро достаточно лишь прочесть мануал к аппарату для сварки (наша статья тоже подходит) или получить 10 минутный инструктаж. Отмечу, что так быстро приобрести навыки соединения обычных проводов с помощью паяльника и припоя гораздо сложнее.

Надеемся, что наша статья рассказала все про оптический кабель, как подключить его, соединить, согласовать работу оптоволоконного модема с другими устройствами. Даже если вы не собираетесь самостоятельно монтировать сети или коннекторы, зная, как это делается, вы сможете найти причину поломок и пути для их устранения. Пусть интернет в вашем доме всегда будет быстрый и без перебоев.

Век информационных технологий оперирует громадными массивами данных из самых разнообразных сфер нашей жизни. Мы обмениваемся в сети большими медиафайлами, госучреждения, банки, аэропорты, институты, компании, тысячи и сотни тысяч других субъектов каждую секунду передают и получают терабиты разнообразнейшей информации. И сегодня от каналов связи, кроме физической способности пропускать через себя такие колоссальные объемы, требуется еще и предельно высокая скорость обмена, которая иногда имеет критически важное значение.

Когда был придуман и успешно запущен в «массы» оптический кабель , интернет получил новый фундаментальный фактор, позволивший мировой сети развиваться еще более быстрыми темпами. Созданный на основе принципа передачи информации через оптические сигналы данный тип кабеля связи обеспечил практически мгновенную передачу дата-массивов любого объема на громадные дистанции. Фотоны движутся на скоростях близких к световым, почти не затухают, не чувствительны к электрошумам, их сложно перехватить. Волоконная оптика работает на высоких частотах, относительно компактна, довольно проста для масштабирования и монтажа.

Данный материал посвящен вопросу классификации оптических кабельных изделий связи, мы выделим их основные разновидности и расскажем об особенностях каждой их них.

Описание и конструкция

Как и силовые, оптоволоконные провода чрезвычайно разнообразны по конструкции, типам исполнения, сфере использования и прочим критериям. Оптический кабель , обеспечивающий интернет широкополосным каналом для транспортировки информации, обязательно имеет в своей конструкции такие элементы:

· оптоволокна или стекловолоконные нити из высококачественного кварцевого стекла, которые скручены по продуманной схеме и представляют собой заключенную в оболочку сердцевину. По ней за счет последовательных и полных отражений распространяется свет. При этом сердцевина имеет высочайший уровень преломления, а оболочка - низкий,

· оптический модуль - это центральная полимерная или металлическая трубка, в которой заключены хрупкие оптические волокна,

· центральный силовой элемент из стеклопластика, стального каната, проволоки или стренги присутствует в многомодульных магистральных марках кабеля,

· наружная защитная оболочка.

Классификация оптических кабелей и сфера их применения

В этом разделе мы выделим основные критерии, по которым различают оптические кабеля для интернета , и разберемся, что в них особенного.

· (самонесущие: , а также оптический кабель с тросом из стеклопластика или металла, который покрыт ПЭТ-оболочкой: , ). Подвесная оптика может размещаться на грозотросах, фазовых проводах ВЛ, контактной сети электротранспорта.

По сфере применения и дальности передачи информации оптический интернет-кабель бывает следующих типов:

· городской оптический интернет-кабель ( , , ), как правило, прокладывается в трубах и коллекторах. Он предназначен для создания сравнительно коротких магистралей (до 10 км), но также должен обладать отличной дата-пропускной способностью, т.е. быть поликанальным. По техпараметрам класс городских кабелей близок к зоновым,

· полевые марки (ОК-ПН) предназначены для строительства линий в полевых условиях, в т.ч. подземным, подводным и подвесным способом, поэтому рассчитаны на многократные прокладки и снятия, не распространяют горение, стойки к воздействию растягивающих усилий, влаги, бензина и дизтоплива, грызунам. Полевой кабель обычно содержит 1-12 оптоволокон,

· подводный оптический кабель ( , ) может быть грузонесущим, отличается высокой разрывной и растягивающей устойчивостью, не пропускает влагу, в т.ч. молекулярную, имеет низкий уровень дисперсионности и значительные длины регенерационных участков.,

· объектовая (стационарная) оптика служит для пропускания внутренних информационных потоков, к примеру, в бортовых системах кораблей и самолетов, видеотелефонии в учреждениях, кабельном ТВ непосредственно в здании. В конструкции объектовых кабелей не предусмотрены гидрофобные заполнители, что упрощает их монтаж и повышает степень пожарной безопасности. Примеры марок: , , ,

· монтажный оптический кабель (ОК-МС с разным номером разработки) имеет форму плоских лент или жгутов. Он применяется для создания внутри- и межблоковых соединений в аппаратуре локальных инфо-систем. Монтажные кабельные изделия сконструированы на основе мультимодовых градиентных оптоволокон.

Одна из разновидностей классификации оптических кабелей связи по назначению с указанием вариантов применения и монтажа представлена на рисунке.

Оптоволоконные кабеля могут также различаться по вариантам конструктивного исполнения сердечника:

· с повивной концентрической скруткой. Оптические модули с числом волокон 1-24 в этом виде проводных изделий скручены вокруг центрального силового элемента. При этом каждый следующий повив содержит на 6 волокон больше. Одноповивная скрутка насчитывает 4-12 модулей (до 288 оптоволокон), мультиповивная - до 48 (576 ОВ),

· с центральным оптическим модулем, который выполнен в виде сердечника с количеством оптических волокон до 48,

· с фигурным сердечником. В полимерной оболочке этого типа кабельных изделий выполнены профилированные пазы, в которые укладываются оптические модули или плоские ленты с общим числом оптоволокон до 576. Преимуществом такого расположения является минимизация продольного разрывного усилия. Этот тип встречается редко из-за высокой стоимости и сложности монтажной разделки,

· плоские оптические ленты уложены в центральный оптомодуль, количество оптических волокон может достигать 288.

Первые две группы оптических кабелей чрезвычайно широко распространены в странах СНГ и РФ.

Еще одна классификация подразделяет оптические кабеля для интернета по материалу, из которого изготовлены оптоволокна:

· GOF - стекловолокно, glass optic fiber,

· POF - полимерное волокно, plastic optic fiber,

· PCF - стеклянно-кристаллическое волокно с защитным покрытием из полимера, plastic crystal fiber.

В конструкции оптического кабеля для интернета могут присутствовать металлические элементы, к примеру, свинцовые или алюминиевые оболочки, бронированные покровы, медные проводники. Существуют и полностью диэлектрические марки, которые менее прочны и влагостойки, но обладают отличной помехоустойчивостью, имеют более скромные габариты и вес, поэтому удобны в транспортировке и монтаже.

В современном мире необходимо качественно и быстро передавать информацию. Сегодня нет более совершенного и эффективного способа передачи данных, чем оптоволоконный кабель. Если кто-то думает, что это уникальная разработка, то он глубоко ошибается. Первые оптические волокна появились еще в конце прошлого столетия, и до сих пор ведутся работы по развитию этой технологии.

На сегодняшний день мы уже имеем передающий материал, уникальный по свойствам. Его применение получило широкую популярность. Информация в наше время имеет большое значение. С помощью нее мы общаемся, развиваем экономику и быт. Скорость передачи информации при этом должна быть высокой для того, чтобы обеспечить необходимый темп современной жизни. Поэтому сейчас многие интернет провайдеры внедряют оптоволоконный кабель.

Этот тип проводника предназначен только на передачу импульса света, несущего часть информации. Поэтому его применяют для передачи информативных данных, а не для подключения питания. Оптоволоконный кабель дает возможность повысить скорость в несколько раз, в сравнении с проводами из металла. При эксплуатации он не имеет побочных явлений, ухудшения качества на расстоянии, перегрева провода. Достоинством кабеля на основе оптических волокон является невозможность влияния на передаваемый сигнал, поэтому ему не нужен экран, блуждающие токи на него не действуют.

Классификация

Оптоволоконный кабель имеет большие отличия от витой пары, исходя из области применения и места монтажа. Выделяют основные виды кабелей на основе оптического волокна:

• Для внутреннего монтажа.
• Установки в кабельные каналы, без брони.
• Установки в кабельные каналы, бронированный.
• Укладки в грунт.
• Подвесной, не имеющий троса.
• Подвесной, с тросом.
• Для подводного монтажа.

Устройство

Самое простое устройство имеет оптоволоконный кабель для внутреннего монтажа, а также кабель обычного исполнения, не имеющего брони. Наиболее сложная конструкция у кабелей для подводного монтажа и для монтажа в грунт.

Кабель для внутреннего монтажа

Внутренние кабели делят на абонентские, для прокладки к потребителю, и распределительные для создания сети. Оптику проводят в кабельных каналах, лотках. Некоторые разновидности прокладывают по фасаду здания до распредкоробки, либо до самого абонента.

Устройство оптоволокна для внутренней прокладки состоит из оптического волокна, специального защитного покрытия, силовых элементов, например, троса. К кабелю, прокладываемому внутри зданий, предъявляются требования пожарной безопасности: стойкость к горению, низкое выделение дыма. Материал оболочки кабеля состоит из полиуретана, а не полиэтилена. Кабель должен быть легким, тонким и гибким. Многие исполнения оптоволоконного кабеля облегчены и защищены от влаги.

Внутри помещений кабель обычно прокладывается на небольшие расстояния, поэтому о затухании сигнала и влиянии на передачу информации речи не идет. В таких кабелях количество оптоволокна не более двенадцати. Существуют и гибридные оптоволоконные кабели, имеющие в составе витую пару.

Кабель без брони для кабельных каналов

Оптика без брони применяется для монтажа в кабельные каналы, при условии, что не будет механических воздействий снаружи. Такое исполнение кабеля применяется для тоннелей и коллекторов домов. Его укладывают в трубы из полиэтилена, вручную или специальной лебедкой. Особенностью такого исполнения кабеля является наличие гидрофобного наполнителя, гарантирующего нормальную эксплуатацию в кабельном канале, защищает от влаги.

Кабель с броней для кабельных каналов

Оптоволоконный кабель с броней применяется тогда, когда присутствуют нагрузки снаружи, например, на растяжение. Броня выполняется по-разному. Броня в виде ленты применяется, если нет воздействия агрессивных веществ, в, тоннелях и т.д. Конструкция брони состоит из стальной трубы (гофрированная, либо гладкая), с толщиной стенки 0,25 мм. Гофрирование выполняют тогда, когда это является одним слоем защиты кабеля. Оно защищает оптическое волокно от грызунов, увеличивает гибкость кабеля. При условиях с большим риском повреждений применяют броню из проволоки, например, на дне реки, или в грунте.

Кабель для укладки в грунт

Для монтажа кабеля в грунт применяют оптоволокно с броней из проволоки. Могут использоваться также кабели с ленточной броней, усиленные, но они не нашли широкого применения. Для прокладки оптоволокна в грунт задействуют кабелеукладчик. Если монтаж в грунт осуществляется в холодное время при температуре менее -10 градусов, то кабель заранее нагревают.

Для мокрого грунта применяют кабель с герметичным оптоволокном в металлической трубке, а броня из проволоки пропитывается водоотталкивающим составом. Специалисты делают расчеты по укладке кабеля. Они определяют допустимые растяжения, нагрузки на сдавливание и т. д. Иначе по истечении определенного времени оптические волокна повредятся, и кабель придет в негодность.

Броня оказывает влияние на величину допускаемой нагрузки на растяжение. Оптоволокно с броней из проволоки выдерживает нагрузку до 80 кН, с ленточной броней нагрузка может быть не более 2,7 кН.

Подвесной оптоволоконный кабель без брони

Такие кабели устанавливаются на опоры линий связи и питания. Так производить монтаж проще и удобнее, чем в грунт. При этом есть важное ограничение – во время монтажа температура не должна опускаться ниже -15 градусов. Сечение кабеля имеет круглую форму. Благодаря этому уменьшаются нагрузки от ветра на кабель. Расстояние между опорами должно быть не больше 100 метров. В конструкции есть силовой элемент в виде стеклопластика.

Благодаря силовому элементу кабель может выдержать большие нагрузки, направленные вдоль него. Силовые элементы в виде арамидных нитей применяют при расстояниях между столбами до 1000 метров. Достоинством арамидных нитей, кроме малой массы и прочности, являются диэлектрические свойства арамида. При ударе молнии в кабель, никаких повреждений не будет.

Сердечники подвесных кабелей бывают разными. По их типу кабели делят на:

• Кабель с сердечником в виде профиля, оптоволокно устойчиво к сдавливанию и растяжению.
• Кабель с модулями скрученного вида, оптические волокна проложены свободно, имеется устойчивость к растяжению.
• С оптическим модулем, сердечник кроме оптоволокна ничего в составе не имеет. Недостаток такого исполнения – неудобно идентифицировать волокна. Преимущество – малый диаметр, низкая стоимость.

Оптоволоконный кабель с тросом

Тросовое оптоволокно является самонесущим. Такие кабели применяются для прокладки по воздуху. Трос бывает несущим или навивным. Есть модели кабеля, в котором оптоволокно находится внутри молниезащитного троса. Кабель, усиленный профильным сердечником, обладает достаточной эффективностью. Трос состоит из стальной проволоки в оболочке. Эта оболочка соединена с оплеткой кабеля. Свободный объем заполнен гидрофобным веществом. Такие кабели прокладывают с расстоянием между столбами не более 70 метров. Ограничением кабеля является невозможность прокладки на линию электропитания.

Кабели с тросом для грозовой защиты устанавливаются на высоковольтных линиях с фиксацией на заземление. Тросовый кабель используется при рисках его повреждения животными, либо на большие дистанции.

Оптоволоконный кабель для укладки под водой

Такой тип оптоволокна обособлен от остальных, потому что его укладка проходит в особых условиях. Все подводные кабели имеют броню, конструкция которой зависит от глубины прокладки и рельефа дна водоема.

Некоторые виды подводного оптоволокна по исполнению брони с:

• Одинарной броней.
• Усиленной броней.
• Усиленной двойной броней.
• Без брони.

1› Изоляция из полиэтилена.
2› Майларовое покрытие.
3› Двойная броня из проволоки.
4› Гидроизоляция алюминиевая.
5› Поликарбонат.
6› Центральная трубка.
7› Заполнитель гидрофобный.
8› Оптоволокно.

Размер брони не зависит от глубины прокладки. Армирование защищает кабель только от обитателей водоема, якорей, судов.

Сварка оптоволокна

Для сварки используется сварочный аппарат специального типа. В его составе содержится микроскоп, зажимы для фиксации волокон, дуговая сварка, камера термоусадки для нагрева гильз, микропроцессор для управления и контроля.

Краткий техпроцесс сварки оптоволокна:

• Снятие оболочки стриппером.
• Подготовка к сварке. На концы надеваются гильзы. Концы волокон обезжириваются спиртом. Конец волокна скалывается специальным приспособлением под определенным углом. Волокна укладываются в аппарат.
• Сварка. Волокна выравниваются. При автоматическом управлении положение волокон устанавливается автоматически. После подтверждения сварщика, волокна свариваются аппаратом. При ручном управлении все операции проводятся вручную специалистом. При сварке волокна плавятся дугой электрического тока, совмещаются. Затем свариваемое место прогревается во избежание внутренних напряжений.
• Проверка качества. Автомат сварки проводит анализ картинки места сварки по микроскопу, определяет оценку работы. Точный результат получают рефлектометром, который выявляет неоднородность и затухание на линии сварки.
• Обработка и защита свариваемого места. Надетая гильза сдвигается на сварку и закладывается в печь для термоусадки на одну минуту. После этого гильза остывает, ложится в защитную пластину муфты, накладывается запасное оптическое волокно.

Достоинства оптоволоконного кабеля

Основным достоинством оптоволокна является повышенная скорость передачи информации, практически нет затухания сигнала (очень низкое), а также, безопасность передачи данных.

• Невозможно подключиться к оптической линии без санкций. При любом включении в сеть оптические волокна повредятся.
• Электробезопасность. Она повышает популярность и область применения таких кабелей. Их все больше используют в промышленности при опасности взрывов на производстве.
• Имеет хорошую защиту от помех природного происхождения, электрооборудования и т.д.