Izpratne par optiskās šķiedras kabeļa pamatiem
Visioptisko šķiedru kabeļikopīga pamata struktūra. Centrs irkodols. Gaisma ceļo caur kodolu. Ap kodolu irapšuvums. Apšuvumam ir zemāks laušanas koeficients, kas aiztur gaismu serdes iekšpusē, izmantojot kopējo iekšējo atstarošanu. Aizsargājošspārklājumsaptver apšuvumu. SMF un MMF izmanto īpaši-tīru silīcija dioksīda stiklu. POF izmanto plastmasas polimērus, piemēram, PMMA.
1. veids: viena-moda šķiedra (SMF)
Viena{0}}režīmu šķiedrai ir ļoti plāns kodols, kura diametrs ir tikai aptuveni 8–10 mikroni. Šis mazais kodols ļauj tikai vienam gaismas ceļam jeb "režīmam" virzīties tieši pa centru. SMF izmanto lāzera gaismas avotus. Tā signāla zudums (vājināšanās) ir ārkārtīgi zems, parasti zem 0,4 decibeliem uz kilometru. Tas ļauj SMF pārraidīt signālus ļoti lielos attālumos – bieži 100 kilometrus vai vairāk, bez nepieciešamības pastiprināt signālu. SMF piedāvā arī vislielāko joslas platuma jaudu.
Labākie vienmoda{0}}režīmu pielietojumi:
Tāl{0}}tāluma telekomunikāciju tīkli (maģistrāles kabeļi pilsētās un valstīs)
Zemūdens sakaru kabeļi
Kabeļtelevīzijas (CATV) tīkla izplatīšana
Ātrgaitas{0}}savienojumi 5G mobilo sakaru torņiem
Saites, kurām nepieciešams maksimālais joslas platums lielos attālumos
Galvenās priekšrocības:Garākais sasniedzamība, lielākais joslas platums, mazākais signāla zudums.
Galvenie trūkumi:Augstākas izmaksas lāzeriem un precīziem savienotājiem/savienojumiem.
2. veids: daudzrežīmu šķiedra (MMF)
Multi-Mode Fiber kodols ir daudz biezāks nekā SMF — 50 vai 62,5 mikronus plats. Šis lielākais izmērs ļauj vairākiem gaismas ceļiem vai "režīmiem" pārvietoties caur kodolu vienlaikus. MMF parasti izmanto LED vai lētākus VCSEL lāzera gaismas avotus. Tā signāla zudums ir lielāks nekā SMF, aptuveni 3 decibeli uz kilometru. Dažādi gaismas režīmi pārvietojas nedaudz atšķirīgu ceļa garumu, radot ierobežojumu, ko sauc par modālo izkliedi. Tas ierobežo NTF praktisko attālumu un joslas platumu salīdzinājumā ar SMF.
NTF ir dažādas kategorijas (OM1 līdz OM5):
OM1:62,5 µm kodols, oranža apvalka, atbalsta 1G līdz 275 metriem.
OM2:50 µm kodols, oranža apvalka, atbalsta 1G līdz 550 metriem, 10G līdz 82 metriem.
OM3:Lāzera-optimizēts 50 µm kodols (ūdens apvalks), atbalsta 10 G līdz 300 metriem, 40 G/100 G līdz 100 metriem.
OM4:Uzlabots lāzera{0}}optimizētais 50 µm kodols (ūdens apvalks), atbalsta 10 G līdz 550 metriem, 40 G/100 G līdz 150 metriem.
OM5:Jauns platjoslas MMF (laima zaļš apvalks), kas paredzēts īsa{0}}viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanai.
Labākie daudzrežīmu{0}}šķiedru izmantošanas veidi:
Vietējie tīkli (LAN) ēkās vai pilsētiņās
Savienojumi datu centros (piemēram, serveru saistīšana ar slēdžiem)
Īsas{0}}attāluma mugurkaula saites
Drošības sistēmas un videonovērošana
Kur rentabilitāte{0}}īsākiem braucieniem ir ļoti svarīga
Galvenās priekšrocības:Zemu izmaksu gaismas avoti; vieglāk savienot un instalēt nekā SMF īsākiem braucieniem.
Galvenie trūkumi:Īsāki maksimālie attālumi (parasti zem 2 km, bieži vien daudz mazāk lielā ātrumā); mazāks joslas platums nekā SMF; ierobežo modālā izkliede.
3. veids: plastmasas optiskā šķiedra (POF)
Plastmasas optiskā šķiedra izmanto plastmasas serdi, kas bieži ir izgatavota no PMMA (akrila) vai polikarbonāta. Tā kodols ir milzīgs, salīdzinot ar stikla šķiedrām, parasti 0,5 līdz 1 milimetru plats. Tas padara POF ļoti elastīgu, izturīgu un viegli apstrādājamu. Tomēr plastmasa rada daudz lielāku signāla zudumu (vājināšanās ap 0,2 decibeliempar metru) nekā stikla šķiedra. Tas ierobežo POF līdz ļoti maziem attālumiem, parasti zem 100 metriem. Tās joslas platums ir arī daudz mazāks nekā stikla šķiedras opcijām.
Labākie plastmasas optiskās šķiedras lietojumi:
Auto iekšējie tīkli (MOST autobuss, informācijas un izklaides sistēmas)
Vienkārši mājas audio/video savienojumi (piemēram, TOSLINK kabeļi digitālajam audio)
Rūpnieciskās vadības sistēmas un sensori nelielos attālumos
Daži viedās mājas ierīču starpsavienojumi
Vietas, kur nepieciešama ļoti vienkārša uzstādīšana un zemas komponentu izmaksas
Galvenās priekšrocības:Zemākās izmaksas; visvieglāk uzstādīt un izbeigt (bieži vien ar vienkāršiem savienotājiem); ļoti elastīgs un izturīgs; drošs (bez stikla šķembām).
Galvenie trūkumi:Ļoti īss diapazons; zems joslas platums; lielāks signāla zudums; jutīgs pret karstumu.
Pareizā šķiedras kabeļa izvēle: salīdzināšanas rokasgrāmata
Labākā šķiedras veida izvēle ir atkarīga no trim galvenajām lietām: attāluma, kas jums jāpārvar, nosūtāmo datu apjoma (joslas platums) un jūsu budžeta.
| Funkcija | Viena{0}}režīmu šķiedra (SMF) | Multi{0}}Mode Fiber (MMF) | Plastmasas optiskā šķiedra (POF) |
|---|---|---|---|
| Pamatmateriāls | Ultra-tīrs stikls | Stikls | Plastmasa (PMMA utt.) |
| Serdes diametrs | 8–10 mikrometri (µm) | 50 µm vai 62,5 µm | 0,5–1 milimetrs (mm) |
| Gaismas avots | Lāzera diode | LED vai VCSEL lāzers | LED |
| Maksimālais attālums | 100+ kilometri (km) | Līdz 2 km (OM1/OM2) Līdz 550 m (OM4 10G) |
Mazāk par 100 metriem (m) |
| Joslas platums | Ļoti augsts (100+ Tb/s) | Augsts (atkarīgs no pakāpes) | Zems (< 100 MHz) |
| Signāla zudums | Ļoti zems (<0.4 dB/km) | Mērens (~3 dB/km) | Augsts (~0,2 dB/m) |
| Instalācijas izmaksas | Augsts (precīzi instrumenti) | Mērens | Ļoti zems (vienkārši rīki) |
| Komponentu izmaksas | Augsts (lāzeri) | Mērens | Ļoti zems |
| Labākais priekš | Tālo{0}}tālsatiksmes telekomunikācijas, Zemūdens kabeļi, 5G atvilkšanas maršruts |
Datu centri, Campus LAN, Īsākas{0}}ātrgaitas saites |
Automašīnu tīkli, Mājas audio/video, Īsa industriālā saite |
Šķiedru izvēles rokasgrāmata
Nepieciešams liels attālums (vairāk nekā 1-2 km) vai maksimālais joslas platums?IzvēlietiesViena{0}}režīmu šķiedra (SMF). Tā veiktspēja attaisno augstākās izmaksas.
Veidot datu centru vai biroju tīklu zem 550 metriem? Multi{0}}Mode Fiber (MMF)piemēram, OM3 vai OM4 parasti ir labākais izmaksu un veiktspējas līdzsvars.
Nepieciešams ļoti lēts, vienkāršs risinājums zem 100 metriem? Plastmasas optiskā šķiedra (POF)ir piemērots vienkāršiem audio, video vai vadības signāliem, kur lielam ātrumam nav nozīmes.
Izpratne par šīm galvenajām atšķirībām — struktūru, gaismas caurlaidību, attāluma ierobežojumiem, joslas platumu un izmaksām — palīdz izvēlēties labāko optiskās šķiedras kabeli jebkuram tīkla darbam.
