Волоконно-оптический кабель: назначение, конструкция, классификация

Содержание

Принцип работы

В основе устройства кабеля из оптоволокна лежат стеклянные световоды. Это своеобразные трассы для транспортировки лучей света от источника до приемника. По привычному нам медному проводнику, который по сей день повсеместно используется в локальных сетях, движутся электроны. Информация кодируется единицами и нулями: если электрический импульс есть, значит он трансформируется сетевой картой в значение «1», и наоборот, если его нет — в «0».

С оптикой ситуация выглядит примерно таким же образом. В ней со скоростью света движутся его пучки — моды. Их присутствие определяет передаваемый бит информации, только со значительно большей скоростью (более 10Гбит/с).

Для отправки светового сигнала применяется лазер, луч которого направлен в сердцевину кабеля. При помощи системы зеркал он экранируется, что позволяет ему проходить изгибы и неровности канала. Концом пути светового потока является конечное оборудование, такое как медиаконвертер или роутер с поддержкой PON.

Его задача заключается в превращении оптического сигнала в электрический и наоборот. От него прокладывается стандартная витая пара и подключается к сетевому оборудованию, например, домашнему роутеру.

Конструкция и материалы

Определившись с тем, что такое оптоволокно, перейдем к описанию его устройства. Чтобы лучше понять структуру оптического волокна, рассмотрим процесс его производства:

нагретый кварцевый песок протягивают через сканер, проверяющий диаметр получающейся нити;
затем в камеру охлаждения;
и наконец в ванну с полимером, который налипает и формирует внешний защитный слой;
в конце вертикального конвейера находится бобина, на которую со скоростью 3 км/с наматывается остывшее волокно;
его транспортируют на завод, где осуществляется покраска каждой нити, чтобы их затем можно было различить в зависимости от канала передачи данных;
на специальном станке из них формируются пучки, которые затем запаиваются в кожух из полиэтилена;
пучки пережемаются с армирующим стеклопластиковым стержнем, а затем упаковываются во внешнюю изоляцию. Так формируется строение конструкции оптоволоконного кабеля.

В зависимости от сценария использования кабеля, его конструктивные особенности могут меняться, но общий принцип остается один. Для понимания расположения элементов оптоволокна кабеля, фото в разрезе окажется наиболее удобным способом продемонстрировать их на самом распространенном примере:

сердечник из оптического волокна — самая хрупкая часть кабеля;
гидрофобный заполнитель обеспечивает защиту посредством амортизации;
эту конструкцию опоясывает центральная трубка;
промежуточная полиэтиленовая оболочка обеспечивает дополнительную защиту сердцевины;
как правило, в кабеле присутствует броня (существует множество разновидностей);
все перечисленные элементы закрывает наружная оболочка.

Прокладка оптоволоконного кабеля

Качественно проведенный монтаж и особенности прокладки оптоволоконного кабеля включают в себя этапы:

Проектирование линий. Нужно учесть все данные и точно согласовать метод протяжки.
Прокладка оптоволоконного кабеля. Это самый ответственный процесс, который при надобности соединения нуждается в наличии дорогого оборудования.
Тестирование. Предварительный контроль предупредит недочеты и позволит вовремя все исправить. Для этого нужны специальные контрольно-измерительные приборы. Только так можно быть уверенным в качестве проведения прокладки и подключения проводов.

Прокладка кабеля ВОЛС в земле []

Способы монтажа оптоволоконного кабеля

При прокладке проводов важно обеспечить минимум силовых нагрузок и аккуратно произвести работы. Монтаж оптоволоконного кабеля осуществляют разными способами:. Прокладывание в грунте

Кабель должен иметь броневой покров и наружную оболочку из полиэтилена

Прокладывание в грунте. Кабель должен иметь броневой покров и наружную оболочку из полиэтилена.

Размещение на опорах. Такой провод имеет стальной трос в отдельной изоляции. Помимо этого присутствуют упрочняющие кевларовые нити для защиты от растягивания. Надежность зависит от погодных условий и ветра.

Размещение в кабельной канализации. Можно использовать готовые каналы или проложить новые

Важно учитывать радиус изгиба и усилия натяжения. Внутри помещения

Монтаж проводят в кабельканалы под плинтус

Внутри помещения. Монтаж проводят в кабельканалы под плинтус

При надобности это можно сделать путем подвешивания на протянутый трос.

Как соединить оптоволоконный кабель?

Линии могут иметь большую длину, в этом случае нужно знать, как можно соединить оптоволоконный кабель, так, реализовать это можно несколькими способами:

механическим;
сваркой;
соединением слайсами.

Первый способ осуществляется в два этапа: кусок кабеля устанавливают на конце коннектором и объединяют с оптическим проводом автоматического сварочного аппарата. Потом устройство соединяют с разъемом на другом конце кабеля. Этот способ используют для внутреннего размещения. Сварка оптоволоконного кабеля – это сложный процесс, требующий применения дорогого оборудования и высокой квалификации сотрудников. Технология получения соединения:

проводят очистку волокна от защиты;
скалывают край для получения ровной торцевой поверхности;
проводят подготовку;
пайку осуществляют сварочным автоматом.

Спайка оптоволоконного кабеля самый надежный вариант соединения подобных проводов. Слайс представляет собой пластиковую коробку, внутри которой проводится закрепление кабелей. Процесс соединения выполняется так:

очищают от изоляции концы;
совмещают их в слайсе;
изолируют место коммутации.

https://youtube.com/watch?v=gyHIQCKdN14%250D

Так что же лучше – оптика или медная витая пара

Нынче любой крупный и даже средний интернет-провайдер использует в ряде сегментов своих сетей оптоволокно. И наоборот: как бы провайдер не заманивал подключением к «самой быстрой системе нового поколения», отдельные участки его сетей – традиционный медный кабель. Просто правила им диктуют условия среды (где-то они больше подходят для меди, а где-то – для оптики) и экономическая целесообразность, а маркетинг – есть маркетинг.

К какому виду магистрали подключили ваш дом провайдеры «Медный всадник» и «Оптическая иллюзия», точно не скажет никто, поэтому будем считать, что их предложения различаются только способом подключения абонентов внутри квартир.

В таблице ниже сопоставлены свойства волоконной оптики и витой пары:

	Оптоволокно	Медная витая пара
Теоретически достижимая скорость связи	OS1 – 40 Гбит/с OS2– 100 Гбит/с OM3 и ОМ4 – 100 Гбит/с	До 10 Гбит/с для кабелей категории 6 и 7.
Максимальная длина неразрывной линии	OS1 – 100 км OS2 – 40 км ОМ3 – 300 м ОМ4 – 125 м.	100 м
Физические свойства кабеля	Тонкий, хрупкий	Толстый, гибкий
Подверженность внешним воздействиям	Чрезмерные изгибы, давление, некоторые виды излучений	Электромагнитные помехи, атмосферное электричество, агрессивные химические среды, огонь, несанкционированное подключение для считывания данных
Совместимость с клиентским оборудованием	Требует покупки специальных адаптеров	Совместима с любыми устройствами, оснащенными гнездами RJ-45
Обслуживание	Требует спецоборудования и профессиональной подготовки	Требует минимальных навыков и знаний
Стоимость	Высокая	Низкая

Подведем итоги:

Оптоволоконная линия до 10-и раз быстрее и гораздо «дальнобойнее», чем витая пара, она не подвержена влиянию наводок электрического оборудования и силовых линий, долговечна и прочна, не горит, не теряет свойств от влаги, кислот и щелочей. Не допускает шпионских врезок и прослушивания путем индукционного подключения.
Волоконно-оптическую сеть легче замаскировать в интерьере, для нее не нужно монтировать широкие неэстетичные кабель-каналы.
Волоконная оптика – это хоть и гибкое, но стекло, а любое стекло может трескаться и крошиться. Поэтому монтаж и модернизация такой сети требует большой аккуратности. Если поврежденную витую пару можно разрезать и соединить простой скруткой, то для восстановления разорванной оптики нужен специальный сварочный аппарат и умение с ним обращаться. А иногда даже небольшое повреждение волоконно-оптической линии требует полной ее замены.
Главное преимущество витой пары – дешевизна и простота в обиходе. За подключение к Интернету посредством медного кабеля с вас, скорее всего, не возьмут никаких дополнительных денег, а за оптику придется заплатить, ведь она дорогая. Витую пару с универсальным коннектором можно сразу воткнуть в компьютер – и на нем появится Интернет. Для оптики снова придется раскошелиться на специальную розетку, модем (ONT-терминал или роутер), сетевые адаптеры. А это тоже недешево.

Чисто оптоволоконные сети внутри домов и квартир пока большая редкость, чаще всего их делают гибридными – частично оптическими, частично меднопроводными, частично беспроводными. Оптику обычно подводят только к модему, а конечные устройства – компьютеры, смартфоны, смарт ТВ и т. д. получают Интернет всё по той же витой паре или Wi-Fi, ведь они не оборудованием модулями декодирования светового сигнала. Значит, какие бы сверхскорости ни обещал вам провайдер, медленные сегменты сети сведут ее на нет.

Итак, ваш выбор «Медный всадник», если:

Вы не хотите переплачивать за то, чего, скорее всего, не получите. Если ваши устройства – потребители Интернет-трафика работают на устаревших протоколах Ethernet или Wi-Fi, то оптика не сделает их быстрее.
Вы часто переносите компьютер с места на место, у вас есть собака, которая любит жевать провода или маленькие дети, хватающие всё подряд. И в случае повреждения кабеля вам проще починить его своими руками, чем платить мастеру.

Вам лучше стать клиентом «Оптической иллюзии», если:

Вы за всё новое против всего старого. Волоконная оптика – это технология будущего, а значит, достойна инвестиций. И пусть она дружит не с каждым девайсом – скоро, надо ожидать, производители последних возьмутся за ум и оборудуют свои продукты поддержкой оптоволокна. Ведь потребители этого хотят и готовы вкладываться.
Финансы для вас – не проблема. У вас современная техника, которая поддерживает последние протоколы проводной и беспроводной связи, и вы готовы заставить ее «взять максимальную высоту».
Вам нужна скорость, и этим все сказано.
Безопасность сети в плане возможной утечки данных – ваше всё.

Основные характеристики оптического кабеля. Его преимущества и недостатки

Преимущество оптического кабеля перед кабелем обычным несомненно. Среди наиболее очевидных моментов хотелось бы выделить:

Невероятно высокая пропускная способность. Оптический кабель способен передать за малый отрезок времени значительное количество информации.
Оптоволокно не излучает электромагнитные волны. Соответственно, оно и не способно подвергаться воздействию электромагнитного излучения. В результате сигнал защищен от искажений.
Кабель надежно защищен от несанкционированного подключения. Попытка несанкционированного подключения вызывает нарушение целостности кабеля и прекращение передачи данных. Скрыть ее становится невозможно.
Очень незначительный показатель затухания сигнала. Современное волокно оптического кабеляпри длине волны в 1500 нм обладает показателем затухания около 0,3 дБ/км. Это дает возможность расположить соседние повторители и усилители на расстоянии до 100 км.
Оптический кабель обладает меньшим весом и объемом, чем обычный. Например, диаметр 900-парного телефонного кабеля 7,5 см. Его успешно заменит оптический кабель диаметром около 1,5 см. При этом большую часть кабеля составят всевозможные защитные оболочки. Диаметр непосредственно оптоволокна составит 0,1 см.

При использовании оптического кабеля нет необходимости в заземлении оболочки. Это связано с изолирующими свойствами оптоволокна.
Возможность использования на предприятиях с повышенным риском. Связано с такой особенностью оптоволокна, как отсутствию искрообразования. Именно благодаря ей оптический кабель – пожаробезопасный материал.
Оптический кабель – весьма экономичный материал. Для изготовления оптоволокна используется кварц, элемент весьма недорогой и распространенный. В результате и стоимость самого оптического кабеля не отличается от стоимости кабеля обычного.
Долговечность. Ничто не вечно. Со временем теряют свои свойства все материалы, в том числе и оптический кабель. Возрастает затухание. Однако эти процессы происходят очень медленно. Скорость потери свойств оптического кабеля значительно ниже по сравнению с иными видами кабелей. Срок бесперебойной работы оптического кабеля составляет не менее 25 лет.

Невзирая на большое количество положительных моментов, использование оптического кабеля имеет и ряд недостатков:

Высокая стоимость коммуникаций с оптическим кабелем. Правда, это связано с использованием дополнительного дорогого оборудования. Стоимость самого оптического кабеля не слишком отличается от стоимости кабеля обычного.
Сложность монтирования сетей с оптическим кабелем. Разъемы необходимо устанавливать буквально с микронной точностью. Само соединение должно быть выполнено очень точно, ровно. Наличие зазоров недопустимо. Поверхность стыка необходимо гладко отполировать. При несоблюдении вышеуказанных требований не избежать потерь в скорости и качестве передаваемого сигнала.
Соединения выполняются сваркой или склеиванием. При склеивании используется особый гель, обладающий тем же значением коэффициента преломления, что и стекловолокно.
В процессе работы с оптическим кабелем используются специальные инструменты. Монтаж оптических сетей осуществляется исключительно высококвалифицированными специалистами.
Возможна порча оптического кабеля из-за резкого перепада температур. Стекловолокно трескается. Для решения данной проблемы в производство запущены оптические кабели, в процессе изготовления которых используется радиационно стойкое стекло. К сожалению, это приводит к значительному увеличению стоимости.

Как видим, недостатки не столь существенны. Популярность оптических сетей растет с каждым днем. Одновременно снижается стоимость материала и растет число специалистов, работающих с оптическим кабелем. При такой тенденции в ближайшем будущем указанные недостатки себя изживут.

Конструкция волоконно-оптического кабеля

Конструкция ВОК изменяется в зависимости от его типа и назначения при общем сходстве отдельных конструктивных элементов. Познакомимся с особенностями кабельной конструкции на примере оптоволоконного кабеля, изображенного на рисунке.

Волоконно-оптический кабель в разрезе

В центре конструкции виден силовой элемент из стеклопластикового прутка, предназначенный для демпфирования нагрузок, создаваемых при монтаже и эксплуатации. Волокна расположены внутри оптических модулей, оберегающих их от внешнего воздействия. Модули представляют собой пластиковые трубки, имеющие оптимальный диаметр для группирования нужного количества ОВ.

В состав ВОК входят один или несколько модулей, что зависит от общего числа волокон. Модульное группирование оптических волокон и их цветовая маркировка намного облегчают идентификацию каждого конкретного оптоволокна при монтаже муфт и расшивке оптоволоконного кабеля на кроссе.

Оптические модули покрыты водоотталкивающим гелем, предохраняющим от проникновения влаги. Бандажная лента из полиэтилена фиксирует оптические модули и не дает вытечь гелевому наполнителю.

Внутренняя полиэтиленовая оболочка является буферным слоем, разделяющим оптические модули и армирующую броню. В данном примере бронирование выполнено стальной оцинкованной проволокой, надежно защищающей от грызунов и экстремальных нагрузок.

Важнейшим элементом защиты является внешняя оболочка из негорючего высокоплотного полиэтилена. От надежности наружного покрытия зависит длительность безотказного функционирования оптоволоконного кабеля, что диктует строгие требования к технологии его производства.

Особенности проектирования и монтажа волоконно-оптической связи

Проектирование волоконно-оптических линий связи является сложным и трудоемким процессом, который должен учитывать целый ряд особенностей, начиная от технической возможности проведения трассы и заканчивая количеством основного и вспомогательного оборудования, которое будет соединено в рамках сети.

Процесс проектирования и разработки линии связи можно разделить на несколько стадий:

определение технической возможности установки;
выбор типа кабеля и его длины;
проведение технических расчетов на предмет выявления величины коэффициента затухания сигнала, и других важных показателей;
выбор необходимой аппаратуры и вспомогательных средств для обеспечения бесперебойной работы сети и соответствия стандартам передачи информации;
проектирование и прокладка трассы. Монтаж волоконно-оптических линий связи может производиться двумя способами – навесным (кабель прокладывается по воздуху на уже существующих либо новых технических опорах) или подземным (для этого необходимо проделать специальные земельные работы). Выбор способа прокладки трассы зависит от климатического пояса, атмосферных условий (степень промерзания почвы, солнечная или ветровая активность), рельефа местности и других факторов;
подготовка необходимой технической документации с указанием количества точек подключения, различные разветвления и общая трассировка (так называемая скелетная схема);
перечень конкретных технических и аппаратных средств, задействованных в создании работоспособной линии связи (стационарные терминалы, усилители, трансиверы, муфты ответвления и другое оборудование);
согласование проекта с заказчиком и проведение монтажных работ.

Одна из главных особенностей установки заключается в том, что волоконно-оптический канал связи в рамках проекта может достигать нескольких десятков километров, тогда как стандартная длина провода существенно меньше. Это предусматривает наличие соединений в рамках одной линии связи между сегментами кабеля.

Соединить два сегмента провода можно несколькими способами:

разъемное соединение (при помощи оптических коннекторов). У этого способа есть одно преимущество – работы происходят достаточно быстро и не требуют специального оборудования. Главный недостаток заключается в том, что это существенно удорожает стоимость линии связи и способствует увеличению потерь сигнала при использовании большого количества соединительных элементов;
неразъемный способ. Здесь существует несколько вариантов, среди которых склеивание и сварка волоконно-оптических линий связи. Эти процессы довольно трудоемкие и требуют специального оборудования и практических навыков, но итогом является практически полное отсутствие потерь скорости передачи и монолитное соединение кабелей.

Волоконно-оптические линии связи, используемое оборудование для которых соответствует мировым стандартам, способны служить на протяжении полувека без видимой потери качества сигнала.

Оптический кабель для задувки в трубы

Способ прокладки в трубы достаточно перспективен по причинам удобства и практичности технологии. Конструкция кабеля очень простая (рис.2), в качестве дополнительных силовых элементов на сердечник накладываются стеклонити, а поверх внешняя оболочка. Плотная труба защищает кабель от возможных механических повреждений. В последнее время, популярное направление задувка микротрубок в канализацию. Для микротрубок был разработан микрокабель, где нет дополнительной защиты, кроме внешней оболочки. Такой вариант меньше по размеру (кстати, в этом варианте возможно использование ОВ с уменьшенным диаметром, 200-микронное волокно SMF-28 Ultra 200, чтобы также уменьшить диаметр модулей в ОК).

Рис. 2 ОК для задувки в трубы

Категории волоконно-оптических кабелей

Категории ОВ кабелей были приняты в 2002 году международной и европейской организациями стандартизации. Волокно 62,5/125 было определено как соответствующее категории OM-1, волокно 50/125 – ОМ-2, а волокно 50/125 с улучшенными параметрами как ОМ-3.

Современные стандарты СКС определяют четыре категории многомодовых (ОМ-1 – ОМ-4) и две категории одномодовых (OS-1, OS-2) волоконно-оптических кабелей. Европейские стандарты предусматривают также пластиковые и гибридные кабели, предназначенные для низкоскоростных промышленных сетей.

В настоящее время волокно категории OM-1, используется, главным образом, для модификации существующих сетей, если при этом сохраняется устаревшее оборудование. Категория ОМ-2 также устарела. Стандарт в 2006 году 10 гигабитных систем ограничил длину канала ОМ-1 в диапазоне 850 нм до 33 метров, а для волокна ОМ-2 в том же диапазоне — до 82 метров.

Оптическое волокно категории OM-3 было разработано для увеличения длины гигабитных каналов. Благодаря увеличению полосы пропускания оптоволоконный кабель OM-3 обеспечивает увеличение длины гигабитных каналов до 800 метров, а 10 гигабитных каналов – до 300 метров. Учитывая относительно невысокую стоимость многомодовой оптоэлектроники по сравнению с одномодовой, ОМ-3 обеспечивает эффективное ценовое решение в тех случаях, когда большая длина не требуется. Кабели ОМ-3 успешно применяются в магистральной подсистеме зданий и центрах обработки данных.

Кабель категории OM-4 базируется на новейших стандартах 2010 года передачи данных со скоростью 40 и 100 Гбит/с. Полоса пропускания волокна OM-4 в два раза больше, чем у OM-3 и на порядок превышает данный параметр у волокон ОМ-1 и ОМ-2. Это эффективный выбор для центров обработки данных, обеспечивающий выполнение требований завтрашнего дня и защиту инвестиций.

OS-1 или одномодовое волокно категории один имеет диаметр сердцевины 9 или 8 микрон и диаметр оболочки – 125 микрон. Малый диаметр сердцевины исключает появление траекторий движения отраженных лучей света или дополнительных мод кроме нулевой моды, распространяющейся вдоль оси волокна. Это на несколько порядков увеличивает диапазон частот одномодового волокна по сравнению с многомодовым оптоволокном. Недостатком является то, что малый размер сердцевины не позволяет использовать светодиоды, что увеличивает стоимость оборудования.

Применение недорогих лазеров поверхностного излучения VCSEL делает ценовые решения на одномодовом волокне сравнимыми с решениями на многомодовом волокне ОМ-3. Кроме того, одномодовый кабель имеет неоспоримые преимущества перед многомодовым по дальности передачи сигнала.

OS-2 – оптический одномодовый кабель категории два – отличается от OS-1 меньшим затуханием и выпускается только как имеющий соотношение диаметра сердцевины и оболочки 8/125 микрон. Категория OS-2 включена в новые международные и европейские стандарты 2007–2008 года.

Волоконно-оптический кабель: эффективная альтернатива электрическому

Для передачи информации на расстояние уже давно применяют световой сигнал. Основная составляющая любого оптического кабеля – оптическое волокно.
Благодаря широкополосности и малому затуханию оптоволоконные кабели используются на всех уровнях сетей электросвязи. Построение сети на основе оптического кабеля обеспечивает абонента телефонной линией, интернетом с высокой скоростью передачи данных, а также дает возможность обеспечить его перспективными видами широкополосного телекоммуникационного сервиса.
Еще одно преимущество оптоволоконного кабеля, упрощающее подключение абонентов – малое поперечное сечение, небольшая погонная масса, отличная гибкость, высокое значение допустимого растягивающего усилия.

Стоимость кабеля рассчитывается исходя из его технических характеристик, а именно – количество волокон, растягивающее усилие, материал оболочки, тип волокна и сердечника, наличие силового элемента и материал, из которого он изготовлен.

Купить оптоволокно кабель можно для различных целей:

• прокладка в зданиях и задувка в трубы;
• прокладка в кабельной канализации;
• сети FTTH;
• прокладка в грунт.

Инсталляция оптоволоконного кабеля может быть осуществлена по каналам, фасадам зданий, а также с использованием подвески (кабель с тросом).
Чтобы предотвратить проникновение влаги к кабелю, при его производстве внутримодульное и межмодульное пространства заполняются специальным гидрофобом.
Когда есть вероятность повреждения кабеля грызунами, в местности, подверженной промерзанию грунта или при другом возможном повреждении кабеля, используется бронированный кабель.

Оптический кабель FTTH, представленный на нашем сайте по выгодной цене, обеспечивает доступ от провайдера к конечному абоненту в квартиру или офис. Данная технология производства кабеля (Fiber To The Home) обеспечивает широкополосный доступ в интернет, позволяя обмениваться большими файлами на высокой скорости (видео, изображения с высоким разрешением и т.п.).

Мы предлагаем оптический кабель купить:

• с доставкой по всем регионам России;
• по выгодной цене;
• отвечающий заявленным стандартам качества.

У нас в наличии на складе различные виды кабеля волоконно-оптического по демократичной цене, а также кабельная арматура для построения надежных линий связи.
Оплата возможна любым удобным для Вас способом. Вас ждет актуальная цена на оптоволоконный кабель от компании SUPR.