Els cables de fibra òptica transmeten dades com a polsos de llum a través de nuclis de vidre, mentre que els connectors proporcionen les interfícies de precisió desmuntables que uneixen els enllaços òptics. Junts, determinen la pèrdua d'inserció, la pèrdua de retorn, l'amplada de banda i la distància de transmissió de cada xarxa de fibra - des de les línies d'accés FTTH fins a les xarxes troncals del centre de dades 400G/800G. Aquest article tracta sobre com funciona la transmissió de fibra òptica, els principals tipus de cables i connectors, els paràmetres de rendiment que més importen i les consideracions pràctiques d'enginyeria per a la instal·lació i el manteniment.
Com funciona la transmissió de fibra òptica
La fibra òptica transporta dades mitjançant la reflexió interna total dels senyals de llum dins d'un nucli basat en sílice-. Un fil de fibra estàndard té tres capes: el nucli, que transporta la llum; el revestiment, que té un índex de refracció més baix per contenir la llum dins del nucli; i un recobriment de polímer que protegeix el vidre de l'estrès mecànic i els danys ambientals.
A diferència dels cables de coure, les fibres òptiques són immunes a la interferència electromagnètica (EMI) i la interferència de radiofreqüència (RFI), presenten una atenuació del senyal extremadament baixa i admeten una amplada de banda molt més gran. Una fibra d'-mode únic que funciona a 1550 nm normalment perd només uns 0,2 dB/km -, cosa que permet la transmissió durant desenes o fins i tot centenars de quilòmetres sense regeneració. Aquestes característiques fan que la fibra òptica sigui l'únic mitjà viable per a la comunicació a llarga-distància, alta-velocitat i gran-capacitat. Per a més informacióMaterials i construcció del cable de fibra òptica, consulteu la nostra guia detallada.
Tipus de cable de fibra òptica: mode-únic i mode{1}} múltiple
Els cables de fibra òptica es divideixen en dues categories en funció de com es propaga la llum pel nucli: fibra de mode únic (SMF) i fibra de mode multi- (MMF). Cadascun d'ells compleix requisits diferents de distància i amplada de banda.
Fibra de mode únic (SMF)
La fibra d'-mode únic té un diàmetre central de només 9 µm i només admet un mode de transmissió de llum. El seu coeficient d'atenuació és baix - normalment entre 0,18 i 0,25 dB/km a 1550 nm - que permet la transmissió a llarga-distància de 10 km a més de 100 km. Els tipus SMF més comuns definits perEstàndards ITU-Tincloure:
- G.652D- La fibra estàndard-mode únic. Elimina el pic d'aigua a 1383 nm, admet CWDM a través de la finestra de 1310–1625 nm i aconsegueix PMD per sota de 0,2 ps/√km. G.652D és el valor predeterminat per a xarxes troncals, xarxes de metro i transmissió de llarg-discurs.
- G.655- Fibra desplaçada de {-dispersió zero-, desenvolupada originalment per a sistemes DWDM de llarg-discurs. Ara en gran part substituït per G.652D en nous desplegaments.
- G.657- Dobla-fibra insensible per a FTTH i entorns interiors. G.657.A1 permet un radi de corbat mínim de 10 mm (en comparació amb 30 mm per a G.652D), mentre que G.657.A2 permet corbes fins a 7,5 mm. Les subcategories G.657.A són compatibles amb G.652D, la qual cosa simplifica l'empalmament durant les actualitzacions.
SMF s'ha desplegat àmpliament en xarxes troncals, xarxes de metro, transmissió de llarg-discurs i a l'aire lliure.Cable de baixada FTTHinstal·lacions. Exploreu el nostregamma de productes de fibra{0}}única.
Fibra multi-mode (MMF)
La fibra multimode té un diàmetre de nucli més gran de 50 µm (o 62,5 µm a l'OM1 heretat), que admet diversos modes de llum simultàniament. Tot i que la distància de transmissió és limitada, - normalment és inferior a 550 m, - MMF es combina bé amb transceptors VCSEL de baix cost{-superfície de cavitat-que emet làser), el que fa que sigui rendible-per a enllaços-de curt{12}}abast i alt{13}. Graus MMF moderns classificats sotaISO/IEC 11801incloure:
- OM3- Laser-fibra optimitzada amb ample de banda modal efectiu (EMB) de 2000 MHz·km a 850 nm. Admet 10GBASE-SR fins a 300 m i 40G/100GBASE-SR4 fins a 100 m.
- OM4- Ample de banda millorat de 4700 MHz·km a 850 nm. Amplia 10GBASE-SR a 400 m, 40GBASE-SR4 a 150 m i 100GBASE-SR4 a 100 m. El grau MMF més implementat a les noves compilacions de centres de dades.
- OM5- Fibra multimode de -banda ampla (WBMMF) amb una longitud d'ona especificada addicional a 953 nm per a la multiplexació per divisió de longitud d'ona curta-(SWDM), compatible amb 40G/100G/400G en menys fils de fibra.
MMF és la primera opció per al cablejat intern del centre de dades, les xarxes del campus i les interconnexions de la sala d'equips. Navega pel nostreproductes de fibra multimodeper a les opcions OM3, OM4 i OM5.
Estructura de cables per a diferents entorns
Més enllà del tipus de fibra, la construcció del cable és fonamental. Els cables ajustats-s'utilitzen a l'interior per a la flexibilitat i la terminació fàcil. Els desplegaments a l'aire lliure utilitzen cables solts de-tub, de gel-omplerts d'aigua-seca i bloquejats amb blindatge per a instal·lacions d'enterrament directe, conductes o aèries - dissenyats per resistir l'entrada d'humitat, les càrregues de tracció i les forces d'aixafament.
Tipus de connectors de fibra òptica i polit-de cara final
Els connectors de fibra òptica són components mecànics d'alta-precisió que creen connexions desmuntables entre fibres òptiques. Els seus indicadors bàsics de rendiment - pèrdua d'inserció (IL), pèrdua de retorn (RL), durabilitat i estabilitat ambiental - afecten directament la qualitat de l'enllaç. Una mala alineació, la contaminació de la cara-extrem o els defectes estructurals degradaran o interrompran la transmissió òptica.
Tipus de connectors comuns
- Connector LC- Factor de forma-reduït amb una virola de ceràmica d'1,25 mm i tancament de tracció-. Activa el doble de la densitat de ports de SC. Dominant als centres de dades d'alta-densitat i la interfície estàndard per a transceptors 10G/25G/40G/100G.
- Connector SCFérula de - 2.5 mm amb acoblament-encaixat-estirant. Robusta, fàcil de finalitzar i rendible-. Àmpliament utilitzat en accés de telecomunicacions, connexions FTTH ONT i equips PON.
- Connector FC- Cargol roscat-a l'acoblament que ofereix una excel·lent estabilitat mecànica i resistència a les vibracions. Comú en instruments de prova, sistemes de transmissió òptica i entorns industrials.
- Connector MPO/MTP- Connector de matriu de fibres múltiple-admet de 8 a 72 fibres en una sola virola. Essencial per a la transmissió òptica paral·lela en interconnexions de centres de dades 400G/800G. Veure el nostreProductes MPO/MTP.
Polit-de la cara final: PC, UPC i APC
El poliment final-de la cara determina directament la pèrdua de retorn. Hi ha tres tipus d'ús estàndard, regits perIEC 61755(geometria-de la cara final) i IEC 61753 (qualificacions de rendiment):
- PC (contacte físic)- Corba lleugerament convexa per al contacte directe. Pèrdua de retorn Superior o igual a 40 dB. Majoritàriament substituït per UPC en aplicacions d'-mode únic.
- UPC (Ultra Physical Contact)- Poliment més fi que aconsegueix una pèrdua de retorn superior o igual a 50 dB. El valor predeterminat per als enllaços de centre de dades, LAN i telecomunicacions digitals. Codificació de color blau.
- APC (Contacte físic angulat)L'extrem inclinat de - 8 graus-cara redirigeix els reflexos cap al revestiment. Pèrdua de retorn Superior o igual a 60 dB. Necessari en sistemes sensibles-CATV, PON/FTTH, DWDM i reflex. Codificació de color verd.
Important:Els connectors APC i UPC no s'han d'acoblar mai junts. El desajust de la geometria provoca una pèrdua severa d'inserció i pot danyar ambdues virolles.
Paràmetres clau de rendiment
Dos paràmetres defineixen la qualitat òptica de cada connector i conjunt de cables:
Pèrdua d'inserció (IL)és la potència òptica perduda quan un senyal passa a través d'un connector, empalmament o component. L'IL típica hauria de ser inferior a 0,3 dB per als conjunts de fàbrica i inferior a 0,5 dB per a les terminacions de camp. Un IL més baix preserva el pressupost d'enllaç i admet un abast més llarg.
Pèrdua de retorn (RL)mesura quanta llum es reflecteix cap a la font. Els valors de RL absoluts més alts signifiquen menys reflexió. Els estàndards de la indústria especifiquen un RL mínim de 40 dB per a PC, 50 dB per a UPC i 60 dB per a connectors APC. La retroreflexió excessiva-desestabilitza els làsers, augmenta les taxes d'error de bits i provoca distorsió en sistemes analògics.
Altres paràmetres crítics inclouen el coeficient d'atenuació (dB/km), l'amplada de banda (MHz·km per a MMF), la dispersió cromàtica i la dispersió del mode de polarització (PMD). Tot s'ha de verificar perestàndards de proves de cable de fibra òpticaabans de l'acceptació.
Aplicacions d'Enginyeria: Instal·lació i Manteniment
Fins i tot la millor fibra i connectors tindran un rendiment inferior sense pràctiques d'instal·lació adequades.
La neteja final-de la cara és la tasca més crítica.Les partícules de pols tan petites com 1 µm poden bloquejar una part significativa del nucli de 9 µm d'una fibra en mode únic-. Tots els connectors s'han d'inspeccionar i netejar abans d'aparellar-se amb hisops sense pelussa-, bolígrafs de neteja IPA o netejadors d'estil de casset-, i després verificar-los amb un microscopi de fibra amb un augment de 200 × o superior.
S'ha de respectar el radi de flexió.Superar el radi de flexió mínim introdueix pèrdua de microflexió. Per als cables-mode únic estàndard, aquest límit sol ser de 30 mm; per a la fibra insensible G.657.A1 curva-, baixa a 10 mm.
No s'han de superar els límits de càrrega de tracció.Estirar els cables més enllà de la seva força màxima nominal durant la instal·lació pot estirar o trencar les fibres dins del cable. Utilitzeu sempre l'equip de tracció adequat i seguiu les especificacions del fabricant.
Per a projectes a gran-escala com araimplementacions de connectivitat del centre de dades, els conjunts de cable-preconnectoritzats amb un rendiment-provat en fàbrica redueixen el temps d'instal·lació i minimitzen el risc de contaminació.
Preguntes freqüents
Quina diferència hi ha entre la fibra en mode-únic i en mode multi-?
La fibra d'un-mode té un nucli de 9 µm que transporta un mode de llum, que admet la transmissió de 10 km a més de 100 km. La fibra multimode té un nucli de 50 µm que transporta diversos modes, limitant l'abast a uns quants centenars de metres, però utilitzant transceptors VCSEL més barats per obtenir enllaços de curt-abast rendibles.
Què signifiquen els valors de pèrdua de retorn de PC, UPC i APC?
El PC aconsegueix Major que o igual a 40 dB, UPC Superior o igual a 50 dB i APC Major o igual a 60 dB. Els valors més alts signifiquen menys-reflexió posterior. La cara d'extrem-angle de 8 graus d'APC és la millor opció per a sistemes sensibles-de reflexió com ara PON, CATV i DWDM.
Els connectors APC i UPC es poden connectar junts?
No. Les cares angulars i planes-creen un espai d'aire quan s'acoblen, provocant una gran pèrdua d'inserció i danys físics. Feu coincidir sempre APC amb APC i UPC amb UPC.
Quin és l'abast màxim de la fibra OM3 i OM4?
Per a 10GBASE-SR, OM3 admet fins a 300 m i OM4 fins a 400 m. Per a 100GBASE-SR4 amb connectors MPO, OM3 arriba als 70 m i OM4 arriba als 100 m, tal com defineixen els estàndards Ethernet IEEE 802.3.
Per què és tan important-la neteja facial?
La contaminació és la principal causa de fallades del connector de fibra. Una sola partícula de pols al nucli pot augmentar significativament la pèrdua d'inserció. Cada connector s'ha de netejar i inspeccionar abans de cada aparellament.