Com funciona 2 cables de fibra òptica interiors exteriors de fibra?
Un cable interior exterior de 2 fibres transmet dades a través de dues fibres individuals de vidre o plàstic que porten senyals de llum mitjançant la reflexió interna total. Cada fibra consta d'un nucli, un revestiment i capes protectores dissenyades per funcionar de manera fiable tant en entorns interiors com exteriors.
El mecanisme de transmissió central
L'operació fonamental es basa en la física de la llum. Una fibra òptica transmet la llum al llarg del seu eix mitjançant una reflexió interna total, amb un nucli envoltat per una capa de revestiment feta de materials dielèctrics. Quan la llum entra al nucli de la fibra amb l'angle adequat, rebota contínuament del límit entre el nucli i el revestiment en lloc d'escapar-se.
Això passa perquè l'índex de refracció del nucli ha de ser més gran que el del revestiment per limitar el senyal òptic. Penseu-ho com un passadís amb miralls a les parets-els senyals de llum recorren la seva longitud reflectint-se en aquests límits interns milers de vegades per metre.
Com funcionen les dues fibres
En una configuració de 2 fibres, cada fil funciona de manera independent. Una fibra normalment gestiona els senyals de transmissió mentre que l'altra gestiona els senyals de recepció, creant un camí de comunicació bidireccional. Aquests cables estan formats per 2 fibres monomode amb un nucli de 9 micres a l'interior de fil d'aramida que bloqueja l'aigua embolicat en una jaqueta exterior de PVC negre.
La designació "2 fibres" significa que hi ha dues vies òptiques separades dins d'un únic conjunt de cable. Això permet una comunicació bi-simultània sense interferències de senyal, ja que cada fibra està aïllada òpticament de l'altra.
Capes de construcció física
Els cables de fibra òptica d'interior/exterior combinen avantatges dels cables exteriors, com ara la resistència a la humitat, la resistència a l'aigua i un bon rendiment mecànic, amb característiques dels cables interiors, com ara la resistència a la flama i la no{0}}conductivitat elèctrica.
Capa central: La part més interna on viatja la llum. Les fibres d'-mode únic utilitzen un nucli de 9 micres optimitzat per a longituds d'ona de llum de 1310 nm o 1550 nm.
Revestiment: El revestiment s'embolica al nucli i està fet d'un tipus de vidre diferent amb un índex de refracció més baix en comparació amb el nucli, ajudant a mantenir els senyals lluminosos a l'interior. Aquest límit òptic és on es produeix la reflexió interna total.
Recobriment amortidor: els cables d'interior utilitzen fibres ajustades-amortitzades amb un diàmetre de 900 μm, mentre que els cables d'exterior solen utilitzar fibres de colors amb un diàmetre de 250 μm o 200 μm. Els cables interiors/exteriors cobreixen aquesta bretxa amb un enfocament intermedi.
Membres de força: Les fibres d'aramida (com ara Kevlar) serveixen com a membres de força flexibles units amb la fibra. Aquests eviten que les delicades fibres de vidre es trenquin quan es estira o es doblega el cable durant la instal·lació.
Jaqueta exterior: la funda empra materials ignífugs-com ara polietilè, clorur de polivinil o poliolefina amb poc-fum halògens ignífug-. La jaqueta exterior és resistent a la humitat-, resistent als fongs- i als raigs UV, adequada per a conductes subterrànies, aeris o espais interiors/exteriors.
Requisits de rendiment interior vs exterior
El disseny de doble-puntuació aborda diferents reptes ambientals.
Per a ús interior, el cable ha de complir els codis de seguretat contra incendis. El cable Riser Rated (CMR) compleix la norma UL-1666, és a dir, s'autoextingeix i evita que les flames s'escampin pel cable en una prova de combustió vertical. Això és important en edificis on els cables passen verticalment entre pisos a través d'alçades o eixos d'ascensors.
Per a ús a l'aire lliure, la durabilitat esdevé crítica. Els cables de fibra òptica a l'aire lliure tenen una major resistència a la tracció i un recobriment protector més gruixut en comparació amb els cables d'interior, cosa que els fa més duradors en entorns exteriors durs. Han de suportar la radiació UV, temperatures extremes, humitat i estrès físic.
Els cables interiors/exteriors implementen mesures d'impermeabilització en sec per evitar fuites de greix quan el cable es desplega verticalment i utilitzen l'absència de components metàl·lics a l'estructura o components metàl·lics de reforç que es poden desconnectar elèctricament fàcilment.. Això elimina el risc de conduir l'electricitat als edificis mentre es manté la resistència mecànica exterior.
Procés de transmissió del senyal
Quan cal enviar dades, els equips electrònics converteixen els senyals elèctrics en polsos de llum mitjançant làsers o LED. Aquests polsos de llum entren al nucli de la fibra per un extrem.
La llum viatja per un cable de fibra-òptica rebotant repetidament a les parets-cada fotó rebota repetidament per la canonada. L'angle crític determina si la llum es reflecteix o s'escapa. Perquè la llum es reflecteixi totalment, l'angle d'incidència ha de ser més gran que l'angle crític, de manera que es produeixin reflexos contínues a la paret del revestiment dins de la fibra.
A l'extrem receptor, els fotodetectors tornen a convertir els polsos de llum en senyals elèctrics que els equips de xarxa poden processar. Tota la transmissió es produeix a la velocitat de la llum en el vidre-aproximadament 200.000 quilòmetres per segon.
Pèrdua de senyal i distància
Cap transmissió és perfecta. Per a la fibra d'un-mode, l'atenuació típica a 1550 nm és d'uns 0,2 dB/km, mentre que a 1310 nm és d'uns 0,5 dB/km. Això significa que un cable de 10 quilòmetres pot reduir la força del senyal entre 2 i 5 decibels, depenent de la longitud d'ona.
Amb la fibra SMF28, la pèrdua és inferior a 0,15 dB per quilòmetre principalment a causa de la dispersió, per la qual cosa es perd menys llum a través d'un quilòmetre sencer de fibra que per rebotar una sola vegada en un mirall metàl·lic. Aquesta extraordinària eficiència és la raó per la qual la fibra òptica domina la comunicació a llarga-distància.
Es produeixen pèrdues addicionals als punts de connexió. Els connectors de mode únic muntats en fàbrica tenen pèrdues en el rang de 0,1-0,2 dB, i els connectors amb terminació de camp poden tenir pèrdues fins a 0,2-1,0 dB. Cada empalmament afegeix un altre 0,1-0,3 dB de pèrdua.
Flexibilitat d'instal·lació
La qualificació interior/exterior significa que els instal·ladors no necessiten caixes de transició on els cables passen per les parets o entre els edificis.
El cablejat d'interior-exterior fa de pont per a aplicacions on els enrutaments de xarxa inclouen vies externes alhora que ofereixen els requisits de seguretat de la flama per a les transicions als edificis del campus. Un sol cable continu pot passar des del conducte exterior directament als espais plens interiors sense violar els codis elèctrics.
Això simplifica les xarxes del campus, la fibra-a-els-desplegaments domèstics i la creació de-a-connexions. La fibra amb amortiment ajustat presenta radis de flexió mínims més petits, que admet la instal·lació en safates, bastidors, panells de connexió i àrees amb múltiples canvis de direcció.
Tanmateix, encara hi ha límits de radi de curvatura. El cable té un radi de flexió mínim de 7,50 mm per a tancaments ajustats i girs pronunciats. Superar-ho forçant corbes pronunciades pot trencar les fibres de vidre a l'interior o induir la pèrdua de senyal mitjançant la microflexió.
Per què dues fibres en lloc d'una
Moltes aplicacions podrien funcionar teòricament amb una sola fibra mitjançant transceptors bidireccionals, però els dissenys de dos-fibres dominen per raons pràctiques.
Els camins de transmissió i recepció separats eliminen la necessitat d'equips de multiplexació per divisió de longitud d'ona als dos extrems. Això redueix el cost i la complexitat de la majoria de les instal·lacions. L'òptica és més senzilla-una longitud d'ona en una direcció a cada fibra en lloc de dues longituds d'ona que comparteixen una sola fibra.
La resolució de problemes es fa més fàcil quan cada direcció té el seu propi camí físic. Si una fibra falla, el rendiment de l'altra revela immediatament si el problema és la pròpia fibra o l'equip transceptor. En un sol-sistema de fibra, el diagnòstic es fa més complex.
La flexibilitat d'actualització també millora. Podeu substituir els transceptors en un extrem sense necessitat d'actualitzar els dos costats simultàniament, sempre que ambdues fibres segueixin funcionant.
Fonts de llum i tipus de fibres
La fibra monomode està optimitzada per treballar amb equips de fibra òptica amb longituds d'ona de llum de 1310 nm o 1550 nm. Aquestes longituds d'ona específiques es van triar perquè minimitzen l'atenuació de la fibra de vidre-cauen a les "finestres de transmissió" on el vidre de sílice és més transparent.
Les fibres d'-mode únic contenen un nucli molt prim i, com que la peça central és tan petita, la llum no rebota realment; tots els senyals viatgen directament pel mig sense rebotar a les vores. Aquesta transmissió de-camí recte evita la dispersió, permetent que els senyals mantinguin la seva forma a llargues distàncies.
L'alternativa és la fibra multimode amb un nucli més gran que permet que la llum recorre múltiples camins. Les fibres multimode s'utilitzen per a enllaços de comunicació de curta-distància i per a aplicacions on s'ha de transmetre una gran potència òptica. Els cables d'interior/exterior estan disponibles tant en versions d'un-mode com de multimode segons els requisits de l'aplicació.
Tecnologia de bloqueig d'aigua
Un dels reptes més complicats és prevenir el dany de l'aigua sense utilitzar gel.
La fibra de-tub solt utilitza tubs-omples de gel que bloquegen l'aigua i esmorteeixen les fibres, mentre que les opcions bloquejades d'aigua seca-ofereixen un empalme més net i més fàcil. Molts cables d'interior i d'exterior utilitzen tecnologia de bloqueig d'aigua seca- amb fils especialitzats que s'inflen quan entren en contacte amb la humitat.
Els cables de fibra òptica estan bloquejats per l'aigua i superen els requisits de penetració d'aigua d'ICEA S-104-696 i GR-20-CORE, cosa que ajuda a garantir que qualsevol dany al cable i la posterior entrada d'aigua es restringeix a una longitud reparable de diversos metres.
Això és important perquè l'aigua pot augmentar l'atenuació canviant les propietats de l'índex de refracció al límit del-revestiment central. Fins i tot petites quantitats d'humitat poden degradar la qualitat del senyal amb el temps.
Preguntes freqüents
El cable interior/exterior pot gestionar realment els dos entorns?
Sí, però amb intercanvis. Aquests cables compleixen els requisits mínims per a ambdós contextos en lloc de ser òptims per a cap dels dos. Són més robusts que els cables interiors purs, però menys resistents que els cables especialitzats d'armadura exterior. Per a la majoria d'aplicacions comercials i de campus, proporcionen un excel·lent equilibri de rendiment, cost i flexibilitat d'instal·lació.
Quina és la distància màxima per a 2 cables de fibra?
L'atenuació dels cables òptics moderns és molt menor que en els cables elèctrics de coure, cosa que condueix a connexions de fibra de llarg{0}}recorregut amb distàncies de repetidor de 70 a 150 quilòmetres. Per a instal·lacions pràctiques, la distància depèn del pressupost de potència del transceptor i de la pèrdua total de l'enllaç de la longitud de la fibra, els connectors i els empalmes. Un càlcul típic afegeix atenuació (0,3-0,5 dB/km) més pèrdues de connector (0,5-0,75 dB cadascun) més pèrdues d'empalmament (0,1 dB cadascun) més un marge de seguretat de 3 dB.
Com connecteu les dues fibres a l'equip?
Cada fibra acaba en un connector-normalment tipus LC, SC o ST. La fibra s'acaba amb connectors LC de virola ceràmica per a espais de difícil accés, i cada ruptura de fibra té 18 "de tubs de furcació de 2,0 mil al seu voltant per a una major durabilitat. Els connectors es connecten als mòduls transceptors d'interruptors, encaminadors o convertidors de mitjans. L'alineació correcta del connector és fonamental ja que els nuclis de fibra només tenen 9 micres d'ample.
La flexió danyarà el cable?
Les corbes pronunciades poden provocar una pèrdua de senyal immediata o una eventual ruptura de la fibra. Dos tipus de flexió afecten els cables de fibra òptica-la flexió macro fa referència a una flexió gran del cable, mentre que la flexió micro fa referència a una flexió petita. Manteniu sempre el radi de corbat mínim especificat pel fabricant, normalment 10-15 vegades el diàmetre del cable. Les fibres modernes insensibles a la flexió toleren corbes més estretes, però encara tenen límits.
Consideracions de selecció de cables
Quan trieu entre un cable pur interior, pur exterior o interior/exterior, penseu en tota la ruta d'instal·lació.
Si el cable no surt mai de l'edifici, el cable classificat per a interior-costa menys i ofereix una millor flexibilitat per a espais reduïts. Si es queda completament a l'exterior en conductes o pistes aèries, el cable exterior fortament blindat proporciona la màxima protecció.
El cable interior/exterior té sentit quan necessiteu continuïtat a través dels límits ambientals. Això inclou implementacions de fibra-a-la-taula on el cable passa des de terminals exteriors a oficines, xarxes de campus que connecten edificis i qualsevol escenari en què trencar el trajecte requereixi un empalme de fusió en una caixa de connexió.
El nucli i el revestiment del cable de fibra òptica d'interior/exterior es construeixen amb fibra monomode d'alta qualitat compatible amb ITU-T G.652.D i compatible amb altres fibres monomode heretades. Aquest compliment estàndard garanteix la interoperabilitat amb la infraestructura existent i les actualitzacions futures.
Tingueu en compte que, tot i que 2 cables de fibra cobreixen la majoria de les necessitats, existeixen recomptes de fibra més alts (4, 6, 12 o més) per a aplicacions que requereixen múltiples circuits o redundància. El principi de funcionament segueix sent idèntic-més fibres simplement signifiquen més camins de comunicació paral·lels en una sola funda de cable.
La bellesa de la fibra òptica és que els principis físics de la transmissió de la llum a través del vidre es mantenen constants tant si envieu dades a través d'una habitació com a través d'un oceà. L'embalatge protector s'adapta a l'entorn, però a l'interior, aquests dos fils de vidre fan el mateix truc elegant de atrapar i guiar els fotons d'un extrem a l'altre.