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 кабельОбласть 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:
- угловой;
- водостойкий бронированный (область использования грунт – ТОС, вода, воздух);
- 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:
- Могут использоваться как одножильные, так и многониточные кабеля;
- Для проверки их работоспособности нужно применять рефлекторы, ими же осуществляется контроль качества соединения и изгиба;
- Для работы любого кабеля связи, интернета, аудио-устройства необходима нормальная температура в пределах -10 до +40 градусов;
- Оконцовка оснащена специальным тросом, который выглядит как микроштекер;
- 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).
Fiber-optic cables (FOC) - a cable products, containing a number of optical fibers and the reinforcing member enclosed in a common envelope, on top of which, depending on the operating conditions of the protective cover can be imposed.
Fiber-optic cables are classified by purpose and conditions of use, as shown in the figure below.
Since FOC less durable than electric cables, they must be protected from the harmful effects of the environment and human activities, which include mechanical stress (tension, bending, compression, torsion, shock, vibration); temperature changes; water penetration.
Fiber-optic cable can consist of the following components:
- Outer PE shell - protects the cable from external influences;
- Armid thread - protects the cable from the squeezing and stretching;
- Inner polyethylene shell - separates the optical module from armid shell and the outer shell;
- Binding tapes - connect optical modules in the overall braid;
- Filling unit - empty unit without the optical fiber cable is designed to form a shape;
- Optical module - module with optical fibers. Usually there is one module 8 to the fibers;
- Optical fibers;
- Fiberglass bars - reinforcing the central element, also protects the cable from stretching. It is used often in self-supporting cables;
- The hydrophobic filler - filler, protects from moisture.
Basic requirements for the fiber-optic cable, and the material of its main components
Common basic requirements for physical and mechanical characteristics of the fiber optic cable are:
- high tensile strength;
- moisture resistance;
- sufficient buffer protection to reduce caused by mechanical stresses;
- thermal stability in the operating temperature range (–40-+50 о С);
- flexibility and the possibility of laying on the actual routes;
- radiation resistance;
- chemical and impact resistance;
- ease of installation and gaskets;
- reliability in operation for 20 years.
Also during the design must take into account the relative POC location strength members and optical fibers. There are two main options for such a mutual arrangement:
- In the first reinforcing member is located in center of the cable, and fiber - concentrically relative to the central element.
- In the second are arranged in the center and power elements - around
Typical designs of optical fiber cables
Currently in different countries developed and produced a large number of construction POC. The most widely used group of four cable designs:
- with a free tube;
- free-fiber bundle;
- with core-core;
- belt type.
The construction of the FOC with the free fiber bundle
With this structure, the optical fiber bundles are placed freely inside the core tube. This design reduces the tensile, compressive and compressive loads on the optical fibers. Fume cables are used for the convenience of cutting the outer sheath of the optical cable.
The construction of the FOC core with core
With this structure, there is a core shaped with cavities for placing the optical fibers. The advantage of this type of construction is that the center of figure of the core is a steel strength member that receives the compressive and tensile impact.
Design ribbon fiber optic cable
In this structure, all the optical fibers are combined into bands, which are located within the core tube.
The construction of ocean-going fiber optic cable
It designs cables laid on the seabed, there are special requirements. Cables of this type are experiencing particularly heavy loads. Therefore, more than 90% of the data cable constructions make up the protective and reinforcing elements.
Fiber Optic Cables urban telephone networks
Cables used for urban telephone networks have, as a rule, lightweight design, as laid in cable ducts, pipes, reservoirs and inside buildings. Such cables are designed according to the principle of free tube with a large number of optical fibers in each module.
JSC "Samara Optical Cable Company" FOC makes the city the following brands: OKL 01 OKL 02.
Кабель оптический по своему действию значительно отличается от других типов кабелей. По нему сигнал передается световыми потоками. Используются для этого оптоволокна, выполненные из стекла. Такое устройство кабеля позволяет ему передавать данные на значительные расстояния с минимальными потерями.
Каких видов бывают оптические кабели?
Изготавливаются такие кабели разными способами. Поэтому они могут передавать сигналы на разных частотах, иметь различные параметры и выполнять различного рода задачи. Обычно их подразделяют на одномодовые и многомодовые. Их различия заключаются в способе передачи данных и качестве передаваемых сигналов. В зависимости от того, какого вида кабель, определяются цены на оптический кабель .
Из оптических кабелей производят монтажные и соединительные шнуры, которые называются патч-кордами и пигтейлами (например, пигтейл LC ). Отличаются они тем, что патч-корд имеет коннекторы с обеих сторон, а у пигтейла коннекторы находятся лишь с одной стороны.
Какую структуру имеет оптоволоконный кабель?
Состоит оптоволокно из сердцевины и оболочки. Эти параметры обладают разной степенью преломления. Сердцевина выполнена из более плотного материала, чем оболочка. Каждое оптоволокно имеет в своем названии цифры, которые указывают на размеры сердцевины и оболочки. Внутри между волокнами имеется гидрофобный заполнитель, который защищает оптоволокна от попадания влаги и, соответственно, повреждений. Для кабелей, которые используются в суровых условиях, применяются еще дополнительные методы защиты в виде бронирования.
Также некоторые виды кабелей могут иметь силовые элементы, которые представлены стальной проволокой или тросами из меди, стали, стеклопластика, алюминия. Размещаться силовые элементы могут или сбоку, или в центре кабеля. Такие элементы необходимы для обеспечения кабелю дополнительной гибкости и улучшения устойчивости к механическим воздействиям, которые могут привести к повреждению оптоволокон.
При соединении отрезков кабеля использует метод сварки. Сварной участок можно надежно защитить от негативных факторов внешней среды, если будет использоваться муфта оптическая проходная .
Как классифицируются оптоволоконные кабели?
Такие виды кабеля могут классифицироваться по нескольким признакам: по конструкции, размерам, методу прокладывания, числу волокон, условиям эксплуатации. По своему назначению они могут быть:
- магистральными;
- внутризоновыми;
- местными;
- внутриобъектовыми.
По способу прокладывания кабели могут быть расположены снаружи или внутри объектов. В зависимости от метода монтажа они подвешиваются на опорах, прокладываются в грунте, канализационных тоннелях, кабельных трубах, телекоммуникационных колодцах.
От чего зависит цена на оптический кабель?
На оптический кабель цены будут вполне приемлемыми, если делать его выбор, учитывая все особенности. Еще на этапе проектирования ВОЛС нужно определить точное количество оптического кабеля и его тип. Тогда общая стоимость изделия будет сложена из учета материалов, из которых изготовлен кабель, и его общего назначения. Если кабель, например, будет прокладываться внутри помещения, то можно использовать более дешевый. Для внешней прокладки следует подбирать кабели с более высокими качественными характеристиками, которые будут стоить несколько дороже. На серверный шкаф цена также складывается из множества параметров. Например, это будут габариты шкафа, его вид, назначение и производитель. Также серверный шкаф подбирается на этапе проектирования ВОЛС, чтобы сделать верный выбор.
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.
Однако я не встретил рассказа про оптические кабели, муфты, кроссы, про саму технологию сращивания оптических волокон и кабелей. Я - спайщик оптических волокон, и в этом (первом своём) посте хотел бы рассказать и показать вам, как всё это происходит, а также часто буду в своём рассказе отвлекаться на прочие смежные с этим вещи. Опираться буду в основном на свой опыт, так что я вполне допускаю, что кто-то скажет «это не совсем правильно», «вот тут неканонично».
Материала получилось много, поэтому возникла необходимость разбить топик на части.
В этой первой части вы прочтёте про устройство и разделку кабеля, про оптический инструмент, про подготовку волокон к сварке. В других частях, если тема окажется вам интересной, я расскажу про методы и покажу на видео сам процесс сращивания самих оптических волокон, про основы и некоторые нюансы измерений на оптике, коснусь темы сварочных аппаратов и рефлектометров и других измерительных приборов, покажу рабочие места спайщика (крыши, подвалы, чердаки, люки и прочие поля с офисами), расскажу немного про крепёж кабелей, про схемы распайки, про размещение оборудования в телекоммуникационных стойках и ящиках. Это наверняка пригодится тем, кто собирается стать спайщиком. Всё это я сдобрил большим количеством картинок (заранее извиняюсь за paint-качество) и фотографий.
Осторожно, много картинок и текста.
Вступление
Для начала пара слов обо мне и моей работе.Я работаю спайщиком оптики. Начинал с телефониста и монтажника, затем поработал в аварийной бригаде на обслуживании магистральной оптики. Сейчас работаю в организации, которая берёт генподряды на строительство объектов и линий связи у различных компаний. Типичный объект строительства - кабельная линия, связывающая несколько контейнеров базовых станций GSM. Или, к примеру, несколько колец FTTB. Или что помельче - например, прокладка кабеля между двумя серверными на разных этажах здания и разварка на концах кабеля кроссов.
Если тендер выигран, ищутся подходящие субподрядчики, выполняющие работы (проектно-изыскательные и строительно-монтажные). В некоторых регионах это наши дочерние предприятия, в некоторых есть собственная техника и ресурсы, в некоторых нанимаются независимые компании. На наши же плечи главным образом ложится контроль, устранение косяков субподрядчиков и различных форс-мажоров, всевозможные согласования с собственниками земель и администрациями, иногда составление исполнительной документации по построенному объекту (документация - главным образом РД 45.156-2000, вот есть перечень, плюс ещё добавляется раздел с разными лицензиями) и прочее. Зачастую нужна работа с оптикой: сварить или переварить где-то оптическую муфту или кросс, устранить последствия сбитой стритрейсером опоры или упавшего на кабель дерева, провести входной контроль барабана кабеля, снять рефлектограммы участка и прочее. Именно эти задачи я и выполняю. Ну и попутно, когда нет задач по оптике - прочие задачи: от погрузочно-монтажных через курьерско-доставочные до копировально-бумажных работ. :)
Оптический кабель, его виды и внутренности
Итак, что представляет собой оптический кабель? Кабели бывают разные.По конструкции - от самых простых (оболочка, под ней пластиковые трубочки-модули, в них сами волокна) до супернавороченных (множество слоёв, двухуровневая броня - например, у подводных трансокеанских кабелей).
По месту использования - для наружной и внутренней прокладки (последние встречаются редко и обычно в дата-центрах высокого класса, где всё должно быть идеально правильно и красиво). По условиям прокладки - для подвеса (с кевларом или тросиком), для грунта (с бронёй из железных проволочек), для прокладки в кабельной канализации (с бронёй из гофрированного металла), подводные (сложная, сверхзащищающая многослойная конструкция), для подвеса на опорах ЛЭП (кроме передачи информации, выпоняют роль молниезащитного троса). В моей практике чаще всего встречаются кабели для подвеса на столбы (с кевларом) и для прокладки в грунт (с бронёй). Пореже попадаются с тросиком и с гофробронёй. Ещё часто встречается кабель, который по существу есть тонкий спаренный оптический патч-корд (жёлтая оболочка у одномода и оранжевая - у многомода, чуток кевлара и одно волокно; две оболочки спарены). Прочие оптические кабели (без защиты, подводные, для прокладки в помещениях) - экзотика. Почти все кабели, с которыми я работаю, имеют конструкцию, как на картинке ниже.
1 - центральный силовой элемент
(проще говоря - пруток из стеклопластика, хотя может быть и тросик в полиэтиленовой оболочке). Служит для центрирования трубок-модулей, придания жёсткости всему кабелю. За него также часто закрепляют кабель в муфте/кроссе, зажимая под винт. При сильном изгибе кабеля имеет подлое свойство ломаться, ломая попутно и модули с частью волокон. Более продвинутые конструкции кабеля содержат этот пруток, одетый в полиэтиленовую оболочку: тогда его труднее сломать и разрушений в кабеле он при переломе причинит меньше. Пруток бывает и такой, как на рисунке, и совсем тонкий. Кончик такого прутка - отличный абразивный инструмент для тонких работ: например, почистить контакты реле или участок медной детали под пайку. Если его сжечь на пару сантиметров, получится хорошая мягкая кисточка. :)
2 -
сами оптические волокна
(на рисунке - в лаковой изоляции). Те самые тончайшие нити-световоды, ради которых всё затевается. В статье речь пойдёт только про стеклянные волокна, хотя где-то в природе существуют и пластиковые, но они - большая экзотика, не варятся аппаратами для сварки оптики (только механическое соединение) и пригодны только на очень малых расстояниях и я лично с ними не сталкивался. Оптические волокна бывают одномодовые и многомодовые, я встречался только с одномодом, так как многомод - менее распространённая технология, может использоваться только на короткие расстояния и во многих случаях прекрасно заменяется одномодом. Волокно состоит из стеклянной «оболочки» из стекла с определёнными примесями (на химии и кристаллографии останавливаться не стану, так как не владею темой). Без лака волокно имеет толщину 125 мкм (чуть толще волоса), а в центре его идёт сердечник диаметром 9 мкм из сверхчистого стекла с другим составом и с немного отличным от оболочки показателем преломления. Именно в сердечнике распространяется излучение (за счёт эффекта полного отражения на границе «сердечник - оболочка»). Наконец, сверху 125-микрометровый цилиндр «оболочки» покрыт другой оболочкой - из особого лака (прозрачного или цветного - для цветовой маркировки волокон), который ЕМНИП тоже двухслойный. Он предохраняет волокно от умеренных повреждений (без лака волокно хоть и гнётся, но плохо и легко сломать, волокно элементарно раскрошится от случайно положенного на него мобильника; а в лаке его можно смело обмотать вокруг карандаша и довольно сильно дёрнуть - оно выдержит). Случается, что пролёт кабеля провисает на одних волокнах: порвало (пережгло, порезало) все оболочки, кевлар, лопнул центральный пруток, а какие-то 16 или 32 125-микрометровых стеклянных волокна могут неделями держать вес пролёта кабеля и ветровые нагрузки! Тем не менее, даже в лаке волокна можно легко повредить, поэтому в работе спайщика самое главное - дотошность и аккуратность. Одним неловким движением можно испортить результаты целого дня работы или, если особо не повезёт и нет резервирования, надолго уронить магистральную связь (если, копаясь в «боевой» магистральной муфте, сломать волокно с DWDM-ом под корешок на выходе из кабеля).
Волокон бывает много сортов: обычное (SMF или просто SM), со смещённой дисперсией (DSF или просто DS), с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF, NZDS или NZ). Внешне различить их нельзя, разница - в химическом/кристаллическом составе и, возможно, в геометрии центрального сердечника и в плавности границы между ним и оболочкой (к сожалению, так для себя и не прояснил этот вопрос до конца). Дисперсия в оптических волокнах - суровая и сложная для понимания штука, достойная отдельной статьи, поэтому объясню проще - по волокнам со смещённой дисперсией можно передавать сигнал без искажений дальше, чем по простым. На практике спайщики знают два типа: простое и «со смещёнкой». В кабеле часто выделяют первый модуль под «смещёнку», а остальные - под простые волокна. Стыковать «смещёнку» и простое волокно можно, но нежелательно, это вызывает один интересный эффект, о котором я расскажу в другой части, про измерения.
3 - пластиковые трубочки-модули
, в которых плавают в гидрофобе волокна.
Кабель, разделанный до модулей
Легко ломаются (точнее, внезапно перегибаются) при изгибе наподобие телескопических антенн у бытовых приёмников, ломая внутри себя волокна. Иногда модуль бывает всего один (в виде толстой трубки), а в нём пучок волокон, но в этом случае нужно слишком много разных цветов для маркировки волокон, поэтому обычно делают несколько модулей, в каждом из которых от 4 до 12 волокон. Единого стандарта на расцветку и количество модулей/волокон нет, каждый производитель делает по-своему, отображая всё в паспорте на кабель. Паспорт прилагается к барабану кабеля и обычно пришпиливается степлером к дереву прямо внутри барабана.
Паспорт кабеля
Типичный паспорт на кабель. Извиняюсь за качество.
Однако есть надежда, что, скажем, кабель «ДПС» у производителей «Трансвок» и «Белтелекабель» окажется всё-таки одинаковым по конфигурации. Но всё равно нужно смотреть паспорт на кабель, где всегда указана подробная расцветка и то, какого типа волокна в каких модулях лежат. Минимальная ёмкость «взрослого» кабеля, что я встречал - 8 волокон, максимальная - 96. Обычно 32, 48, 64. Бывает, что из всего кабеля занято 1 или 2 модуля, тогда вместо остальных модулей вкладывают чёрные заглушки-пустышки (чтобы габаритные параметры кабеля не изменились).
4 - плёнка
, оплетающая модули. Играет второстепенные роли - демпфирующую, снижающую трение внутри кабеля, доп.защита от влаги, удерживающую гидрофоб в пространстве между модулей и, возможно, что-то ещё. Часто бывает дополнительно стянута нитками крест-накрест и с обеих сторон смочена гидрофобным гелем.
5 - тонкая внутренняя оболочка
из полиэтилена. Доп.защита от влаги, защитная прослойка между кевларом/бронёй и модулями. Может отсутствовать.
6 - кевларовые нити
или броня
. На рисунке броня из прямоугольных прутков, но куда чаще встречается из круглых проволочек (в импортных кабелях - проволочки сталистые и трудноперекусываемые даже тросокусами, в отечественных - обычно из гвоздевого железа). Броня может быть и в виде стеклопластиковых прутков, таких же, как центральный элемент, но на практике не встречался с таким. Кевлар нужен, чтобы кабель выдерживал большое усилие на разрыв и при этом не был тяжёлым. Также часто используется вместо тросика там, где в кабеле не должно быть металла во избежание наводок (например, если кабель висит вдоль железной дороги, где рядом контактный провод с 27,5 кВ). Типичные значения допустимого растягивающего усилия для кабеля с кевларом - 6...9 килоньютонов, это позволяет выдержать большой пролёт при ветровой нагрузке. При разделке кевлар страшно тупит режущий инструмент. :) Поэтому его лучше резать или специальными ножницами с керамическими лезвиями, или откусывать тросокусами, что я и делаю.
Что касается брони - она призвана защитить подземный кабель, лежащий прямо в грунте, без защиты в виде пластиковой трубы, кабельной канализации и пр. Впрочем, защитить броня может только от лопаты, экскаватор всё равно рвёт любые кабели влёт. Поэтому подземный кабель закладывается в грунт на 1м 20 см, а над ним на глубине 60 см кладётся жёлтая или оранжевая сигнальная лента с принтом «Осторожно! Не копать! Ниже кабель», а также вдоль трассы ставятся столбики, предупреждающие таблички и аншлаги. Но всё равно копают и рвут.
7 - внешняя
толстая оболочка из полиэтилена
. Принимает на себя первой все тяготы при прокладке и эксплуатации кабеля. Полиэтилен мягкий, так что её несложно порезать при неаккуратной затяжке кабеля. Случается, что при прокладке подземного кабеля подрядчик порвёт до брони эту оболочку на несколько метров и не заметит, в грунте в кабель попадает влага несмотря на гидрофоб, а потом на сдаче, при испытаниях внешней оболочки мегаомметром, мегаомметр показывает низкое сопротивление (большой ток утечки).
Если висящий кабель касается бетонного столба или древа, полиэтилен также может быстро протереться до волокон.
Между внешней оболочкой и бронёй может присутствовать полиэтиленовая плёнка и некоторое количество гидрофобного геля.
В России, к сожалению, оптические волокна уже не производят (тут, увы, была бы уместна шутка про полимеры). Существует российская лаборатиря, изготавливающая опытные волокна для специальных целей, как подсказал esvaf .
Их покупают у таких фирм, как Corning, OFS, Sumitomo, Fujikura и др. Но вот кабели в России и Белоруссии делают! Более того, в моей практике 95% кабелей, с которыми я работал - это кабели из России или Белоруссии. При этом в кабель закладывается импортное волокно. Навскидку из своего опыта припоминаю такие фирмы-производители кабелей, как Белтелекабель, МосКабель Фуджикура (МКФ), Еврокабель, Трансвок, Интегра-кабель, ОФС Связьстрой-1, Саранск-кабель, Инкаб. Есть и другие. Из импортных кабелей в памяти остался только Siemens. Субъективно все кабели похожи по конструкции и материалам и качеством особо не различаются.
Вот, собственно, я рассказал про устройство оптических кабелей. Идём дальше.
Разделка кабеля: необходимый инструмент и методика
Для разделки кабеля, как и для сварки, требуется ряд специфических инструментов. Типичный набор монтажника-спайщика – чемодан с инструментами «НИМ-25», в нём содержатся все нужные стрипперы, тросокусы, отвёртки, бокорезы, плоскогубцы, макетный нож и прочий инструмент, а также помпа или пузырёк для спирта, запас растворителя гидрофоба «D-Gel», нетканные безворсовые салфетки, изолента, самоклеящиеся цифры-маркеры для кабелей и модулей и прочие расходные материалы.
После доукомплектования расходными материалами (стяжки, червячные хомуты и пр) и некоторыми вспомогательными инструментами его вполне достаточно для работы с оптикой. Также существуют и другие наборы, богаче и беднее по комплектации («НИМ-Э» и «НИМ-К»). Слабое место большинства наборов – низкое качество «типа алюминиевого» кейса, который лишь выглядит красиво, но на самом деле состоит из тонкой ДВП, обклееной текстурированной/гофрированной фольгой, и алюминиевых тонких уголков на заклёпках. Он не выдерживает долго в полевых и городских условиях, и его приходится ремонтировать и усиливать. В моём случае кейс выдержал 3 года и, будучи весь подран, стянут уголками и болтами, с «колхозным» органайзером вместо родного, был сменён на обычный пластиковый ящик для инструментов. Некоторые инструменты и материалы из стандартного набора могут оказаться низкого качества. Некоторые инструменты лично мне оказались не нужны. Некоторые за 3 года работы уже были заменены. По мере расходования «фирменных» расходников некоторые заменяются «подручными» без ущерба для качества работы. Так, заводские нетканные безворсовые салфетки для протирки волокон легко заменяются туалетной бумагой типа «зевы плюс». :) Главное, чтоб была неароматизированная. Вместо дорогого (около 800 р/литр) D-Gel, если работа идёт на открытом воздухе, можно использовать бензин АИ-92.
При разделке кабелей важно выдержать длины элементов кабеля в соответствии с требованием инструкции к муфте: так, в одном случае может понадобиться оставить длинный силовой элемент, чтобы закрепить его в муфте/кроссе, в другом случае он не требуется; в одном случае из кевлара кабеля плетётся косичка и зажимается под винт, в другом случае кевлар отрезается. Всё зависит от конкретной муфты и конкретного кабеля.
Рассмотрим разделку наиболее типичного кабеля:
А) Перед разделкой кабеля, долго находившегося в сырости или без гидроизолированного торца, следует отрезать ножовкой примерно метр кабеля (если позволяет запас), так как длительное воздействие влаги негативно влияет на оптическое волокно (может помутнеть) и на прочие элементы кабеля. Кевларовые нити в кабеле - это отличный капилляр, который может «насосать» в себя воду на десятки метров, что чревато последствиями, если, например, параллельно с кабелем идут провода высокого напряжения: по мокрому кевлару могут начать гулять токи, вода испаряется, раздавливает изнутри внешнюю оболочку, кабель идёт пузырями и через пузыри от дождей попадает новая влага.
Б) При наличии в конструкции кабеля отдельного троса для подвески (когда кабель в поперечном сечении имеет форму цифры «8», где в нижней части кабель, в верхней тросик) он выкусывается тросокусами и срезается ножом. При срезании троса важно не повредить кабель.
В) Для снятия внешней оболочки кабеля используется соответствующий нож-стриппер. НИМ-25 обычно комплектуется ножом «Kabifix» как на фото ниже, однако можно использовать и нож-стриппер для электрических кабелей, который с длинной ручкой.
Такой нож-стриппер имеет вращающееся во все стороны лезвие, которое можно отрегулировать по длине в соответствии с толщиной внешней оболочки кабеля, и прижимной элемент для удержания на кабеле. Важно: если приходится разделывать кабели разных марок, то перед разделкой нового кабеля нужно попробовать нож на кончике и, если прорезало слишком глубоко и повредило модули, лезвие надо подкрутить покороче. Хуже некуда, когда муфта уже сварена, и вдруг при укладке волокон одно волокно вдруг «выскакивает» из кабеля, потому что при разделке нож зацепил модуль и сломал это волокно: вся работа насмарку.
Ножом-стриппером для снятия внешней оболочки кабеля делается круговой разрез на кабеле, а затем от него – два параллельных разреза с противоположных сторон кабеля в сторону конца кабеля, чтобы внешняя оболочка распалась на две половинки.
Важно правильно выставить длину лезвия ножа-стриппера, так как при слишком коротком лезвии внешняя оболочка не разделится легко на две половинки и её придётся долго сдирать плоскогубцами, а в случае длинного лезвия можно повредить модули в глубине кабеля или затупить вращающееся лезвие о броню.
Г) Если кабель самонесущий с кевларом, то кевлар срезается тросокусами либо ножницами со специальными керамическими лезвиями.
Тросокусы
Кевлар не следует срезать ножом или простыми ножницами без керамических накладок на лезвиях, так как кевлар быстро тупит металлический режущий инструмент. В зависимости от конструкции муфты может потребоваться оставить часть кевлара определённой длины для фиксации, про это будет сказано в инструкции по монтажу муфты.
Если кабель предназначен для прокладки в телефонной канализации и из брони содержит лишь металлическую гофру (чтоб крысы не прогрызли), её можно разрезать продольно специальным инструментом (усиленным плужковым ножом).Либо осторожно сделать маленьким труборезом или даже обычным ножом на гофре круговую риску и, пошатывая, добиться роста усталости металла в месте риски и появления трещины, после чего можно снять часть гофры, надкусить модули и стянуть гофру. Такую разделку нужно осуществлять особенно осторожно, так как легко повредить модули и волокна: гофра не слишком прочная, может промяться в том месте, где её ковыряют инструментами, и при стягивании с волокон острые края в месте надлома могут пропороть модули и повредить волокна. Кабель с гофрой не самый удобный для разделки.
Если кабель бронирован круглыми проволоками, их следует откусить тросокусами небольшими партиями, по 2-4 проволоки. Бокорезами получается дольше и тяжелее, особенно если проволока сталистая. Для некоторых муфт требуется определённая длина брони для фиксации, также броню (в том числе гофрированную) часто требуется заземлять.
Д) Для внутренней, более тонкой оболочки, присутствующей в некоторых кабелях (например, в самонесущих с кевларом), следует использовать отдельный, заранее настроенный нож-стриппер (можно такой же, как для снятия внешней оболочки кабеля), чтобы не сбивать настройки длины ножа каждый раз при разделке кабеля. В данном случае особенно важно правильно выставить длину лезвия в ноже-стриппере, она будет меньше, чем в стриппере для снятия внешней оболочки кабеля, так как внутренняя оболочка существенно тоньше, а сразу под ней - модули с волокнами. При определённом навыке для удаления внутренней оболочки можно использовать обычный макетный нож, производя им продольный разрез, но есть существенный риск повредить модули. Можно также использовать стриппер-прищепку для разделки коаксиала.
Е) С модулей при помощи салфеток и D-Gel/бензина удаляются нитки, пластиковая плёнка и прочие вспомогательные элементы. Нитки можно скручивать по одной, можно сдирать специальным острым «плужковым» крючком (может входить в конструкцию некоторых ножей-стрипперов для удаления оболочки). Для удаления гидрофоба используется растворитель D-Gel (бесцветная маслянистая жидкость, имеет запах апельсина, токсичен) или бензин. Однако с бензином аккуратно: сотрудники офиса, у которых под боком льётся бензин, не будут рады аромату. Да и пожароопасно.
Работать следует в одноразовых перчатках (хирургических, полиэтиленовых или строительных), так как гидрофоб - очень неприятная гадость (самое неприятное в работе спайщика!), тяжело отмывается, после бензина или гидрофоба руки остаются некоторое время жирными, а после разделки кабеля предстоит сварка волокон, требующая чистоты рук и рабочего места. Зимой руки, выпачканные в гидрофоб, сильно мёрзнут. Впрочем, наловчившись, можно разделывать кабели почти не пачкая руки.
После удаления ниток и разделения жгута модулей на отдельные модули каждый модуль протирается салфетками или ветошью с растворителем D-Gel/бензином, а затем спиртом до чистого состояния. Хотя, в целях экономии времени и чтоб меньше пачкаться, можно поступить следующим способом – изначально разделать кабель до модулей не до конца, а в месте откуда начинается разделка, сантиметров на 30, ничего не протирая надкусить модули (см. пункт «ё») и стянуть с волокон весь жгут модулей с намоткой и нитками, держась рукой за чистый конец кабеля как за ручку. Руки остаются почти чистыми, время экономится. Однако при таком способе разделки есть риск порвать часть волокон или приложить к волокнам чрезмерное растягивающее усилие, что отрицательно скажется на затухании волокон в будущем, а также больше вероятность повредить модули, поэтому такой способ не рекомендуется, особенно в зимнее время, когда гидрофобный заполнитель густеет. Сначала надо научиться делать правильно, а потом уже пробовать разные оптимизации.
ё) На необходимой длине каждый модуль (кроме модулей-пустышек, они выкусываются под корень, но сначала следует убедиться, что в них действительно нет волокон) надкусывается стриппером для модулей (подойдёт и для медного коаксиала), после чего модуль можно без особых усилий стянуть с волокон.
Надкусывание стриппером модулей - это очень ответственный момент. Нужно выбрать выемку точного диаметра, так как если выемка будет больше, чем нужно – модуль не надкусится достаточно, чтоб легко сняться, если меньше – есть риск перекусить волокна в модуле. Кроме того, следует внимательно следить за собачкой-фиксатором стриппера: если в момент надкусывания модуля она заблокирует обратный ход стриппера, зафиксировав его в «сомкнутом» состоянии, то чтоб разнять стриппер и откинуть фиксатор, придётся снова сомкнуть инструмент на уже надкусанном модуле, при этом есть большая вероятность перекусить модуль, что приведёт к необходимости заново разделывать кабель. Помним, что при надкусывании одного из модулей нам активно мешают прочие модули, которые надо придерживать другой рукой, и сам кабель на весу тоже как-то нужно держать. Поэтому поначалу будет очень неудобно и разделывать кабель следует вдвоём.
Существуют конструкции кабеля, где модуль единственный и имеет вид жёсткой пластиковой трубки в центре кабеля. Для качественного снятия такого модуля его следует надрезать по кругу маленьким труборезом (в НИМ-25 не входит), а затем осторожно надломить в месте круговой риски.
При стягивании модулей следует убедиться, что все волокна целы и ни одно волокно не осталось торчать из стянутого модуля.
Если температура низкая, модули тонкие, по конструкции кабеля в модулях мало гидрофоба (=смазки) или длина снимаемых модулей значительна – модуль может не стянуться с волокон без усилий. В этом случае нельзя сильно тянуть, так как растяжение может сказаться на затухании волокон в этом месте, даже если волокна не порвутся. Следует надкусывать и снимать модуль в 2-3 приёма, по частям и медленно.
При разделке кабеля следует обратить внимание на длину волокон. Она должна быть не менее указанной в инструкции, обычно это 1,5-2 метра. В принципе можно разделать и на 15 см и потом даже как-то сварить, но потом при укладке волокон в кассету возникнут большие проблемы: большой запас волокон нужен как раз для того, чтобы был простор для «манёвров» при укладке, чтобы можно было «сыграть» по длине и красиво уложить все волокна в кассету.
Иногда возникает необходимость ввариться в транзитный кабель, не разрезая его. В этом случае он так же, как обычный, разделывается до модулей, но требования к осторожности разделки жёстче: ведь по кабелю уже может идти связь. Он разделывается до модулей и модули аккуратно вводятся в «овальный» ввод муфты (в обычный круглый не войдут - сломаются), для этого ввода используется специальный комплект из термоусадки и металлический клипсы с блоком термоклея. Этот клей при усадке от высокой температуры расплавляется и заливает пространство между двух кабелей, обеспечивая герметичность. Далее тот модуль, в который надо ввариться, разрезается, те волокна из него, которые отпаивать не надо, свариваются обратно транзитом, а те, что нам нужны - привариваются к «отпайному» (ответвляющемуся) кабелю. Очень редко может возникнуть ситуация, когда нам нужно взять из модуля волокно, но резать модуль нельзя (по нему идёт важная связь). Тогда применяется комплект для продольной разделки модулей : с модуля продольно снимается «фаска», волокна из него извлекаются, протираются от гидрофоба и сортируются. Те, что нам нужны, режутся и варятся на другой кабель согласно схеме, а остальные просто укладываются в кассету. В этом случае, если заводится неразрезной кабель, длина волокон должна быть вдвое больше (2-3 м), это и понятно.
Волокна должны быть чистыми (тщательно протёртыми от гидрофоба), следует особо следить, чтобы все волокна были целыми. Волокна требуют бережного обращения, ведь в случае, когда кабели разделаны и заведены, сварка почти окончена и ломается какое-то волокно у выхода из кабеля, придётся заново провести разделку кабеля и сварку, что отнимет много времени и крайне нежелательно и убыточно при оперативном восстановлении связи на действующей магистрали.
Оптические волокна, повреждённые в результате небрежной разделки кабеля (была неверно выставлена длина лезвия стриппера для снятия внутренней оболочки кабеля, в результате чего прорезались модули и повредилась часть волокон)
Ж) Волокна следует хорошо протереть безворсовыми салфетками со спиртом, чтобы полностью удалить гидрофобный заполнитель. Сначала волокна протираются сухой салфеткой, затем – салфетками, смоченными в изопропиловом либо этиловом спирте. Именной такой порядок потому, что на первой салфетке остаётся огромная капля гидрофоба (спирт тут не нужен), а вот на 4-5й салфетке уже можно призвать на помощь спирт, чтобы он растворил остатки гидрофоба. Спирт с волокон быстро испаряется.
Использованные салфетки (а также ошмётки оболочки кабеля, сколотые волокна и прочий мусор) надо обязательно за собой убирать - пожалейте природу!
Чистота волокон, особенно ближе к концам, имеет большое значение для качественной сварки. Там, где идёт работа с микронами, грязь и пыль недопустима. Волокна следует осмотреть на предмет целостности лакового покрытия, отсутствия грязи, сломанных частей волокон. Если лак на каком-то волокне повредился, но ещё не сломался - лучше не рисковать и переразделать кабель. Потратите 10-15 минут, а иначе рискуете потратить целый день.
З) На разделанные кабели одеваются специальные клеевые термоусадки, которые часто входят в комплект муфты (если муфта с патрубком для ввода кабеля). Если муфта предусматривает зажимание кабеля в сырой резине с герметиком, то термоусадка не нужна. Весьма распространённая и весьма неприятная ошибка новичка - забыть одеть термоусадку!
Когда муфта сварена, термоусадка надвигается на патрубок муфты и усаживается газовой горелкой, паяльной лампой или промышленным феном, обеспечивая герметичный ввод кабеля в муфту и дополнительную фиксацию кабеля. Усаживать практичнее всего маленькой горелкой, надетой на баллончик туристического газа с ценговым зажимом: одного баллончика хватает на десятки сваренных муфт, просто зажигается в отличие от паяльной лампы, мало весит, нет зависимости от электричества в отличие от промышленного фена.
Перед усадкой патрубок муфты и сам кабель нужно зашкурить грубой наждачкой для лучшей адгезии клея. Если этим пренебречь - может получиться вот такое недоразумение:
Если термоусадку одеть всё же забыли - поможет термоусаживаемая манжета с замком (известная как XAGA). Колхозить герметизацию изолентой нельзя!
Некоторые термоусадки (например, фирмы Raychem) покрыты точками зелёной краски, которая при нагреве чернеет, указывая, что вот это место греть больше не нужно, а вот тут следует прогреть ещё. Сделано это потому, что термоусадка может лопнуть, если её перегреть в каком-то месте.
Усаживать лучше после того, как муфта сварена. Если при сварке случится неприятность (например, сломалось волокно и придётся переразделывать кабель), то не придётся ковырять ножом застывшую толстую клеевую термоусадку, и сама термоусадка не потратится зря.
И) Разделанные кабели вводятся в муфту или кросс, фиксируются, а сама муфта или кросс фиксируется на рабочем столе. При фиксации кабеля в муфте или в кроссе следует руководствоваться инструкцией по монтажу - для разных муфт там всё по-разному.В некоторых случаях (бронированный кабель и, например, муфта МТОК А1 с соответствующим комплектом для ввода) фиксация кабеля в муфте - отдельная непростая операция с подрезанием брони, намоткой герметика и пр.
Вот мы и завели разделанный кабель в муфту/кросс, теперь нужно отмерять и зачищать волокна, одевать КДЗС и варить по схеме. Об этом расскажу в следующей части, так как получается многовато для одной статьи.
Оптические муфты
Расскажу немного про оптические муфты и кроссы. Начну с муфт.Оптическая муфта - это пластиковый контейнер, в который заводятся кабели и там соединяются. Раньше, в конце 90-х - начале 2000х, когда все специализированные материалы для оптики были дефицитом с заоблачными ценами, в качестве муфт некоторые шустрые ребята лепили канализационные фитинги или пластиковые бутылки. Иногда даже работало несколько лет. :) Сегодня это, безусловно, дикость, нормальные муфты можно купить в любом среднем и крупном городе и цены начинаются от 1500-2000 рублей. Конструкций муфт много. Наиболее массовая и привычная конструкция для меня лично - это как у серии связьстройдеталевских муфт «МТОК». Имеется оголовье, из которого снаружи торчат патрубки для ввода кабеля. Изнутри оголовья прикреплена металлическая рамка, к которой крепятся оптические кассеты. Сверху одевается колпак (который для прочности может делаться с рёбрами жёсткости), герметизируемый резинкой. Колпак фиксируется разъёмным пластиковым хомутом: муфту всегда можно открыть и закрыть, не тратя ремкомплект из термоусадок.
Вообще «Связьстройдеталь» делает в целом неплохие муфты для разных применений. Из серии МТОК мне лично больше всего нравится муфта Л6: универсальная, стоит недорого, монтируется просто.
Есть и другие муфты в серии МТОК - малогабаритные, для канализации, для ввода бронированных кабелей, для закапывания под землёй. К каждой муфте есть возможность докупить доп.комплектующие и комплекты для ввода кабеля: например, чугунная бронезащита подземной муфты «МЧЗ», лишний комплект оптической кассеты с расходниками или дополнительный комплект для ввода ещё одного кабеля.
Если надо подешевле - у них есть серия муфт «МОГ», из которой самая массовая - муфта «МОГ-У» (Муфта Оптическая Городская, Укороченная): при цене менее 2000 рублей мы получаем простую и качественную муфту, которую, врочем, некоторые считают неудобной для монтажа.
На столбе такая муфта будет смотреться не очень, да и сматывать запас кабеля с такой муфтой, стоя на лестнице, неудобно, поэтому их обычно ставят в люках. Эта муфта и создана, чтобы её клали в телефонном люке на специальные стандартные консоли. Минус «могушки» - в том, что у неё нет запорного разъёмного хомута и для её открытия придётся срезать термоусадку, а при закрытии тратить ремкомплект из широких термоусадок (если кабели заведены с одного конца) или термоусаживаемую манжету (если кабели с обеих сторон). Этим же страдают МТОКи серии А. Кроме того, если вводить кабели с двух сторон, важно не забыть заранее одеть пластиковую трубу на одну из «сторон» кабелей, иначе её потом не одеть не разрезая: этим тоже страдают новички.
Также порой встречаются муфты без патрубков, в которых кабели герметизируются путём зажатия в сырой резине или в герметике. Вот, например, муфта «SNR-A», которую мы с напарником разваривали в рамках строительства FTTB-кольца.
Такой способ герметизации кабелей требует большой аккуратности, так как иначе вода может попасть в муфту, что нежелательно. Во-первых, вода в муфте со временем может вызвать помутнение стекла волокон и порчу лака. Во-вторых, поржавеют всякие металлические конструктивные элементы, сгниёт заземляющий броню провод, если он есть. В-третьих, кевлар натянет в себя воды. И самое главное - муфту, полную воды, в мороз просто раздавит вместе с волокнами.
В оптическую муфту обычно заводится не менее двух кабелей. Конечно, можно придумать дикую схему разварки, когда будет вводиться один кабель и развариваться сам на себя, но обычно вводится 2-3 кабеля. Если вводится 4-5 кабелей, да ещё все кабели разные с разной расцветкой и разным количеством волокон в модулях, то муфта получается сложная для монтажа и последующего разбора что куда припаяно. Первую такую свою муфту я с напарником варил 3 дня! :) Так что лучше проектировать сеть так, чтобы в муфту не входило более 3 кабелей.
Оптические кроссы
Оптический кросс предназначен для оконечивания кабеля в месте, куда его подвели: на базовой станции, в ИВЦ, в дата-центре, в серверной. Типичный кросс представляет собой металлический ящик типоразмера 19" для крепления в стандартной стойке, сзади в него вводится оконечиваемый кабель, спереди расположены планки с портами.
Сваренный кросс на 24 порта типа FC/APC, одноюнитовый
Сваренный кросс на 64 порта типа LC, 2-хюнитовый
Рабочий кросс на 96 портов типа FC
Бывает и вариант подешевле - когда из кросса выкидывают всё, что можно, тогда получается как-то так:
Открытый кросс на 8 портов типа SC/APC, 1 юнит. Плох тем, что оптические пиг-тейлы ничем не защищены и их могут поломать те, кто будут копаться в ящике/стойке, протаскивая, скажем, новый кабель.
Все эти кроссы монтируются в стойку, однако существуют и настенные варианты, и прочие редко встречающиеся.
Настенный кросс на 16 портов типа FC. Кстати, сварен плохо: жёлтые оболочки пиг-тейлов не заходят в КДЗС и волокна могут сломаться, а волокна в кассете уложены с маленькими радиусами изгиба
Вводящийся в кросс кабель сваривается с так называемыми пиг-тейлами: на фотографиях это тонкие жёлтые шнурки внутри кроссов. Каждое волокно - к своему пиг-тейлу. Другая сторона пиг-тейла содержит оптический коннектор-«вилку», которая вставляется в оптический адаптер-«розетку» изнутри кросса.Снаружи кросса коммутация выполняется оптическими патч-кордами (толстые жёлтые шнуры). От пиг-тейла патч-корд отличается более прочным коннектором и наличием кевлара внутри, чтобы в случае, если кто-то зацепится за патч-корд и дёрнет, трудно было вырвать. Ну и коннекторы у патч-кордов с обеих сторон, а у пиг-тейлов только с одной. При необходимости из двух пиг-тейлов можно сварить временный патч-корд.
В принципе в кросс можно завести несколько кабелей, часть волокон из них сварить между собой, а часть вывести на порты. Тогда получится нечто, что можно назвать «кроссомуфта», при этом мы экономим на материалах и сварках. Так иногда делают при монтаже FTTB, однако делать так нежелательно, так как повышается сложность схемы.
Адаптеры и коннекторы
Оптические кроссы характеризуются используемыми в них адаптерами (проще - оптическими розетками). Их существует также большое количество стандартов и подстандартов.
На этой картинке - лишь часть «родов» и «видов» оптических розеток
Стандартом является комплекс из адаптера (розетки) и коннектора (вилки). Конечно, есть переходники между разными стандартами, однако это костыли, которые сгодятся только для измерений и которых следует избегать в постоянно работающей линии связи. Чем меньше в линии всяческих сварных и особенно механических соединений, тем лучше. Конечно, если расстояние маленькое, линия будет работать, даже если на каком-то из кроссов будет теряться пара децибелл. В случае коротких линий иногда специально ставят оптические аттенюаторы. Но вот для очень длинных линий, где оборудование работает на пределе, добавление ещё одного кросса или муфты (то есть каких-то 0,05-0,1 дБ потерь) может оказаться фатальным: линия не поднимется.
Наконечник «вилки» - это, грубо говоря, цилиндр с тоненьким сквозным отверстием под волокно по центру. Торец этого цилиндра не плоский, а чуть-чуть выпуклый. Состоит наконечник из обалденно твёрдой и стойкой к губительным царапинам металлокерамики, хотя очень редко встречаются и металлические. Ходят слухи, как люди ломали бокорезы, пытаясь раскусить этот наконечник. :) Я сам легко царапал этими наконечниками сталь и стекло. Тем не менее обращаться с ними надо осторожно, не допускать попадания пыли, не касаться торца коннекторов пальцем, а если коснулись - протереть смоченной в спирте салфеткой. В идеале используется специальный микроскоп (оптический или с камерой) для контроля состояния патч-кордов. Грязные - чистить, исцарапанные, если царапина пересекает центр со вклеенным волокном - под списание или полировку. Грязные и исцарапанные розетки и патч-корды - частая причина затуханий в линии.
Оптическое волокно фиксируется в наконечнике путём вклейки эпоксидным (или каким-то другим) клеем и последующей шлифовки на специальной машинке, хотя этим занимаются лишь если надо сделать длинные нестандартные патч-корды: проще и дешевле купить готовые. Цена обычного оптического патч-корда длиной 2 метра - около 200-400 рублей.
Изготовление патч-кордов. Эмилинк
На практике чаще всего используются такие стандарты, как FC, SC, LC. Пореже встречаются FC/APC, SC/APC, ST. LC бывает как дуплексный, так и одиночный.
FC
Плюсы - отличное качество соединения, поэтому подходит для ответственных магистралей. Старый проверенный стандарт. Металл (трудно сломать). Если пошевелить рукой хорошо прикрученный коннектор - на связи это не скажется.
Минусы - долго откручивать/закручивать при переключениях. Если на кроссе расположены тесно - бывает очень неудобно подлезть, чтобы открутить какой-то из коннекторов в толпе прочих.
Сам коннектор фиксируется неподвижно благодаря пазу на нём и выемке на адаптере, а пальцами крутится только гайка с насечкой.
SC
Всё то же самое, что в FC, только адаптер и коннектор квадратные, пластиковые и коннектор фиксируется вщёлкиванием, а не прикручиванием. Плюсы - дешевле FC, удобнее и быстрее переключать, минусы - пластик легче сломать, меньше ресурс подключений-отключений. Иногда бывает, что величина отражения и затухания на соединении заметно меняется после прикосновения к подключённому коннектору, что нежелательно для ответственных линий. Цвет разъёмов обычно синий.
LC и LC Duplex
Похожи свойствами на SC, но имеют намного меньшие габариты: двухюнитовый кросс на LC вмещает целых 64 порта, а на SC - только 32. За счёт маленьких габаритов часто монтируются прямо на платы оптических мультиплексоров.
FC/APC, SC/APC, LC/APC
То же самое, что FC, SC и LC, но с косой (A - angle, угол) полировкой наконечника.
Разница между керамическими наконечниками с обычной и косой полировками. Изображение немного неточное: на самом деле в случае и той, и другой полировки торцы не плоские, а немного выпуклые, соответственно при соединении соприкасаться будут только центры наконечников, где волокно.
Такие адаптеры и коннекторы делаются зелёного цвета и при сравнении с обычной полировкой UPC (или просто PC) разница глазом видна. Это нужно, чтобы уменьшить обратное отражение на стыке двух коннекторов. Насколько я знаю, этот тип полировки разрабатывался для передачи аналогового телевидения по оптике, чтобы не возникало двоения изображения на экране, но я могу и ошибаться.
Состыковать между собой «обычную» и «косую» полировку можно, но только если необходимо снять рефлектограмму по принципу «лишь бы было видно длину трассы»: большой воздушный промежуток даст сильные потери и сильное обратное отражение.
На сегодня мой рассказ окончен. Задавайте вопросы, постараюсь ответить. Если вам эта тема окажется интересной - я напишу продолжение.
