Wiedza, umiejętności

Z punktu widzenia kierownika produkcji wszystko w sieci optycznej zaczyna się od jednego miejsca: rdzenia światłowodu – maleńkiego szklanego obszaru, przez który w rzeczywistości przemieszcza się całe światło i dane. W tym artykule omówię, czym jest rdzeń,-czym różnią się rdzenie jednomodowe i wielomodowe, co tak naprawdę oznaczają typowe specyfikacje, takie jak „9/125” i „50/125” oraz jak myśleć o liczbie rdzeni przy wyborze kabli do FTTH, centrów danych lub sieci metra. Mój cel jest prosty: po przeczytaniu powinieneś być w stanie z pewnością przeczytać specyfikację światłowodu i podejmować bardziej świadome decyzje dotyczące swoich projektów.

Podstawowe pojęcia rdzenia światłowodowego: od światłowodu do kabla

Co to jest rdzeń światłowodowy?

Podręcznikowo rdzeń światłowodu to przezroczysty szklany lub plastikowy cylinder znajdujący się w samym środku światłowodu, który kieruje sygnał świetlny. Jest to „lekka autostrada” wewnątrz światłowodu.

Mówiąc prościej: wszystkie dane przepływają w górę i w dół po tym maleńkim paśmie w postaci impulsów światła. Wszystko na zewnątrz rdzenia istnieje po to, aby pomóc światłu przedostać się z jednego końca na drugi przy możliwie najmniejszych stratach i zniekształceniach.

Chociaż wykonuje całą pracę, rdzeń jest niezwykle mały – zwykle ma tylko kilka mikrometrów średnicy (na przykład około 8–9 μm w przypadku włókien jednomodowych- i 50 lub 62,5 μm w przypadku włókien wielomodowych). Mimo to przenosi pełną pojemność łącza, niezależnie od tego, czy jest to prostePołączenie FTTHdo trasy szkieletowej domowej lub terabitowej-klasowej.

Rdzeń, okładzina, powłoka i „rdzeń kabla” – nie mieszaj ich

Aby uniknąć nieporozumień, warto oddzielić kilka warstw i terminów:

• Rdzeń– obszar centralny, który faktycznie kieruje światło. Posiadanajwyższy współczynnik załamania światław przekroju-włókna.
• Okładzina– warstwa szkła otaczająca rdzeń. Jego współczynnik załamania światła jest nieco niższy niż w rdzeniu, co pozwala na odbicie światła z powrotem do rdzenia.
• Powłoka (powłoka podstawowa)– warstwa polimerowa nałożona wokół okładziny chroniąca szkło przed wilgocią, mikro-zgięciami i uszkodzeniami mechanicznymi.

Kiedy mówimy „włókno” w inżynierii, zwykle mamy na myślirdzeń + płaszcz + powłokarazem jako jedna nić.

A rdzeń kablajest jednak czymś innym. Odnosi się dowiązkę wewnątrz kabla światłowodowego: wiele włókien powlekanych plus wypełniacze, elementy wzmacniające i czasami elementy-blokujące wodę, przed dodaniem płaszcza zewnętrznego.

Dlatego w praktyce, gdy ktoś mówi o„kabel 12-żyłowy”, prawie zawsze mają na myśli„kabel zawierający 12 włókien”, nie oznacza to, że każde włókno ma w sobie 12 rdzeni.

Jak świecą rdzenie: współczynnik załamania światła i całkowite odbicie wewnętrzne

Powodem, dla którego światło pozostaje w jądrze, jest głównie towspółczynnik załamania światła. Szkło w rdzeniu jest wykonane z lekkowyższy współczynnik załamania światłaniż szkło w otaczającej go okładzinie.

Kiedy światło przemieszczające się w rdzeniu uderza w granicę z płaszczem pod wystarczająco płytkim kątem, powstaje różnica współczynnikacałkowite wewnętrzne odbicie. Zamiast wyciekać, światło odbija się z powrotem do rdzenia i biegnie dalej wzdłuż światłowodu, odbijając się raz za razem, aż dotrze do drugiego końca.

Powiązanym parametrem, który często można zobaczyć w arkuszach danych, jestPrzysłona numeryczna(nie dotyczy). NA opisuje, jak duży stożek światła może przyjąć rdzeń ze źródła lub złącza. Innymi słowy, informuje Cię, pod jakim „szerokim” kątem światło może wejść do światłowodu i nadal być prowadzone. Do NA wrócimy później, ponieważ wiąże się to bezpośrednio z łatwością sprzęgania światła ze światłowodem i tym, jak rdzeń zachowuje się w rzeczywistych łączach.

Rodzaje rdzeni światłowodowych, które spotkasz w prawdziwych sieciach

Według trybu: tryb pojedynczy-a rdzeń wielomodowy

Rdzenie jednomodowe-
We włóknach jednomodowych-rdzeń jest bardzo mały – zwykle ok8–9 μmśrednicy – ​​i zaprojektowane tak, aby tylko jeden tryb propagacji światła mógł przemieszczać się w światłowodzie. Włókna te zwykle pracują w1310 nm i 1550 nm(a czasem 1625 nm) w systemach telekomunikacyjnych.

Ponieważ istnieje tylko jeden tryb, unika się dyspersji modowej, więc rdzenie jednomodowe-mogą przenosić sygnałydziesiątki, setki, a nawet tysiące kilometrówz odpowiednim wzmocnieniem i zarządzaniem dyspersją. Są naturalnym wyboremwysokie prędkości transmisji danych i DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)systemy. Zobaczysz rdzenie jednomodowe-sieci metra i szkieletowe, infrastruktura FTTH,-duże odległości między centrami danych i wiele połączeń transportowych 5G.

Rdzenie wielomodowe
Włókna wielomodowe mają zazwyczaj znacznie większe rdzenie50 μm lub 62,5 μmśrednicy. Pozwala na to większa powierzchniawiele różnych trybów światłajednocześnie propagować. Zwykle używa się ich na krótszych dystansach z-opłacalnymi źródłami światła, takimi jakVCSEL (lasery emitujące o pionowej-powierzchni-wnęki{1}}.

Na tym polega-kompromisdyspersja modalnaogranicza maksymalną odległość przy danej szybkości transmisji danych, ale w ramach tych ograniczeń całkowity koszt systemu może być niższy, a łączność bardziej elastyczna. Rdzenie wielomodowe są szeroko stosowanewewnątrz budynków, w halach danych, pomiędzy szafami i w pomieszczeniach sprzętowych, gdzie długości łączy często wynoszą od kilku do kilkuset metrów.

Według profilu współczynnika załamania światła: krok-Indeks i stopniowanie-Indeks

Krok-rdzeń indeksujących
wkrok-indekswłókna, współczynnik załamania światła w rdzeniu wynosiprawie jednolitena całej długości, a następnie gwałtownie opada na granicy z okładziną – jak „stopień”.

Wtryb pojedynczy-włókien, ten prosty profil działa dobrze, ponieważ obsługiwany jest tylko jeden tryb, więc dyspersja modowa nie stanowi problemu.

Wwielomodowykrokowych-włókien indeksowych, wiele modów przemieszcza się z bardzo różnymi długościami ścieżek i prędkościami, co prowadzi do tegoznaczna dyspersja modowai silnie ogranicza przepustowość i odległość. Są one obecnie używane głównie w prostszych aplikacjach wielomodowych o małej-szybkości lub o bardzo krótkim-zasięgu.

Stopniowane-rdzenie indeksowe
wstopniowany-indekswłókna, współczynnik załamania światła wynosinajwyższy w środkurdzenia i stopniowomaleje w kierunku krawędzi. Ten gładki profil powoduje, że światło pokonujące dłuższe ścieżki w pobliżu zewnętrznej części rdzenia przemieszcza się szybciej, co pomaga wyrównać czasy podróży w różnych modach.

Rezultatem jestznacznie mniejsza dyspersja modowai znaczącowiększą przepustowość na danym dystansiew porównaniu ze światłowodami wielomodowymi o indeksie schodkowym. Właśnie dlatego w nowoczesnych włóknach wielomodowych, takich jak światłowody, stosuje się konstrukcje ze stopniowanym-indeksemOM3, OM4 i OM5, które obsługują-szybkie łącza (10G, 40G, 100G i więcej) na dystansie setek metrów w centrach danych i sieciach korporacyjnych.

Według materiałów i specjalnych projektów rdzeni

Rdzenie szklane
Większość włókien telekomunikacyjnych i transmisji danych wykorzystujerdzenie ze szkła krzemionkowego. Te ofertybardzo niskie tłumienie, doskonała-stabilność długoterminowa i kompatybilność z systemami-o dużej mocy i-na duże odległości. Prawie wszystkie światłowody jedno-modowe i wysokowydajne-światła wielomodowe do sieci dostępowych, metropolitalnych, szkieletowych i centrów danych należą do tej kategorii.

Plastikowe światłowody (POF)
Plastikowe światłowodyużyj materiałów polimerowych, takich jakPMMAjako rdzeń. Zazwyczaj majądużo większa średnicaniż włókna szklane i wyższe tłumienie, co ogranicza je dokrótki-odległośćaplikacje. Ich zaletami są łatwa obsługa, elastyczność i tańsze-złącza, dlatego są stosowane wurządzenia konsumenckie, sieci samochodowe, systemy oświetleniowe i niektóre łącza przemysłowegdzie odległości są niewielkie, a koszt i solidność są ważniejsze niż bardzo-niskie straty.

Specjalne konstrukcje rdzeni
Istnieje również kilka specjalnych koncepcji podstawowych, które dotyczą konkretnych problemów lub zaawansowanych zastosowań:

Zginaj-niewrażliwe rdzenie– Włókna te wykorzystują zmodyfikowane profile współczynnika załamania światła wokół rdzeniazmniejszyć straty zginania, co czyni je bardziej tolerancyjnymi w przypadku ciasnych tras w budynkach, szafach i instalacjach FTTH.

Włókna kryształów fotonicznych i włókna-z pustym rdzeniem– Tutaj rdzeń i otaczająca struktura obejmująotwory powietrzne lub środek-wypełniony powietrzem, kierując światło przez złożone mikrostruktury, a nie przez sam solidny szklany rdzeń. Występują głównie wbadania, wykrywanie i niektóre zastosowania-o wysokiej wydajności lub niszowe, a nie w dzisiejszych codziennych kablach telekomunikacyjnych.

Warto znać te warianty, nawet jeśli będziesz pracować głównie w większości rzeczywistych siecistandardowe, szklane rdzenie jedno-modowe i wielomodowe-stopniowane indeksy.

Rozmiar rdzenia światłowodu i kluczowe parametry optyczne

Średnice rdzenia i płaszcza: popularne rozmiary

Na większości arkuszy danych światłowodów zobaczysz takie oznaczenia, jak9/125 μm, 50/125 μmLub62.5/125 μm. Ten format jest prosty: pierwsza liczba tośrednica rdzenia, a druga liczba tośrednica okładziny. W dzisiejszych sieciach typowa geometria-jednomodowa to9/125 μm, podczas gdy włókna wielomodowe są zwykle50/125 μmLub62.5/125 μm.

Mniejszy rdzeń naturalnie obsługuje mniej ścieżek propagacji. W skrajnym przypadku włókien jednomodowych struktura jest zaprojektowana w taki sposób, że może przesyłać tylko jeden mod, co znacznie upraszcza zachowanie dyspersji i umożliwia transmisję na bardzo duże-odległości-o dużej przepustowości. Większy rdzeń, podobnie jak we włóknach wielomodowych, przyjmuje więcej światła i może przenosić wiele modów. Ułatwia to uruchamianie światła i może zmniejszyć koszty systemu w przypadku łączy-o krótkim zasięgu, ale zwiększa także rozproszenie modowe i dlatego ma tendencję do ograniczania osiągalnej odległości przy dużych szybkościach transmisji danych.

NA, średnica pola modowego i dyspersja – widok z wysokiego-poziomu

Rozmiar rdzenia jest ściśle powiązany z kilkoma parametrami optycznymi, które często można spotkać w specyfikacjach:Przysłona numeryczna (NA), Średnica pola trybu (MFD)Idyspersja. NA opisuje, jaką część przychodzącego stożka świetlnego może przyjąć włókno. Wyższa NA oznacza, że ​​rdzeń jest bardziej „wyrozumiały” podczas łączenia światła ze źródła lub innego światłowodu, ale w konstrukcjach wielomodowych zwykle oznacza to również więcej obsługiwanych trybów, co może zwiększyć dyspersję modową.

Średnicę pola modowego omawia się głównie w przypadku włókien jednomodowych. Reprezentuje efektywną szerokość pola optycznego w rdzeniu, która nie zawsze odpowiada dokładnie fizycznej średnicy rdzenia. MFD ma znaczenie, ponieważ silnie wpływa na utratę spawu i tłumienność wtrąceniową złącza: jeśli dwa włókna mają bardzo różne wartości MFD, więcej światła zostanie utracone na złączu, nawet jeśli fizyczne wyrównanie jest idealne.

Dyspersja to nazwa rodziny efektów, które powodują, że początkowo ostry impuls optyczny rozprzestrzenia się w trakcie jego podróży. Częścią tego jestdyspersja chromatyczna, gdzie różne długości fal przemieszczają się z nieco różnymi prędkościami w materiale rdzenia. W światłowodach wielomodowych również tak jestdyspersja modalna, ponieważ różne tryby podążają różnymi ścieżkami i docierają w różnym czasie. Razem mechanizmy te wyznaczają praktyczne ograniczenia przepustowości łącza na daną odległość.

Jak rozmiar rdzenia wpływa na przepustowość i odległość

Patrząc na te parametry łącznie, kompromis- staje się jasny. Amały rdzeń jednomodowy-kieruje zasadniczo jednym trybem, utrzymuje prostą strukturę modalną i umożliwia zarządzanie dyspersją, dzięki czemu można przesyłać bardzo duże szybkości transmisji danych na bardzo duże odległości przy użyciu odpowiedniego sprzętu. Awiększy rdzeń wielomodowyobsługuje wiele trybów; sprawia to, że sprzęganie jest łatwiejsze, a komponenty tańsze w przypadku krótkich łączy, ale dyspersja modowa akumuluje się szybko i ogranicza możliwości przesuwania wyższych przepływności.

W praktyce Akrótki bieg kilkudziesięciu metrów w środkucentrum danychto idealne miejsce dla włókien wielomodowych z rdzeniami 50 μm, zapewniających przepustowość 10G, 40G lub 100G przy rozsądnych kosztach. Ta sama szybkość transmisji danychdziesiątki kilometrów w sieci metra lub sieci szkieletowejprawie zawsze wymaga rdzeni-jednomodowych zaprojektowanych z myślą o niskich stratach i dobrze-kontrolowanej dyspersji, ponieważ tylko wtedy sygnał może przetrwać odległość z akceptowalną jakością.

Rdzeń światłowodowy a rdzeń kabla: co znajduje się w kablu światłowodowym?

Terminologia: „Rdzeń” na poziomie światłowodu i na poziomie kabla

Zanim zaczniemy mówić o liczbie „żył” kabla, warto jasno określić, co to jest za słowordzeńfaktycznie odnosi się. Napoziom włókien,rdzeń włóknistyto maleńki obszar-przewodzący światło wewnątrz pojedynczego światłowodu – opisanego wcześniej szklanego (lub plastikowego) cylindra, otoczonego płaszczem i powłoką. To właśnie tam wędruje światło i dane.

Napoziom kabla, terminrdzeń kablaoznacza coś innego. Tutaj nawiązuje się docała wiązka wewnątrz kabla światłowodowego: wszystkie powlekane włókna razem, plus wypełniacze, elementy wzmacniające i inne elementy wewnętrzne, przed dodaniem płaszcza zewnętrznego. W codziennym języku inżynierskim, gdy ktoś mówi: a„kabel 12-żyłowy”, prawie zawsze mają na myśli„kabel zawierający 12 włókien w rdzeniu kabla”, nie oznacza to, że każde włókno ma 12 rdzeni. Częstym nieporozumieniem jest mylenieliczba rdzeni(ile włókien jest w kablu) zrozmiar rdzenia(średnica obszaru-przewodzącego światło w każdym włóknie), dlatego warto wyraźnie oddzielić te dwa poziomy.

Jak włókna są ułożone w rdzeniu kabla

Wewnątrz rdzenia kabla same włókna mogą być ułożone na kilka różnych sposobów, w zależności od zastosowania i środowiska. wluźna rurkaW konstrukcji niewielka grupa włókien jest umieszczana wewnątrz plastikowej rurki z niewielką ilością wolnego miejsca i często masą wypełniającą. Włókna mogą nieznacznie poruszać się wewnątrz tuby, co pomaga im tolerować zmiany temperatury i naprężenia mechaniczne, dzięki czemu ta struktura jest dobrze dostosowanainstalacje zewnętrzne i-na duże odległości.

wściśle-buforowanykonstrukcji każde włókno jest otoczone stosunkowo grubą warstwą buforową, która zapewnia dodatkową ochronę mechaniczną i ułatwia manipulowanie włóknem jako pojedynczą jednostką. Włókna te są następnie grupowane razem, tworząc rdzeń kabla. Konstrukcje ściśle-buforowane są powszechne wokablowanie wewnętrzne i kable krosowe, gdzie ważna jest elastyczność i łatwość zakończenia umowy.

Trzecia opcja towłókno wstążkowezbliżać się. W tym przypadku wiele włókien jest ułożonych obok siebie w płaski pasek, tworząc „wstążkę”, a kilka wstęg jest układanych w stosy lub zwijanych, aby uzyskać bardzo dużą liczbę włókien w zwartym- przekroju poprzecznym. Kable taśmowe są szeroko stosowane tam, gdzieultra-wysoka gęstość włókien i szybkie łączenie metodą termojądrowąsą ważne, na przykład w sieciach szkieletowych i dużych centrach danych lub biurach centralnych.

Ochrona mechaniczna i środowiskowa rdzenia

Oprócz samych włókien rdzeń kabla zawiera także kilka elementów, których jedynym zadaniem jest ochrona parametrów optycznych w-rzeczywistych warunkach.Członkowie siły– na przykład pręty lub druty stalowe z FRP (-tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem) – dodaje się je w celu przenoszenia obciążeń rozciągających podczas ciągnięcia i montażu, dzięki czemu włókna w rdzeniu nie ulegają nadmiernym naprężeniom.Wypełniacze i składniki-blokujące wodępomagają utrzymać kształt kabla, zapobiegają ruchom włókien i zapobiegają migracji wody wzdłuż kabla w trasach zewnętrznych.

Wokół całego rdzenia, jeden lub więcejkurtkiwykonane z materiałów takich jakPEdo użytku na zewnątrz lubLSZH (bezhalogenowy o niskiej emisji dymu)w pomieszczeniach zamkniętych środowiska-krytyczne dla bezpieczeństwa stanowią ostatnią warstwę ochrony środowiska. Razem te struktury mechaniczne i ochronne zapewniają, że włókna – i znajdujące się w nich rdzenie – zachowują swoje właściwości optyczne nawet wtedy, gdy kabel jest przeciągany przez kanały, zginany w narożnikach, ściskany w korytkach, narażony na wahania temperatury lub instalowany w wilgotnych warunkach.

Typowa liczba włókien w kablach i ich zastosowania

Co oznaczają kable „4-rdzeniowe”, „12-rdzeniowe”, „144-rdzeniowe”?

W codziennym języku inżynierskim, gdy ludzie mówią o:Kabel światłowodowy „4-rdzeniowy” lub „144-rdzeniowy”., do którego prawie zawsze się odwołująile włókien zawiera kabel. Innymi słowy, „kabel X-żyłowy” to zazwyczaj kabel z rdzeniemX włókien użytecznychw rdzeniu kabla. Każde z tych włókien ma swój własny rdzeń, płaszcz i powłokę, ale liczba „rdzenia” to po prostu liczba włókien.

Projektując trasę, ważne jest, aby myśleć nie tylko oświatłowody zapalisz dziś na usługi, ale także ozapasowe włókna. Zapasowe włókna można wykorzystać do ścieżek ochronnych, przyszłej wydajności lub jako zamienniki, jeśli jedno włókno ulegnie uszkodzeniu. Zatem wybrana „liczba rdzeni” powinna obejmowaćdziałające włókna + planowana redundancja + rozsądny zapas mocydo rozbudowy.

Typowa liczba włókien i miejsce ich stosowania

W praktyce pewne zakresy liczby włókien pojawiają się wielokrotnie, ponieważ odpowiadają typowym topologiom sieci i wzorcom wzrostu. Poniższe liczby nie stanowią ścisłych zasad, ale dają użyteczny punkt odniesienia.

Dla1–2 włókna

zwykle patrzyszKable przyłączeniowe FTTHi inne proste łącza-punkt do-punktu. Pojedyncza para włókien może połączyć dom, mały sklep lub zdalne urządzenie z punktem dystrybucyjnym. W takich przypadkach trasa jest krótka, a liczba użytkowników końcowych bardzo mała, więc często nie ma potrzeby stosowania wielu dodatkowych włókien w tym samym kablu.

Dla4–12 włókien

kabel zazwyczaj obsługuje:mały budynek, mały kampus lub prosty pierścień. Może to obejmować kilka pięter w biurze, kilka pobliskich budynków lub niewielki teren przemysłowy. Dodatkowe włókna pozwalają na trochęzwolnienia i przyszłe usługibez powodowania, że ​​kabel będzie zbyt duży lub kosztowny.

w24–48 błonnikazakres

zazwyczaj jesteś w świeciekampusy korporacyjne i budowanie-do-budowania szkieletulub połączenia pomiędzy amałe centrum danych i punkt obecności operatora. W tym przypadku kabel często musi obsługiwać wiele usług, działów lub najemców, a operatorzy zazwyczaj rezerwują światłowody na ścieżki zapasowe i przyszłe aktualizacje.

Przeprowadzka do72–144 włókna

kabel jest często częściąsieci agregacyjne metra, witryny POP operatorów lub duże kampusy uniwersyteckie. Na tym poziomie zbiega się wiele tras dostępu, pierścieni i połączeń klientów, dlatego do obsługi bieżącego ruchu potrzebna jest większa liczba włókien światłowodowych, pozostawiając wystarczającą ilość zapasowych włókien do późniejszej rozbudowy.

Na 144–288 włókien i więcej

zazwyczaj jesteś w środkutrasy metra i szkieletowe, duże klastry centrów danych lub segmenty zasilające i dystrybucyjne FTTH. Kable te mogą w całym okresie użytkowania obsługiwać wiele tysięcy użytkowników końcowych, wielu operatorów lub kilka generacji technologii. Bardzo duża liczba włókien umożliwia wbudowanie dużej redundancji i przyszłej wydajności, ale wymaga również dokładnego planowania kanałów, korytek i zarządzania złączami.

Tabela podsumowująca: Liczba włókien a scenariusze typowego zastosowania

Liczbę włókien i typowe zastosowania można przedstawić w prostym przeglądzie, takim jak ten:

Ta tabela jest raczej przewodnikiem niż ścisłym standardem, ale pomaga umiejscowić projekt we właściwym miejscu przed wykonaniem szczegółowego projektu.

Czy „więcej rdzeni” zawsze oznacza „lepiej”?

Większa liczba rdzeni daje kabelwiększa potencjalna wydajność i elastyczność: możesz aktywować więcej usług, przyłączyć więcej klientów lub zarezerwować więcej ścieżek ochrony. Jednak ono również wzrastakoszt, średnica kabla, waga i złożoność instalacji. Grube, ciężkie kable mogą być trudniejsze do przeciągnięcia przez kanały, trudniejsze do ułożenia w złączach i stojakach oraz mogą zajmować cenną przestrzeń, którą można wykorzystać na inne trasy.

Może zatem prowadzić do nadmiernego-określenia liczby włókien „na wszelki wypadek”.zmarnowany budżet i zmarnowana przestrzeń na kanały, zwłaszcza jeśli wiele z tych włókien nigdy nie jest używanych. Bardziej realistyczne podejście polega na wybraniu liczby rdzeni, która się równoważyaktualne wymagania, oczekiwany rozwój i dostępny budżet. Inaczej mówiąc,„właściwa” liczba rdzeni jest lepsza niż maksymalna możliwa: wystarczający dla Twojego projektu i-z dobrze uzasadnionym marginesem bezpieczeństwa, ale nie na tyle, aby płacić za pojemność, której prawdopodobnie nigdy nie wykorzystasz.

Jak wybrać odpowiedni typ rdzenia światłowodu i liczbę włókien

Kluczowe pytania przed podjęciem decyzji

Zanim wybierzesz typ rdzenia światłowodu lub liczbę włókien kabla, warto odpowiedzieć na kilka podstawowych pytań dotyczących budowanej sieci. Pierwszy,jak długi jest link– dziesiątki metrów, kilka kilometrów, a może dziesiątki kilometrów? Drugi,jakich szybkości transmisji danych potrzebujesz teraz i czego realistycznie oczekujesz w ciągu najbliższych 5–10 lat? Będzie to miało duży wpływ na to, czy rdzenie jednomodowe, czy wielomodowe będą miały większy sens.

Potrzebujesz także wyraźnego obrazutopologia sieci: czy jest to prosty punkt-do-punktu, pierścień ze ścieżkami ochronnymi czy gwiazda z centralnym punktem? Theśrodowisko instalacyjneteż ma znaczenie: wewnątrz czy na zewnątrz, w kanale, w powietrzu czy-bezpośrednio w ziemi, i czy tak jestwymogi bezpieczeństwa przeciwpożarowego lub przepisy lokalnektóre wpływają na konstrukcję kabla. Wreszcie powinieneś podjąć decyzjęile nadmiarowości i wolnych mocy produkcyjnychchcesz: ile włókien potrzeba do działających usług, ile do ochrony i jak planujesz później rozwijać – poprzez dopalanie zapasowych włókien, ciągnięcie nowych kabli lub zwiększanie przepływności na istniejących światłowodach.

Przykładowy scenariusz 1: FTTH na obszarze mieszkalnym

W typowymWdrożenie FTTH na obszarze mieszkalnymsieć jest często podzielona na kilka segmentów: zasilający, dystrybucyjny i zrzutowy. Kable zasilające biegną od centrali lub stacji czołowej do punktów dystrybucyjnych; zwykle mająśrednia do wysokiej zawartość błonnika, często w24–144 włóknaw zależności od liczby domów i rozgałęźników, które będą obsługiwać. Kable dystrybucyjne następnie kierują włókna bliżej poszczególnych budynków lub ulic, ponownie przy umiarkowanej liczbie włókien i pewnej wolnej mocy produkcyjnej.

Na samym brzegu sieci,kable upuśćpodłącz poszczególne domy lub mieszkania do najbliższego terminala. To są zazwyczajKable 1–2-włóknowe, ponieważ każdy dom rzadko potrzebuje więcej niż jednej pary roboczej plus zwykła rezerwa. Kluczową ideą projektu jestskoncentrować ilość włókien w segmentach podajnika i dystrybucji, gdzie gromadzi się wielu użytkowników końcowych, oraz aby zrzuty były proste i lekkie. W rozdzielaczach i punktach dystrybucji powszechne jest rezerwowaniedużą liczbę zapasowych włókiendzięki czemu można dodawać nowych klientów lub zmieniać trasy bez konieczności ciągnięcia całkowicie nowych kabli zasilających.

Przykładowy scenariusz 2: Sieć kampusów korporacyjnych

dlakampus przedsiębiorczościz kilkoma budynkami i głównym pomieszczeniem danych struktura wygląda inaczej, ale logika projektu jest podobna. Zwykle instalujesz pomiędzy budynkamikable szkieletowe jednomodowe-z liczbą włókien w24–96 włókienzasięg w zależności od liczby budynków, liczby zróżnicowanych tras i wymaganego poziomu redundancji. Te łącza między-budynkami przenoszą agregowany ruch dla wielu usług, dlatego ważne jest posiadanie zapasowych włókien światłowodowych dla przyszłych łączy, nowych działów lub nowych aplikacji.

Wewnątrz każdego budynku,pionowe kable pionowe lub szkieletowepołączyć główną ramę dystrybucyjną z punktami dystrybucyjnymi na piętrze. To są częstoKable 12–24-włóknowei może działać w trybie jedno-, wielomodowym lub mieszanym, w zależności od odległości i istniejącego sprzętu. Celem jest zapewnienie wystarczającej liczby włókien światłowodowych dla obecnych pięter i sieci, pozostawiając jednocześnie wygodny margines dla nowych najemców, dodatkowych sieci WLAN lub systemów bezpieczeństwa lub późniejszej modernizacji sprzętu do-szybszego sprzętu, bez konieczności przebudowy okablowania od zera.

Przykładowy scenariusz 3: Centrum danych i sieć szkieletowa Metro

W okolicach Acentrum danych, często będziesz widzieć dwa bardzo różne środowiska dla rdzeni światłowodowych. Wewnątrz białej przestrzeni – pomiędzy stojakami i rzędami – znajdują się łączakrótki i bardzo gęsty. W tym przypadku kable magistralne-o dużej gęstości i zespoły MTP/MPOrdzenie wielomodowe lub jednomodowe-służą do łączenia przełączników i serwerów na odległości od kilku do kilkuset metrów. Wybór między trybem wielomodowym a trybem jedno-zależy od modułów optycznych i planów modernizacji, ale liczba włókien w kablu może być duża, aby obsłużyć wiele łączy równoległych w kompaktowej obudowie.

Dlapołączenia między centrami danych (DC–DC) lub połączenia DC–metro, odległości są znacznie większe. Te linki prawie zawsze są używanerdzenie jednomodowe-w kablach zśrednia do wysokiej zawartość błonnikaw celu obsługi-usług o dużej przepustowości, różnorodnych tras i redundancji między lokalizacjami. Kiedy wyjdziesz naMetro i sieć szkieletowa, zazwyczaj widziszkable-światłowodowe-z dużą liczbą-jednomodowych– 72, 144, 288 włókien i więcej – przenoszące ruch dla wielu klientów, usług, a czasem wielu operatorów. Na tych trasach zapasowe włókna światłowodowe nie są luksusem, ale koniecznością, zapewniając możliwość naprawy, zmiany trasy i przyszłego zwiększania przepustowości bez ciągłego instalowania nowych kabli w i tak już zatłoczonych kanałach i korytarzach.

Często zadawane pytania

Czym w skrócie jest rdzeń światłowodowy i dlaczego jest tak ważny dla łącza?

Rdzeń światłowodu to maleńka szklana lub plastikowa „droga” pośrodku światłowodu, przez którą faktycznie przemieszcza się światło. Wszystko, co przesyłasz łączem – głos, wideo, dane – jest przenoszone jako światło w tym małym regionie. Jego rozmiar, materiał i struktura określają, jak daleko może dotrzeć sygnał, zanim ulegnie degradacji, jak szybko można przesyłać i jak stabilne będzie łącze w czasie. Krótko mówiąc, jeśli rdzeń nie zostanie odpowiednio zaprojektowany i wyprodukowany, żadna konstrukcja kabla ani sprzęt nie będą w stanie w pełni poprawić wydajności.

Jaka jest różnica między „rdzeniem światłowodowym” a „rdzeniem kabla”?

A rdzeń włóknistyto obszar-przewodzący światło wewnątrz pojedynczego światłowodu, otoczony płaszczem i powłoką – jest to cecha jednego pasma. Ardzeń kablato cała wiązka wewnątrz kabla światłowodowego: wszystkie gotowe włókna wraz z wypełniaczami, elementami wzmacniającymi i innymi elementami przed płaszczem zewnętrznym. Kiedy ludzie mówią „kabel 12-żyłowy”, prawie zawsze mają na myśli kabel zawierający 12 włókien w rdzeniu kabla. Zatem jeden termin opisuje ścieżkę optyczną wewnątrz światłowodu, a drugi opisuje liczbę włókien i elementów znajdujących się wewnątrz kabla.

Co właściwie oznaczają liczby takie jak „9/125” i „50/125” w specyfikacji światłowodu?

Liczby te opisujągeometriawłókna. Pierwsza liczba tośrednica rdzeniaw mikrometrach (μm), a druga liczba tośrednica okładziny. Więc9/125 μmoznacza rdzeń o grubości 9 μm z płaszczem o grubości 125 μm (typowy tryb pojedynczy-), podczas gdy50/125 μmLub62.5/125 μmsą powszechnymi rozmiarami wielomodowymi. Znajomość tych wartości pomaga zrozumieć, czy włókno jest jedno-modowe, czy wielomodowe i czy pasuje do złączy i transceiverów.

Jaka jest praktyczna różnica między rdzeniami światłowodowymi-jednomodowymi i wielomodowymi w rzeczywistych sieciach?

Włókna-jednomodowe mają bardzo mały rdzeń i przenoszą zasadniczo jeden mod światła, co pozwala na przesyłanie bardzo dużych odległości i dużych szybkości transmisji danych przy kontrolowanej dyspersji. Stosowane są w połączeniach sieciowych, szkieletowych, FTTH i długich centrach danych. Światłowody wielomodowe mają większe rdzenie, mogą przenosić wiele modów i są zoptymalizowane pod kątem łączy-o krótkim zasięgu z tańszą optyką, zazwyczaj wewnątrz centrów danych i budynków. W praktyce wybierasz tryb-jednomodowy, gdy potrzebujesz odległości i przepustowości, oraz tryb wielomodowy,-jeśli potrzebujesz opłacalnych, krótkich łączy z dużą gęstością portów.

Ile żył naprawdę potrzebuję w kablu do małego biura, budynku lub placu budowy?

W przypadku małego biura lub pojedynczego budynku wiele projektów dobrze się sprawdza4–12 włókienw głównym kablu przychodzącym. Zwykle wystarcza to na jedno lub dwa aktywne łącza, niektóre ścieżki ochronne i kilka zapasowych włókien dla przyszłych usług. Jeśli masz wiele pięter, najemców lub systemy krytyczne, skłanianie się ku wyższej granicy tego zakresu (np. światłowodom. 12) zapewnia większą elastyczność. Dokładna liczba powinna opierać się na liczbie linków, których potrzebujesz obecnie, oraz na realistycznym obrazie wzrostu w ciągu najbliższych kilku lat.

Czy większa liczba rdzeni zawsze oznacza lepszą wydajność, czy może po prostu zwiększyć koszty i złożoność?

Większa liczba rdzeni zapewnia większą potencjalną pojemność i redundancję, ale tak jestnieautomatycznie poprawia wydajność dowolnego pojedynczego łącza. To, co zwiększa, to na pewnośrednica kabla, waga i cenai często przestrzeń wymagana w kanałach, korytkach i obudowach złączy. Bardzo duża liczba rdzeni może sprawić, że instalacja i zarządzanie światłowodami będą bardziej skomplikowane, jeśli projekt tak naprawdę ich nie potrzebuje. W większości projektów najlepszym wyborem nie jest „jak najwięcej włókien”, ale zbilansowana liczba, która obejmuje włókna robocze, ochronę i rozsądny przyszły wzrost.

Ile zapasowych włókien (nadmiarowych rdzeni) należy zaplanować przy projektowaniu nowej trasy kablowej?

Nie ma jednej reguły, ale większość projektantów planujewyraźny margines włókien zapasowychpoza bezpośrednią potrzebą. Na początek możesz przynajmniej zarezerwować20–30% dodatkowych włókienna rozwój i naprawę, a na strategicznych trasach lub szkieletach może być znacznie więcej. Powszechnym zjawiskiem jest rezerwowanie co najmniej jednej ścieżki pełnej ochrony (drugiej pary lub grupy włókien) dla łączy krytycznych. Dokładna kwota zależy od tego, jak trudno będzie później dodać nowe kable oraz jak ważny jest czas pracy i skalowalność dla tej trasy.

Jeśli później dokonam aktualizacji z 1 Gbit/s do 10/40/100 Gbit/s, czy będę potrzebował innego typu rdzenia światłowodowego lub nowego kabla?

To zależy od tego, co dzisiaj zainstalujesz. Jeśli już korzystaszdobrej-jakości światłowodów jednomodowych-często można dokonać aktualizacji z 1G do 10G, 40G lub wyższej, po prostu zmieniając transiwery, o ile utrata łącza i rozproszenie mieszczą się w granicach nowego systemu. Dlastarsze włókna wielomodowe(zwłaszcza 62,5/125 μm OM1/OM2), przejście na 40G/100G może wymagać nowych ciągów światłowodowych lub krótszych dystansów, podczas gdy nowoczesny tryb wielomodowy lub jednomodowy OM3/OM4-jest bardziej przyjazny-modernizacji. Najbezpieczniejszą strategią jest wybór typów włókien, o których wiadomo, że będą obsługiwać prawdopodobną przyszłą przepływność, tak aby modernizacje mogły skupiać się na elektronice, a nie na przebudowie okablowania.