Śro 2 maja 2018 11:30

1. Klasy oraz kategorie

Według normy EN 50173-1 wyróżnia się sześć klas okablowania światłowodowego: OF-100, OF-300, OF-500, OF-2000, OF-5000, OF-10000 oraz sześć kategorii okablowania światłowodowego: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2, przy czym cztery pierwsze kategorie dotyczą kabli światłowodowych wielomodowych, natomiast dwie ostatnie kabli światłowodowych jednomodowych.


Kategoria

Włókno
Klasa
OF-100 OF-300 OF-500 OF-2000 OF-5000 OF-10000
OM1 50/125 μm

62,5/125 μm

OM2 50/125 μm

62,5/125 μm

OM3 50/125 μm

OM4 50/125 μm

OS1 9/125 μm


OS2 9/125 μm

2. Maksymalne tłumienie toru transmisyjnego

Klasa Maksymalne tłumienie toru (db)
Kable wielomodowe Kable jednomodowe
850 nm
1300 nm
1310 nm 1550 nm
OF-100 1,85 1,65 - -
OF-300 2,55 1,95 1,80 1,80
OF-500 3,25 2,25 2,00 2,00
OF-2000 8,50 4,50 3,50 3,50
OF-5000 - - 4,00 4,00
OF-10000 - - 6,00 6,00

3. Jak działa technologia światłowodowa

W światłowodach do transmisji danych wykorzystywany jest impuls świetlny o długości fali (w przybliżeniu) z zakresu od 800 nm do 1600 nm. Zakres ten odpowiada szerokości pasma podczerwieni. Światło wewnątrz szklanego rdzenia ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od powierzchni płaszcza dzięki czemu możliwa jest propagacja sygnału na znaczne odległości.


4. Konstrukcja włókien światłowodowych



5. Włókna wielomodowe (multimode - MM) gradientowane

Mod światłowodowy jest to akceptowalny kąt padania światła do światłowodu. Impuls światła rozprzestrzeniający się w światłowodzie wielomodowym jest superpozycją wielu promieni świetlnych padających pod różnymi kątami. W światłowodzie gradientowym wielomodowym ze względu na płynną zmianę współczynnika załamania światła propagacja światła w rdzeniu jest zbliżona do sinusoidalnej. Typowe średnice włókien wielomodowych to 50/125 μm oraz 62,5/125 μm.



6. Włókna jednomodowe (singlemode - SM)

Typowa średnica włókien jednomodowych to 9/125 μm, dzięki czemu w rdzeniu przenoszony jest tylko jeden mod światła, co ogranicza zjawisko dyspersji stwarzając możliwość wykorzystywania tego rodzaju kabli do transmisji na większe odległości niż w przypadku  kabli światłowodowych wielomodowych.



7. Protokoły transmisyjne według normy EN 50173-1

Kategoria Opis Prędkość Długość fali (nm) Średnica (m) Długość (m) Klasa Protokół transmisyjny
OM1 Ethernet 10 Mbit/s 850 62,5 1000 OF-500 FOIRL
850 62,5 2000 OF-2000 10BASE-FL
Fast Ethernet 100 Mbit/s 1300 62,5 2000 OF-2000 100BASE-FX
Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 850 62,5 275 OF-100 1000BASE-LX
1300 62,5 550 OF-500 1000BASE-SX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 850 62,5 32 - 10GBASE-SR/SW
1300 62,5 300 OF-300 10GBASE-LX4
40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s 850 62,5 - - 10GBASE-SR4
100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s 850 62,5 - - 100GBASE-SR10
OM2 Ethernet 10 Mbit/s 850 50 514 OF-500 FOIRL
850 50 1514 OF-500 10BASE-FL
Fast Ethernet 100 Mbit/s 1300 50 2000 OF-2000 100BASE-FX
Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 850 50 550 OF-500 1000BASE-LX
1300 50 550 OF-500 1000BASE-SX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 850 50 82 - 10GBASE-SR/SW
1300 50 300 OF-300 10GBASE-LX4
40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s 850 50 - - 10GBASE-SR4
100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s 850 50 - - 100GBASE-SR10
OM3 Ethernet 10 Mbit/s 850 50 514 OF-500 FOIRL
850 50 1514 OF-500 10BASE-FL
Fast Ethernet 100 Mbit/s 1300 50 2000 OF-2000 100BASE-FX
Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 850 50 550 OF-500 1000BASE-LX
1300 50 550 OF-500 1000BASE-SX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 850 50 82 - 10GBASE-SR/SW
1300 50 300 OF-300 10GBASE-LX4
40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s 850 50 100 OF-100 10GBASE-SR4
100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s 850 50 100 OF-100 100GBASE-SR10
OM4 Ethernet 10 Mbit/s 850 50 514 OF-500 FOIRL
850 50 1514 OF-500 10BASE-FL
Fast Ethernet 100 Mbit/s 1300 50 2000 OF-2000 100BASE-FX
Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 850 50 550 OF-500 1000BASE-LX
1300 50 550 OF-500 1000BASE-SX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 850 50 82 - 10GBASE-SR/SW
1300 50 300 OF-300 10GBASE-LX4
40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s 850 50 150 OF-100 10GBASE-SR4
100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s 850 50 150 OF-100 100GBASE-SR10
OS1 Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 1310 9 2560 OF-2000 1000BASE-LX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 1310 9 4200 OF-2000 10GBASE-LX4
1310 9 4200 OF-2000 10GBASE-LR/LW
1550 9 8900 OF-2000 10GBASE-ER/EW
40 Gigabit Ethernet 40 Mbit/s 1310 9 4700 OF-2000 40GBASE-LR4
100 Gigabit Ethernet 100 Mbit/s 1310 9 6300 OF-2000 100GBASE-LR4
1550 9 16000 OF-10000 100GBASE-ER4
OS2 Gigabit Ethernet 1 Gbit/s 1310 9 5000 OF-5000 1000BASE-LX
10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s 1310 9 10000 OF-10000 10GBASE-LX4
1310 9 10000 OF-10000 10GBASE-LR/LW
1550 9 22250 OF-10000 10GBASE-ER/EW
40 Gigabit Ethernet 40 Mbit/s 1310 9 10000 OF-10000 40GBASE-LR4
100 Gigabit Ethernet 100 Mbit/s 1310 9 10000 OF-10000 100GBASE-LR4
1550 9 40000 OF-10000 100GBASE-ER4

8. Konstrukcja kabli światłowodowych

Kabel w tubie ścisłej

Kabel w tubie luźnej



9. Oznaczenia kabli światłowodowych

Kable UNIWERSALNE


Kable ZEWNĘTRZNE


Kable ABONENCKIE


10. Właściwości fizyczne

Rdzeń światłowodu jest właściwym środowiskiem, w którym zachodzi propagacja strumienia świetlnego. Aktualnie w technologii światłowodowej prawie wyłącznie wykorzystuje się rdzenie z dwutlenku krzemu SiO2, dla którego tłumienie wtrąceniowe jest praktycznie pomijalne. Ważnym czynnikiem jest jakość szkła. Odpowiedni proces produkcji umożliwia pozbycie się dużej części zanieczyszczeń oraz na uniknięcie wpływu wilgotności powietrza na włókna dzięki niezwłocznemu nałożeniu powłoki pierwotnej po wytworzeniu włókna.


11. Zjawisko dyspersji

Pasmo przenoszenia włókien światłowodowych ograniczone jest przez zjawisko dyspersji. Wyróżnia się dyspersję modową i chromatyczną. Dyspersja modowa polega na wystąpieniu różnicy czasów pomiędzy pierwszym i ostatnim modem światła wskutek wystąpienia różnic dróg przebytych przez transmitowane mody światła. Wynikiem wystąpienia tej różnicy czasów jest "rozmycie" impulsu na wyjściu światłowodu, co może skutkować niezdolnością rozróżnienia impulsów przez odbiornik i błędami odczytu. Na dyspersję chromatyczną składają się dwa zjawiska: dyspersja materiałowa oraz falowa, w wyniku których sygnał na wyjściu światłowodu ulega „rozmyciu”. Dyspersja chromatyczna związana jest z występowaniem różnych współczynników załamania światła, dla fal
świetlnych o różnej długości, w związku z czym promienie świetlne docierają do odbiornika z różnymi czasami.

12. Tłumienie we włóknie światłowodowym

Tłumienie jest zjawiskiem polegającym na stracie światła przenoszonego przez włókno światłowodu, ograniczającym zasięg transmisji światłowodowej. Źródłem tłumienia światłowody jest jego struktura (mikro- i makro- zgięcia, uszkodzenia) oraz materiał (absorpcja,
rozpraszanie).



Tłumienie zależy od długości fali transmitowanego światła. Wyróżnia się trzy długości fali świetlnej tzw. Okna transmisyjne, dla których tłumienie jest minimalne:
  • I okno transmisyjne:  850 nm
  • II okno transmisyjne:  1310 nm
  • III okno transmisyjne:  1550 nm

13. Budowa wtyku

Tuleja (ferrula) służy do zamontowania w jej wnętrzu włókna światłowodowego w celu jego odpowiedniego pozycjonowania. Włókno wprowadzane jest przez całą długość ferruli do jej czoła, które stanowi interfejs sygnału świetlnego. Wtyki różnią się rodzajem polerowania (PC, APC), a także tłumiennością wtrąceniową związaną z możliwością niecentrycznego połączenia włókien oraz tłumiennością odbiciową, związaną z odbiciem światła od płaszczyzn złącza w sytuacji, gdy nie są one ściśle dopasowane.



14. Złącza stykowe PC i APC

Czoła włókien światłowodowych mogą być wypolerowane na dwa sposoby: metodą PC (ang. Physical Contact) lub metodą APC (ang. Angled Physical Contact).

  • Metoda PC polega na wypolerowaniu powierzchni pod kątem 90o i umieszczeniu ich w jak najmniejszej odległości naprzeciwko siebie, w celu minimalizacji tłumienności łącza.
  • Metoda APC polega na wypolerowaniu powierzchni pod kątem 8o co pozwala na zmniejszenie tłumienności tego typu złącza względem złącza PC.


15. Najczęściej stosowane wtyki

Wtyk LC Wtyk SC
  • Złącze w wersjach simpleks i dupleks
  • Dostępne w wersji jednomodowej i wielomodowej
  • Małe gabaryty
  • Ferrula o średnicy 1,25 mm
  • Posiada mechanizm zatrzaskowy
  • Prostokątny
  • Montaż typu push-pull
  • Złącze w wersjach simpleks i dupleks
  • Dostępne w wersji jednomodowej i wielomodowej

Wtyk FC

Wtyk E2000
  • Gwintowany sposób mocowania
  • Dostępny w wersji jednomodowej i wielomodowej
  • Głównie stosowany dla kabli jednomodowych
  • Montaż typu push-pull z klapka zabezpieczającą ferrulę przed
  • zabrudzeniem
  • Długie prowadnice złącza światłowodowego w adapterze
  • Dostępny w wersji wielomodowej i jednomodowej
Wtyk ST
  • Wyposażony w bagnetowy zamek obrotowy
  • Prosty i szybki sposób mocowania włókna
  • Dostępny w wersji jednomodowej i wielomodowej
  • Głównie stosowany dla kabli wielomodowych