Как удлинить волоконно оптический кабель. Увеличение срока службы волоконно-оптических линий связи: новые подходы к конструкции кабеля

Как увеличить срок службы ВОЛС. Какие факторы влияют на прочность оптоволокна. Какие конструктивные решения позволяют продлить срок эксплуатации оптических кабелей. На сколько можно продлить срок службы ВОЛС с помощью новых подходов к конструкции кабеля.

Факторы, влияющие на долговечность волоконно-оптических линий связи

Срок службы волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) во многом определяется прочностью оптического волокна. Согласно современным требованиям, ВОЛС должны функционировать не менее 25 лет. Каковы же основные факторы, влияющие на долговечность оптоволоконных кабелей?

• Механическая прочность волокна
• Напряжение растяжения волокна
• Конструкция оптического кабеля
• Условия прокладки и эксплуатации

Исследования компании Corning показали, что характеристики прочности оптических волокон в процессе длительной эксплуатации практически не изменяются. Поэтому ключевым параметром при оценке срока службы ВОЛС является напряжение растяжения волокна.

Влияние внешних нагрузок на оптический кабель

При прокладке в грунте оптический кабель подвергается различным внешним воздействиям, как природного, так и техногенного характера:

• Давление грунта
• Нагрузки от транспортных средств
• Температурные колебания
• Влажность

Максимальное давление от транспортных средств на кабель, проложенный в грунте, можно рассчитать по формуле Буссинеска:

q_max = 0.478T / H²

где T — нагрузка на ось транспортного средства, H — глубина прокладки кабеля.

Под действием этих факторов со временем может происходить удлинение сердечника кабеля и, как следствие, самого оптоволокна. Критическим считается удлинение волокна более чем на 1%.

Новый подход к конструкции оптического кабеля

Для увеличения срока службы ВОЛС предложена новая конструкция кабеля, в которой волокно размещено свободно и имеет запас на относительное удлинение. Как это работает?

• Волокно укладывается в пластиковую трубку с воздухом
• Диаметр трубки в 2-5 раз больше диаметра волокна
• Это обеспечивает запас длины волокна 2-5% от общей длины кабеля

Такая конструкция позволяет волокну удлиняться без критических нагрузок при деформации кабеля. Это существенно повышает устойчивость ВОЛС к внешним воздействиям и продлевает срок ее службы.

Преимущества новой конструкции оптического кабеля

Предложенный подход к конструированию оптических кабелей имеет ряд важных преимуществ:

1. Увеличение срока службы ВОЛС до 30-35 лет и более
2. Повышение устойчивости к механическим нагрузкам при прокладке
3. Снижение риска обрыва волокон при деформациях кабеля
4. Возможность прокладки в сложных грунтовых условиях
5. Уменьшение затрат на ремонт и обслуживание линий связи

Таким образом, применение кабелей с запасом длины волокна позволяет значительно повысить надежность и долговечность волоконно-оптических линий связи.

Методика расчета параметров нового оптического кабеля

При проектировании оптического кабеля с запасом длины волокна необходимо учитывать следующие параметры:

• Диаметр оптического волокна d_в
• Требуемый запас длины волокна k (2-5%)
• Диаметр пластиковой трубки d_т

Диаметр трубки рассчитывается по формуле:

d_т = d_в * (1 + k/100)

Например, для волокна диаметром 125 мкм и запаса 3% диаметр трубки составит:

d_т = 125 * (1 + 3/100) = 128,75 мкм

Такой расчет позволяет обеспечить необходимый запас длины волокна в кабеле.

Особенности монтажа и эксплуатации новых оптических кабелей

При работе с оптическими кабелями новой конструкции следует учитывать некоторые особенности:

1. Необходимо использовать специальные соединительные муфты, учитывающие запас длины волокна
2. При монтаже недопустимо натяжение волокна внутри трубки
3. Следует избегать резких изгибов кабеля, чтобы не нарушить свободную укладку волокна
4. При прокладке нужно оставлять технологический запас кабеля для компенсации температурных деформаций
5. Рекомендуется периодический контроль состояния волокна с помощью рефлектометрии

Соблюдение этих правил позволит максимально реализовать преимущества новой конструкции и обеспечить длительный срок службы ВОЛС.

Перспективы развития технологии оптических кабелей

Предложенный подход к конструированию оптических кабелей открывает новые возможности для развития волоконно-оптических линий связи:

• Создание сверхдолговечных ВОЛС со сроком службы 50 лет и более
• Разработка кабелей для экстремальных условий эксплуатации
• Применение новых материалов для оболочки и силовых элементов
• Интеграция в кабель дополнительных сенсорных волокон
• Создание «умных» кабелей с функцией самодиагностики

Дальнейшие исследования в этом направлении позволят существенно повысить надежность и эффективность оптических линий связи.

Ответы на часто задаваемые вопросы

1. Почему на волоконно-оптический кабель нет сертификата?

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации «Об утверждении перечня средств связи, подлежащих обязательной сертификации» от 25 июня 2009 г. № 532, волоконно-оптический кабель не подлежит обязательной сертификации. Данные кабели подлежат декларированию.

2. Какой гарантийный срок и срок службы оптического кабеля? Какие документы?

Весь поставляемый нами кабель рассчитан на срок службы 25 лет. Поэтому конструкции кабеля рассчитываются таким образом, чтобы механические и климатические нагрузки в процессе монтажа и эксплуатации не приводили к деформациям оптического волокна выше установленных пределов. Гарантийный срок эксплуатации кабеля составляет 3 года со дня отгрузки кабеля потребителю. Однако даже после истечения гарантийного срока мы поддерживаем обратную связь с потребителем кабеля. Это очень важно для оценки практики применения кабеля, совершенствования конструкций с учетом пожеланий монтажников и эксплуатирующих организаций. Качество нашего кабеля подтверждено сертификатом соответствия ГОСТ 52266-2008. Также предоставляются пожарные сертификаты при заказе негорючего кабеля. Каждую строительную длину кабеля сопровождает паспорт, в котором указываются: марка кабеля, регистрационный номер технических условии и декларации соответствия, строительная длина кабеля, масса брутто, тип барабана, технические и эксплуатационные характеристики кабеля, тип и расцветка оптических волокон, показатели преломления и коэффициенты затухания. Паспорт подписан контролером отдела качества, проводившим измерения. По требованию заказчика в паспорт могут быть внесены и другие данные.

3. Каким образом осуществляется транспортировка кабельной продукции?

При транспортировании кабельные барабаны не должны лежать на щеке. Это необходимо для предотвращения повреждений кабельной продукции. При транспортировании барабаны должны быть закреплены ремнями крепления или подбиты каблуки к полу транспорта, что обеспечит надежную фиксацию тары. При креплении барабанов запрещается пробивать доски щек и обшивки барабана гвоздями и скобами. При перекатывании барабанов следует соблюдать направление вращения, указанное стрелкой.

4. В чем разница между арамидными нитями и стеклонитями в самонесущих кабелях?

В силу своих физических свойств арамидные нити в качестве усиливающих элементов для самонесущего кабеля являются лучшим решением с точки зрения качества кабеля. Они максимально легкие и прочные, прекрасно противостоят не только растягивающим, но и изгибающим, в том числе вибрационным нагрузкам. Если сравнить 2 нити с одинаковым модулем продольной упругости — стеклонить и арамидную, то арамидная нить окажется в 3 раза легче, в 2 раза меньше по габаритам, однако в 5 раз дороже. Отсюда главный недостаток арамидных нитей — это их стоимость. Современные стеклонити хорошо противостоят растягивающим нагрузкам, однако на больших пролетах становится ощутимо влияние ветровых нагрузок, приводящих к вибрации кабеля. Под воздействием постоянных изгибов стеклоровинг может постепенно деградировать. Исходя из этих свойств, сложилась такая практика, что самонесущий кабель до 15 кН чаще заказывают с усиливающими элементами из стеклонитей (без промежуточной оболочки до 10 кН), поскольку он значительно дешевле, но также позволяет обеспечить заявленный срок службы кабеля. Свыше 15 кН применяется кабель с усиливающими элементами исключительно из арамидных нитей.

5. Можно ли сваривать оптические волокна кабеля производства «Интегра Кабель» с волокнами других производителей?

При сварке волокон различных производителей, но соответствующих одной рекомендации международного союза электросвязи, например, G.652D могут возникать локальные затухания в месте сварного соединения. На рефлектограмме это выглядит как нисходящая или восходящая ступенька. Максимальный размер локального затухания определен нормативными документами как 0,05 дБ для 100% соединения и 0,1 дБ для 50% соединений (Приказ Госкомсвязи РФ № 97 от 17.12.97). Однако точно такая же ступенька может появляться и при сварке волокон одного производителя. Причина локального затухания на сварке кроется в разнице модовых пятен. Эта разница в установленных пределах существует не только у волокон разных производителей, но и волокон одного производителя разных партий. Т.е. все волокна, присутствующие на сегодняшний день на рынке, соответствующие одинаковой рекомендации международного союза электросвязи, свариваются между собой при условии использования качественного сварочного оборудования и соблюдении технологии сварки. Волокна с уменьшенными потерями на изгибе G.652А1 и G.652А2 имеют несколько меньший размер модового пятна, однако тоже полностью совместимы и свариваются с волокнами рекомендации МСЭ-Т G.652D. Превышение нормы потерь на сварке возможно при соединении волокон G.657В1 и G.657В2 с волокном G.652D.

6. Были ли у вас отрицательные отзывы по любому из видов кабельной продукции?

Качество кабеля — это баланс множества параметров и характеристик. Большинство параметров кабеля невозможно определить без использования специального оборудования и проведения испытаний в специализированных лабораториях. Либо недостатки кабеля могут проявиться в процессе эксплуатации в форме повышенного затухания либо обрыва оптических волокон. За время существования нашего завода не было ни одной претензии, связанной с несоответствием кабеля заявленным характеристикам. Однако нарекания на кабель были. Причины следующие:

• нарекания монтажников на сложность разделки кабеля. Например, для правильной работы самонесущего кабеля в спиральном зажиме необходимо плотное обжатие стеклонитей наружной оболочкой. При этом наружный слой нитей склеивается с оболочкой и затрудняет разделку кабеля.
• нарушение технологии монтажа. Например, монтажники для удобства размотки тяжелого кабеля, бронированного стальными проволоками кладут барабан плашмя, что категорически запрещено, и начинают сбрасывать витки кабеля через щеку барабана. Кабель при этом завивается в спираль — укладывать его становится невозможно.
• ошибочные выводы снабженцев о качестве кабеля. Снабженец держит в руках два образца одинаковых по назначению кабеля различных производителей. Один производитель добивается требуемого максимального значения удлинения волокна при МДРН за счет окна растяжения, т.е. пустот в кабеле, содержащих избыток волокна. Второй производитель использует большее количество силовых элементов и кабель получается менее габаритным. Снабженец делает вывод, что качественнее кабель тот, который больше.
• необоснованные требования при закупке. Например, требование волокна, стойкого к изгибам, при стандартных требованиях к минимальному радиусу изгиба самого кабеля. Переписывание в техническое задание при организации закупки всех параметров кабеля конкретного производителя.

7. Для чего существуют пустые модули в оптическом кабеле?

Оптический сердечник кабеля представляет собой скрутку оптических модулей вокруг центрального силового элемента. Такое решение не только обеспечивает прочность кабеля за счет наличия центрального силового элемента, но и дает некоторую свободу оптическим волокнам — так называемое окно растяжения. При воздействии на кабель растягивающей нагрузки кабель начинает удлиняться, но это удлинение не сразу передается волокнам. Сначала происходит распрямление волокон в оптических модулях, затем волокна начинают смещаться от центра модулей к центру кабеля и только потом начинают удлиняться. Поэтому, если заказчик приобретает кабель с волоконностью ниже, чем максимальная волоконность конкретной конструкции кабеля, чтобы не нарушать конструкцию сердечника, некоторые модули остаются пустыми либо их заменяют кордельными заполнителями, представляющими собой пруток соответствующего диаметра из любого гибкого полимера, например, полиэтилена. Наличие пустых модулей или кордельных заполнителей никак не отражается на эксплуатационных характеристиках кабеля. Другая причина появления кордельных заполнителей в сердечнике – это желание клиента иметь определенную раскладку волокон в модуле для обеспечения единообразия монтажа всей линии. Например, клиент хочет 6-модульную конструкцию с волоконностью 24, но для удобства монтажа заказывает раскладку по 8 волокон в модуле. Тогда в производство запускается конструкция не с максимальной волоконностью 24 волокна (6 модулей по 4 волокна), а конструкция с максимальной волоконностью 48 волокон (6 модулей по 8 волокон), но в ней будут заполнены только 3 оптических модуля, а остальные 3 будут пустыми, либо будут заменены кордельными заполнителями.

8. Почему при производстве ВОЛС часто встречаются бесцветные модули, ведь это создает определенные трудности при монтаже?

Применяемая производителями кабеля расцветка волокон и оптических модулей позволяет четко и однозначно идентифицировать каждое волокно с обоих концов кабеля. Расцветка волокон чаще всего содержит 12 цветов, плюс 12 таких же цветов с нанесением черных кольцевых меток с определенным шагом. В расцветке модулей используется несколько другая система — окрашиваются только 2 модуля из всей скрутки. У нас это красный и зеленый цвета. В скрутке красный модуль является счетным, т.е. первым, а зеленый модуль является направляющим (вторым), определяющим направление подсчета модулей. Т.е. по окружности скрутки натуральный модуль, следующий за зеленым, будет третьим и так далее. Технически имеется возможность окрашивать каждый оптический модуль в отдельный цвет, однако это приводит к значительному увеличению количества отходов и повышению цены кабеля. Т.е. окрашенный полимер при переходе на другой цвет нужно полностью слить. Кроме отходности увеличивается и трудоемкость кабеля из-за большего количества переходов. Окраска каждого модуля может быть оправдана только при заказах с большими объемами.

Оптические кабели для прокладки в полевых условиях

Оптические кабели для прокладки в полевых условиях

Ларин Ю.Т., кандидат технических наук
Овчинникова И.А., кандидат технических наук г. Москва, ОАО «ВНИИКП»

Полевые оптические кабели применяются для прокладки в полевых условиях на поверхности грунта, в самом грунте, через водные преграды, при подвеске на местных предметах, а также в стационарных условиях. Кабель может использоваться многократно, обычно содержит от 1 до 12 оптических волокон.

Требования, предъявляемые к полевому кабелю, очень жестки. При легкости и малом диаметре он должен обладать стойкостью к многочисленным внешним воздействиям, например, таким, как раздавливающие нагрузки до 600 Н/см, растяжение с усилием до 10 кН, 100 циклов изгибов на диаметр, равный 10 внешним диаметрам кабеля; перемотки с барабана на барабан, закручивания, а также быть устойчивым к воздействию влаги, грызунов, агрессивных сред, бензина, керосина, дизельного топлива, отрицательным и повышенным температурам в диапазоне от -60 до +700°С. Кроме того, полевой кабель не должен распространять горение.

Одна из наиболее трудно решаемых задач для полевых оптических кабелей — задача одновременной устойчивости к раздавливающим и растягивающим нагрузкам. Проблема защиты оптического волокна от растяжения разрешается, в основном, путем его свободной укладки в трубке модуля (обеспечение небольшой дополнительной длины волокна ). Стойкость к воздействию растягивающего усилия определяется бездеформационным (то есть только за счет распрямления) перемещением волокна внутри модуля: 
где  — продольная деформация осевой линии трубки модуля.

Случай  соответствует полному распрямлению волокна. Однако наличие дополнительной длины может привести к появлению изгибов, способствующих увеличению затухания сигнала в волокне при воздействии на кабель внешнего давления и низких температур.

Необходимо определить оптимальное значение запасной длины волокна.

Критерий стойкости ОК к воздействию рассматриваемых нагрузок выглядит следующим образом: 
где —  — допустимое значение увеличения затухания;  — допустимый запас волокна, соответствующий допустимому радиусу его кривизны , при котором увеличение затухания равно . Путем сложных вычислений была получена формула для расчета допустимого запаса волокна, при котором не происходит прирост затухания при одновременном воздействии внешнего давления и растягивающей нагрузки:

На рис. 1-3 показаны различные варианты конструкции полевых оптических кабелей, разработанных зарубежными фирмами, а на рис. 4 — конструкция полевого кабеля, разработанного ОАО «ВНИИКП».

В настоящее время заметна тенденция к дальнейшему снижению массогабаритных характеристик полевых кабелей. Необходимость выполнения этих требований заставляет разработчиков отказываться от использования металлических армирующих элементов. Для защиты от растягивающих нагрузок в конструкциях применяются арамидные нити. Нами были проведены исследования арамидных нитей марки «Русар», линейной плотностью 58,8 текс, скрученных в жгуты.

Измерения физико-механических характеристик нитей проводились с помощью разрывной машины фирмы Zwick. Для проведения испытаний было отобрано по 10 образцов каждого типа жгута. Концы образцов проклеивались клеем ПВА. После просушивания образцы крепились к испытательной машине с помощью тисочных зажимов. Проскальзывание и повреждение нитей в зажимах во время испытаний исключалось.

При измерении величины нагрузки до превышения заданного удлинения и модуля упругости жгутов длина нагружаемой части образцов составляла 500 мм, а скорость растяжения 50 мм/мин.

При измерении разрывной нагрузки длина нагружаемой части образцов была 100 мм, а скорость растяжения 100 мм/мин. Эксперименты показали, что в среднем модуль упругости Е для жгутов из крученых нитей составляет 129,7 Гпа, для некрученых — 123,0 Гпа.

На графике (рис. 5) показана зависимость растягивающей нагрузки от относительного удлинения для жгутов из различного числа нитей. Сплошной линией обозначены значения для скрученных нитей, пунктирной — для нескрученных.

На другом графике (рис. 6) можно видеть зависимость разрывной нагрузки от количества нитей в жгуте. Относительное удлинение при разрыве в среднем составило 2,7%. Анализ испытаний жгутов РУСАР® позволяет сделать вывод, что показатели скрученных жгутов немного лучше, чем из свободных нитей.

Замена металлических армирующих элементов на арамидные нити позволяет значительно улучшить характеристики полевых кабелей. Так, например, нами была изготовлена и испытана конструкция полевого электрического кабеля П-274МM, в которой стальные проволоки были заменены нитями марки «Русар».

Из данных таблицы 1 видно, что при сохранении требуемых электрических характеристик, стойкость к растягивающим нагрузкам увеличилась более чем в 5 раз, а масса провода стала меньше в 1,5 раза.

В полевых кабелях в качестве армирующих также используются стеклопластики.

Стеклопластиковые прутки так же, как и стальные проволоки, предотвращают продольное сжатие сердечника ОК во время эксплуатации при пониженных температурах, а также в процессе изготовления кабеля, поскольку обладают малым температурным коэффициентом линейного расширения (у стали — 10-5 град^-1, у стеклопластика — 0,6*10^-5 град^-1).

В таблице 2 приведены экспериментальные данные для нескольких видов стеклопластиков.

Стеклопластиковый элемент не выделяет вредных веществ. Материал горюч, хотя трудно воспламеняем: температура воспламенения в пределах 380 — 4100С. Благодаря своим механическим характеристикам, небольшой массе, диэлектрическим свойствам стеклопластики наиболее часто применяются в качестве центрального упрочняющего элемента в полевых кабелях.

Обязательным требованием для полевых ОК является стойкость к воздействию гидростатического давления и влагостойкость. Влагостойкость подразумевает, что при прокладке в воде в течение всего срока службы воздействие влаги не приведет к значительному ухудшению передаточных характеристик ОК. Проникновение влаги в неповрежденный кабель происходит за счет диффузии через элементы конструкции. Расчеты конструкций полевых ОК, проведенные по разработанной нами методике показывают, что можно гарантировать устойчивость кабеля к воздействию радиального проникновения влаги в течение 20 — 25 лет. Наличие гидрофобного заполнения практически не влияет на процесс диффузии и может продлить его всего на несколько месяцев.

Стойкость к воздействию гидростатического давления предполагает, что в течение 10 суток при воздействии гидростатического давления величиной в 1 атмосферу не произойдет распространение воды вдоль оси кабеля. Выполнение этого требования необходимо для предотвращения попадания воды в приемопередающую аппаратуру по поврежденному кабелю, расположенному в воде, в течение некоторого периода времени, необходимого для удаления и замены кабеля.

Проектирование специальных кабелей связи всегда индивидуально. Набор требований может быть столь специфичен, что для сохранения основных функциональных характеристик оптического кабеля продольная герметизация будет противопоказана. Проблема предотвращения проникновения воды внутрь оборудования может быть решена герметизацией соответствующих узлов или принудительным удалением воды из объекта. Следует обратить особое внимание на тот факт, что режим работы ОК при повреждении оболочки и других конструктивных элементов является аварийным. Такой кабель подлежит замене, однако, в течение некоторого времени еще может выполнять функцию передачи. Поэтому необходимо проводить для каждой разрабатываемой конструкции расчет длины продольного проникновения в кабель без специальной защиты от данного вида воздействия. И только в том случае, если полученный результат будет превышать допустимое значение, нужно заполнять конструкцию водопоглощающими или водоблокирующими материалами.

Таким образом, к полевым оптическим кабелям предъявляются наиболее жесткие требования по сравнению с другими кабелями связи, поэтому при разработке конструкций полевых кабелей необходимо проводить предварительный теоретический расчет на предмет стойкости к растягивающим, раздавливающим, температурным воздействиям, а также расчет продольной длины проникновения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Геча Э.Я. Разработка метода расчета оптического кабеля на воздействие растягивающего усилия и гидростатического давления. / Диссертация на соискание уч. степени канд. тех. наук., М.: ВНИИКП, 1987, 169 с.
2. Семенова И.А. Исследование воздействия влаги на оптические кабели. / Диссертация на соискание уч. степени канд. технических наук, М.: МЭИ, 1998г., 126 с.
3. Семенова И.А., Рязанов И.Б. Защита оптических кабелей от воздействия влаги. — «Электросвязь» — 1999г. — № 2 — с. 14 — 17.
4. Семенова И.А., Геча Э.Я., Рязанов И.Б. О продольной герметичности кабелей с водопоглащающим материалом. — «Электротехника». 1999г. — № 11 — с. 47 — 49.
5. Семенова И.А., Ларин Ю.Т. Вопросы создания водонепроницаемых оптических кабелей. — «Кабели и провода», 2000г. — № 3 — 4. — с. 49 — 53.
6. Геча Э.Я., Ларин Ю.Т. Продольная герметизация полевых оптических кабелей: необходимость, целесообразность, возможность. — «Кабели и провода», 2000г. — № 6 — с. 27 — 30.

Статья предоставлена порталом о Радиоэлектронике и Телекоммуникациях www.informost.ru

 

Возможность увеличения срока службы волоконно-оптических линий связи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 53.092

РО!: 10.17586/0021-3454-2015-58-7-561-564

ВОЗМОЖНОСТЬ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

И. О. Косяков, М. А. Липская, А. К. Мекебаева, А. Б. Матаева

Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, 050012, Алма-Ата, Казахстан E-mail: [email protected]

Представлено исследование факторов, влияющих на прочность оптического волокна в процессе его эксплуатации. Для увеличения срока службы волоконно-оптических линий связи предложена конструкция кабеля, волокно в котором размещено свободно и имеет запас на относительное удлинение, составляющее 2—5 % от общей длины.

Ключевые слова: оптический кабель, оптическое волокно, прочность оптического волокна, срок службы ВОЛС, прокладка ВОЛС.

Прочность оптического волокна является параметром, непосредственно влияющим на срок службы волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), который согласно требованиям должен составлять 25 лет. К важнейшим параметрам долгосрочной работоспособности ВОЛС относится механическая надежность волокна. Именно этот показатель определяет, насколько просто и эффективно можно осуществлять сращивание волокон при изменении конфигурации сети, ремонте и техническом обслуживании. Проведенные в компании «Corning Incorporated» (США) испытания показали, что характеристики прочности оптических волокон в процессе длительной эксплуатации не изменяются [1]. Следовательно, одним из основных параметров при оценке срока службы оптических линий связи является напряжение растяжения волокна.

Прочность оптического волокна, как известно, зависит от приложенного напряжения, которое выражается отношением

4 F

a=^ (1)

где F — сила, приложенная к волокну; d — диаметр волокна, тогда долговечность оптического волокна определяется выражением

t = t (L, a, P), (2)

где L — длина волокна, P — вероятность его разрушения.

В целом можно отметить относительность данных параметров, так как они напрямую зависят от конструкции оптического кабеля, который препятствует приложению напряжения о к волокну вследствие того, что имеет прочный сердечник в своей основе. Однако с течением времени под воздействием нагрузок на кабель происходит относительное удлинение сердечника и, как следствие, удлинение самого волокна, которое не должно превышать 1 % [2]. Для того чтобы оценить нагрузки, воздействующие на кабель, проложенный в земле, трассу его прохождения можно отобразить схемой (рис. 1), где показаны различные факторы естественного и антропогенного характера, оказывающие давление на оптический кабель. Среди основных факторов следует выделить влияние нагрузки, оказываемой транспортным средством, которая рассчитывается по теории Буссинеска о распределении давления.

Максимальное вертикальное давление возникает непосредственно под точкой приложения нагрузки и определяется уравнением

0,478Т

Чт , (3)

где Т — нагрузка транспортного средства на ось, Н — глубина засыпки кабеля.ЩШШЩ

шшШШШ

Щ’ШШШШШШШ?

Рис. 1

В результате воздействия вышеупомянутых факторов может возникнуть давление, которое приведет к относительному удлинению кабеля и превышению 1 %-ного лимита удлинения для оптического волокна. Участок кабеля можно промоделировать, используя методику (согласно стандартам ITU [3]) испытания оптического волокна с применением подвешиваемого к нему груза.

На рис. 2 буквами А и Б обозначены соответственно начало и конец моделируемого участка, а масса m соответствует приложенному напряжению. С течением времени при определенных условиях, таких как повышенная влажность, увеличивающийся поток транспорта, напряжение будет возрастать, и при достижении критического значения о волокно внутри кабеля разрушится.

Рис. 2

Решением данной проблемы может быть применение кабеля, волокно в котором размещено свободно и имеет запас на относительное удлинение, при этом длина волокна в кабеле увеличится на величину £доп, составляющую не более 2—5 % от общей длины кабеля. Изготовление подобного типа кабеля можно осуществить, размещая оптическое волокно в пластиковой трубке с воздухом. Диаметр трубки должен составлять 200—500 % от диаметра волокна соответственно для 2- и 5 %-ного запаса на относительное удлинение. При использовании

подобного метода волокно располагается не параллельно относительно трубки, а имеет некоторый изгиб, за счет которого и обеспечивается дополнительная длина волокна. Подобный тип кабеля представлен на рис. 3.

Продольное сечение кабеля

Сердечник

Поперечное сечение трубки с волокном

Свободное пространство

Оптическое волокно

Рис. 3

Свободное пространство внутри кабеля необходимо для беспрепятственного движения в нем оптического волокна в случае удлинения кабеля под воздействием внешних факторов. Предложенная конструкция оптического кабеля позволит пренебречь такими параметрами, как максимальное вертикальное давление и просадка грунта при прокладке кабеля, и существенно снизить нагрузку на волокно. Применение таких кабелей возможно и при прокладке ВОЛС воздушным способом, при котором напряжение g зависит от массы кабеля.

Результатом использования подобных кабелей может стать значительно увеличение срока службы оптических волокон и волоконно-оптических линий связи в целом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. www.corning.com/docs/ru/ru/fiber_explotation.pdf.

2. Инденбаум Д., Сироткин С. Самонесущие оптические кабели с вынесенным силовым элементом и оптической частью в виде трубки: недостатки конструкции // Первая миля. 2011. № 4. С. 44—47.

3. ITU-T Recommendation G.650.1 Corrigendum 1 (08/13). 2010.

Марина Анатольевна Липская

Ардак Кабдилмантовна Мекебаева

Аиым Бакытовна Матаева

Рекомендована кафедрой радиотехники и телекоммникаций

Сведения об авторах

канд. техн. наук, доцент; Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, кафедра радиотехники и телекоммникаций; E-mail: [email protected]

канд. хим. наук, доцент; Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, кафедра радиотехники и телекоммникаций; E-mail: [email protected]

магистрант; Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, кафедра радиотехники и телекоммникаций; E-mail: [email protected]

Поступила в редакцию 13.04.15 г.

Ссылка для цитирования: Косяков И. О., Липская М. А., Мекебаева А. К., Матаева А. Б. Возможность увеличения срока службы волоконно-оптических линий связи // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 7. С. 561—564.

POSSIBILITY TO EXTEND LIFE CICLE OF FIBER OPTIC COMMUNICATION LINE I. O. Kosyakov, M. A. Lipskaya, A. K. Mekebaeva, A. B. Mataeva

M. Tynyshpaev Kazakh Academy of Transport and Communications, 050012, Alma-Ata, Kazakhstan E-mail: [email protected]

Factors affecting optical fiber durability during operating are analyzed. A new design of fiber optic cable is proposed to extend the communication line service life. The fibers in the cable are arranged loosely and have enough place for relative elongation of 2—5 %.

Keywords: optical cable, optical fiber, optical fiber durability, fiber optic communication line installation.

Data on authors

PhD, Associate Professor; M. Tynyshpaev Kazakh Academy of Transport and Communications, Department of Radio Engineering and Telecommunications; E-mail: [email protected]

PhD, Associate Professor; M. Tynyshpaev Kazakh Academy of Transport and Communications, Department of Radio Engineering and Telecommunications; E-mail: [email protected]

Graduate Student; M. Tynyshpaev Kazakh Academy of Transport and Communications, Department of Radio Engineering and Telecommunications; E-mail: [email protected]

Reference for citation: Kosyakov I. O., Lipskaya M. A., Mekebaeva A. K., Mataeva A. B. Possibility to extend life cicle of fiber optic communication line // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Priborostroe-nie. 2015. Vol. 58, N 7. P. 561—564 (in Russian).

DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-7-561-564

Marina A. Lipskaya — Ardak K. Mekebaeva — Aiym B. Mataeva —

Переходим с медного кабеля на оптоволокно: все за и против

Волоконно-оптический кабель сегодня активно применяется для передачи аудиовизуальных сигналов и данных на большие расстояния в широком спектре разнообразных AV, телекоммуникационных и сетевых приложений, превосходя по ряду характеристик кабель, использующий вместо оптических волокон медные жилы. Разбираемся в его основных преимуществах и недостатках.

Рынок оптической передачи данных все быстрее развивается и, согласно отчету консалтингового агентства Fior Markets, вырастет к 2025 году до $7,89 млрд, обеспечивая среднегодовой рост на уровне 11,7%. Основной триггер этого процесса — повсеместное внедрение различных версий конфигурации Fiber To The X (FTTx — оптическое волокно до точки X), а также повышение требований к пропускной способности сетей и безопасности личных данных.

Если сравнивать между собой два наиболее распространенных стандарта кабелей, то медный провод работает с электрическими сигналами, проходящими по металлическим жилам, в то время, как волоконно-оптический транслирует сигналы в световой форме, что требует применения устройств, осуществляющих преобразование электрических сигналов в свет и обратно. Как правило, источником света в подобной конструкции служит лазер или светодиоды, а устройствами преобразования — локальный передатчик и удаленный приемник. При этом для максимально качественной передачи амплитуда, частота и фаза света на всем пути прохождения по кабелю должны быть стабильны и не подвержены внешним колебаниям. Чем же такой подход, особенно учитывая необходимость применения для преобразования дополнительного оборудования, лучше классического медного кабеля?

Основные преимущества и недостатки перехода на волоконно-оптическую передачу данных:

Пропускная способность

При одинаковом диаметре кабеля волоконно-оптическое соединение способно обеспечить значительно более широкую полосу пропускания, чем медная витая пара, позволяя транслировать гораздо больше данных. Это значит, что один и тот же сигнал, например, 4K-видео за одинаковый промежуток времени по разным кабелям будет предаваться без потерь на разное расстояние и с разной скоростью.

Дальность и скорость передачи

Лазер, применяемый в волоконно-оптическом кабеле, движется со скоростью, составляющей примерно одну треть от скорости света. Электроны в медном кабеле движутся со скоростью менее 1% от скорости света. Столь внушительная разница накладывает свой отпечаток как на скорость передачи данных, так и на максимально допустимую дальность соединения. Стандартное расстояние, на которое способен передавать медный кабель, обычно не превышает 100 метров. Многомодовое оптоволокно позволяет увеличить это расстояние до 300 метров, а одномодовое, при правильном подборе остальных компонентов системы, до 10 км.

Помехозащищенность

Волоконно-оптический кабель не содержит металлических компонентов, в результате чего невосприимчив к электромагнитным и радиочастотным помехам и способен эффективно работать при экстремальных изменениях температуры и влажности, которые могут быть критичны для медного кабеля.

Безопасность

Отсутствие в волоконно-оптической технологии передачи электрических сигналов делает невозможным перехват пользовательских данных третьими лицами, а попытки физического доступа могут быть в кратчайшие сроки детектированы. Столь высокий уровень безопасности сделал оптику крайне популярной в государственных и банковских приложениях, для которых этот фактор критичен. Другим преимуществом отсутствия в кабеле электрического тока является полное решение проблем с короткими замыканиями, искрением и другими схожими неполадками, что делает их подходящими для использования на взрыво- и пожароопасных объектах, например, химических или нефтеперерабатывающих заводах.

Недостатки

Естественно, помимо преимуществ, есть у технологии и недостатки. Волоконно-оптический кабель, как правило, изготавливается из стекла, поэтому он более хрупок, чем медный, и требует более аккуратного обращения при монтаже и эксплуатации. За счет более сложной стыковки элементов кабельной инфраструктуры инсталляции с волоконно-оптическим соединением более трудны в реализации. Необходимость использования для трансляции данных приемников и передатчиков, осуществляющих преобразование сигналов из электрических в оптические и обратно, повышает стоимость самой инфраструктуры. Наконец, с увеличением дальности передачи повышается и рассеивание света, что требует для проектов, где нужно покрыть большое расстояние, применения лазеров с короткой длиной волны, которые сложнее и дороже в изготовлении. Соответственно, чем больше дальность, тем выше стоимость соединения.

Классификация

Волоконно-оптический кабель состоит из сердечника, включающего одну или несколько стеклянных нитей, по которым проходит световой сигнал, оплетки и различных защитных слоев. Кабель с одной жилой называется одномодовым, имеет меньший диаметр сердечника, составляющую 8-9 микрон, и использует длину волны (1310 нм или 1550 нм), что позволяет передавать сигналы на большие расстояния и с более высокой скоростью. Толщина жилы многомодового кабеля стандартна — 50 или 62,5 микрон, а длина волны может быть от 650 до 850 нм. Они классифицируются, как OM1/2/3/4, при этом OM1 и OM2 чаще всего построены на базе светодиодного источника света и покрыты оранжевой оболочкой, в то время, как OM3 и OM4 обычно используют лазеры VCSEL (поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором) с длиной волны 850 нм и покрыты оболочкой цвета морской волны. Одномодовые кабели классифицируются, как OS1 и OS2, но различия в них заключаются в конструкции самого кабеля, а не характеристиках оптического волокна. На цвет оплетки также могут влиять исполнение для внутренней и наружной эксплуатации и гибридная конструкция.

Источником света при оптоволоконной передаче может выступать как лазер, так и светодиоды. Они работают с длиной волны выше видимого диапазона, но ниже инфракрасного. В одномодовых кабелях применяются лазеры с большой длиной волны, а в многомодовых — лазеры или светодиоды с короткой длиной волны. Поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором устанавливают в основном в многомодовых соединениях с длиной волны 850 нм, которые используются для передачи сигналов на расстояния до 500 метров. Лазеры Фабри-Перо чаще можно встретить в одномодовых волоконно-оптических кабелях с длиной волны 1310 нм и 1550 нм, предназначенных для передачи сигналов со скоростью до 1,25 Гб/с на большие дистанции, но не дальше, чем на 20 км. Лазеры с распределенной обратной связью характеризуются такой же длиной волны, как и Фабри-Перо, но могут передавать сигналы на расстояния до 40 км.

Дополняют все это гибридные кабели, в которых применена комбинация из волоконного и медного компонентов, называемые активными оптическими кабелями. Подобная конфигурация использует лазеры VCSEL для высокоскоростной передачи видеосигналов по многомодовому соединению, а медные жилы отвечают за передачу сигналов управления. Такие кабели популярны в соединениях, длина которых не превышает 100 метров, и превосходят по ряду ключевых характеристик классические медные кабели, уступая полностью волоконно-оптическим.

Удлинители

Широкий ассортимент удлинителей для передачи AV и KVM сигналов по оптоволоконным сетям на разное расстояние и с разной скоростью можно найти в ассортименте компании ATEN. Например, модель VE883 K1, построенная на базе поверхностно-излучающего лазера с вертикальным резонатором с длиной волны 850 нм, способна транслировать по многомодовому кабелю 4K-сигнал и управляющие команды, поступающие через порт HDMI, на дистанцию до 300 метров, а VE883K2 на базе лазера с распределенной обратной связью с длиной волны 1310 нм позволяет транслировать 4K-сигнал по одномодовому кабелю на дистанцию до 10 км. Модель VE882, также снабженная портом HDMI, подойдет для трансляции сигналов с разрешением 1080p@60 и управляющих команд ИК и RS-232 по одномодовому кабелю на расстояние до 600 метров.

Линейка CE объединяет устройства для работы не только с видеосигналами, для подачи которых предусмотрены порты DVI, но и с USB-данными и KVM-сигналами. Модель CE680 может передавать по одномодовому кабелю видео с разрешение WUXGA на расстояние до 600 метров, а CE690 — уже на 10 километров. Все удлинители представляют собой комплект из приемника и передатчика, выполненных в компактных корпусах. Также ATEN выпускает приемопередатчики в форм-факторе SFP, предназначенные для установки в материнские платы сетевых устройств. Например, модуль 2A-137G с лазером с длиной волны 1310 нм позволяет передавать по одномодовому кабелю сигналы на расстояние до 10 километров.

Читайте АВ Клуб в Telegram

Как тестируется оптоволоконный кабель? Самый подробный обзор испытательной лаборатории.

Тестирования прочности на растяжение  IEC-60794-1-21: метод E1     Этот метод тестирования применяется к оптоволоконным кабелям, которые испытываются на определенную прочность на растяжение, чтобы исследовать поведение затухания и/или деформации, удлинения волокна в зависимости от нагрузки на кабель, которая может возникнуть во время монтажа или эксплуатации.  Максимальное растягивающее усилие: 2 кН и 100 кН
Испытание на износ:  IEC-60794-1-21: метод E2     Целью этого испытания является в том чтобы определить способность оболочки или маркировки оболочки волоконно-оптического кабеля противостоять износу.  Устойчивость к износу волоконно-оптических кабелей имеет два аспекта:  1) Способность оболочки противостоять износу, E2A  2) Способность кабельной маркировки противостоять изнозу, E2B
Пресс-тест на устойчивость:  IEC-60794-1-21: метод E3     Цель этого теста — определить способность волоконного кабеля выдерживать длительные и кратковременные нагрузки.     Максимальное усилие пресса: 10 кН  Диаметр кабеля: 2 — 40 мм
Испытание на ударопрочность: IEC-60794-1-21: метод E4   Цель этого теста — определить способность волоконно-оптического кабеля противостоять ударам.   Количество циклов: 1 — 9999 Диаметр кабеля: 2 — 40 мм
Повторяющееся испытание на изгиб IEC-60794-1-21: метод E6   Цель этого теста — определить способность волоконно-оптического кабеля выдерживать многократные изгибы.     Угол изгиба: ± 90 ° Количество циклов: 1 — 9999 Диаметр кабеля: 2 — 40 мм
Испытание на скручивание кабеля IEC-60794-1-21: метод E7   Этот метод предназначен для определения способности волоконно-оптического кабеля выдерживать механическое скручивание. Основная цель этой процедуры состоит в измерении любых изменений оптической мощности оптического волокна, когда на кабель действует сила кручения, внешняя по отношению к оболочке кабеля. Вторичной целью является оценка вероятности физического повреждения, которое может возникнуть в результате таких нагрузок.     Угол кручения: ± 90 °, ± 180 °, ± 360° Длина кручения: 1000 мм Диаметр кабеля: 5 — 40 мм
Испытание на изгиб IEC-60794-1-21: метод E8   Цель этого теста — определить способность волоконно-оптического кабеля выдерживать многократные изгибы при эксплуатации. Это специализированный тест, предназначенный для определенных типов кабелей, таких как кабель лифта и тому подобное.   Количество циклов: 1 — 9999 Диаметр кабеля: 2 — 40 мм
Тест на излом: IEC-60794-1-21: метод E10   Цель этого теста — определить минимальный диаметр петли в начале перегиба оптоволоконного кабеля.     Ход вытягивающей головки: 50-500 мм Скорость вытягивания: 0 — 100 мм / с
Испытание на изгиб IEC-60794-1-21: метод E11   Цель этого теста — определить способность волоконно-оптического кабеля или кабельного элемента выдерживать изгибание вокруг испытательной оправки.   Количество циклов: 1 — 9999 Диаметр кабеля: 1,5 — 40 мм
Температурный тест IEC-60794-1-22: метод F1   Этот метод измерения применяется к оптоволоконным кабелям, которые испытываются циклическим изменением температуры, для того чтобы определить стабильность кабеля и его затухания при подвержении изменениям температуры.     Диапазон температур: от -60 ° C до 100 ° C Тестовое пространство: 6 м3

ВОЛС — волоконно-оптический кабель или оптоволокно, проще говоря.

В этом посте я расскажу о том, что такое оптоволокно и в чем его преимущества перед обычными медными линиями связи.

Что такое Волоконно-оптические линии связи или ВОЛС

На сегодняшний день оптоволоконные сети — это одно из самых-самых перспективных направлений в области связи. В первую очередь потому, что пропускная способность оптоволокна в разы выше, чем у обычных медных сетей. Второе значительное преимущество — оптика практически невосприимчива к электромагнитным полям и наводкам — одной из главных головных болей обычных сетей. Проще говоря — на оптоволокно не действую грозы и электрические наводки. Третье из преимуществ — возможность передавать сигнал на большое расстояние практически без потерь. 10 или 40 километров по оптике — плёвое расстояние, достаточно лишь поставить нужный модуль SFP.

Главный минус — большая стоимость прокладки оптоволокна и дорогое оборудование. Радует только то, что цены на оборудование ВОЛС постоянно падают и в скором времени должны догнать обычную медь. Именно поэтому, до недавнего времени оптический кабель использовался только для построения магистральных каналов провайдеров. Последние несколько лет ситуация коренным образом изменилась.  С приходом технологии FTTB, оптика дошла до многоквартирных домов. А уже технология FTTC (GEPON, GPON) завела оптоволокно в квартиру. Хотя в пределах помещения по прежнему используется обычная витая пара.

оптический патч-корд ШОС SC-SC

Принцип работы

В основе работы оптоволоконной сети лежит технология использования света, как основного источника информации. При отправке, информация преобразуется в световую волну. Получатель же делает обратную трансформацию света в информацию.
Почему именно свет? Его гораздо проще передать на большое расстояние с наименьшими при этом потерями сигнала вне зависимости от наличия электромагнитных полей. Электрический ток на таком расстоянии будет иметь значительные потери. К тому же, оптический сигнал способен нести больше информации, чем электрический. Единственная сложность — надо соблюдать законы оптики «от и до», т.к. эти технологии более тонкие и очень чувствительны к качеству используемых материалов и аккуратности производимых работ.

Разновидности оптических коннекторов

Преимущества оптоволокна:

Передача информации по ВОЛС имеет ряд значительных преимуществ перед электрическими каналами, которые вытекают из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.
— Широкая полоса пропускания
Большая полоса пропускания — это, фактически, самое важное преимущество оптоволокна над медной или любой другой средой передачи информации. Тут всё дело в очень высокой частоте несущей — 1014Гц, которая дает в теории возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации аж в несколько терабит в секунду.

— Высокая помехозащищенность
Оптоволокно изготавливается из высококачественного диэлектрического материала, которые невосприимчив к электромагнитным помехам, как со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, так и со стороны таких природных явлений, как гроза. Даже, присущая многожильным медным кабелям проблема перекрестного влияния электромагнитного излучения в ВОЛС не имею никакого влияния.
— Защита от несанкционированного доступа
Информацию, передаваемую по оптическим каналам нельзя подслушать, ведь оптоволокно не не излучает ничего в радиодиапазоне. Подключиться к нему тоже проблематично, так как это требует специально ввариваться в кабель, что сразу же будет замечено ввиду того, что упадет линк будет и подан сигнал тревоги.

— Длительный срок эксплуатации
Конечно, со временем стекло может менять свои свойства под действием различных сред, что сразу найдет отражение в росте показателей затухания.Тем не менее, на текущий момент срок службы оптического кабеля составляет примерно 25 лет. И технология постоянно совершенствуется.

В рубрику «Решения корпоративного класса» | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Занимая одну шестую часть суши при малой заселенности территории, Россия отличается от других стран такими особенностями телекоммуникационных линий связи, которые в большинстве стран не встречаются. Редакция журнал «Технологии и средства связи» представляет мнение экспертов индустрии волоконно-оптических кабелей о тенденциях развития российской отрасли кабелей связи и кабельного оборудования.

Как вы можете оценить современный этап развития волоконно-оптических сетей и кабельного оборудования России и стоит ли ожидать роста объемов производства оптических кабелей в ближайшей перспективе?

Татьяна Колчанова

Заместитель генерального директора ООО «Научно-производственное предприятие Старлинк»

— В настоящее время волоконно-оптические сети завоевывают все больший объем рынка в России и развиваются достаточно активно. Например, только за 2011 г. производство оптических кабелей в одноволоконном исчислении возросло с 4380 до 7110 тыс. км. В 2012 г. планировалось увеличить производство до 8366 тыс. км, однако за первое полугодие было произведено всего 2973 тыс. км оптических кабелей в одноволоконном исчислении [материалы семинара во ВНИИКП 17.10.2012]. В связи с расширением проникновения ШПД на российский рынок следует ожидать дальнейшего роста объемов производства ОК до 2020 г.

Сергей Онищенко

Технический директор -менеджер по маркетингу ЗАО «СОКК»

— На сегодняшний день в России фактически не существует избыточной инфраструктуры на большей части направлений. Ведущие операторы ежегодно вкладывают серьезные средства в развитие своих сетей, но тем не менее по темпам строительства линий связи мы значительно отстаем от того же Китая. Данные средства необходимы для реализации многих правительственных инициатив в области телекоммуникаций — таких как электронное правительство, телемедицина и т.д. Поэтому есть основания полагать, что объемы строительства должны расти.

Алексей Сандалов

Директор по маркетингу и продажам компании «ОФС-Связьстрой-1-ВОКК»

— Сегодня в России наблюдается ежегодный рост потребления волоконно-оптического кабеля. Так, по данным ВНИИКП, рост производства оптического кабеля в одноволоконном исчислении в 2011 г. составил 64% по сравнению с 2010 г. Рост объемов потребления кабеля ожидается и в дальнейшем, что, безусловно, подтолкнет производителей к наращиванию производственных мощностей.

Александр Хорьков

Главный инженер ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод»

— В основе телекоммуникаций любой страны лежат именно волоконно-оптические кабели. К пониманию этого в России уже пришли и начали активно строить информационную инфраструктуру. Пусть на сегодняшний день мы значительно отстаем от развитых стран, и того же Китая по потреблению оптических кабелей, но все говорит о том, что рост будет. Динамика последних лет позитивна (за исключением, конечно, кризисного года). По нашим прогнозам, будет рост именно внутриобъектовых оптических кабелей.

Могут ли стать главным драйвером роста объемов производства внутриобъектовые оптические кабели? Какую долю в процентном соотношении они уже сегодня занимают на рынке оптических кабелей и какую долю, по вашим оценкам, они могут занять в ближайшей перспективе?

Татьяна Кончалова
— Да, сегодня это утверждение вполне справедливо в связи с завершением прокладки магистральных кабелей и переходом к формированию внутриквартальной и внутридомовой оптоволоконной инфраструктуры. К сожалению, Россия значительно отстает от развитых в телекоммуникационном отношении стран (ОАЭ — 55%, Южная Корея — 16%, Япония — 32%, Норвегия — 14%, США — 7%) по внедрению способа FTTH (волокно в квартиру), в России — всего 1,5%.

Алексей Сандалов
— Внутриобъектовые О К, безусловно, станут главным драйвером роста в самом ближайшем будущем. Это связано с «приближением» оптики к абоненту. Если совсем недавно оптический кабель доходил до многоквартирного дома, а дальше информация передавалась по медным кабелям, то сейчас oneраторы развивают проекты оптики до квартиры, что потребует развития и городских, и магистральных оптических линий. Доля внутриобъектовых кабелей будет расти, но на среднюю волоконность российских кабелей это серьезно не повлияет, так как такие кабели в основном одноволоконные.

Александр Хорьков
— На сегодняшний день мы считаем, что главным драйвером роста производства внутриобъектовые О К не станут. Да, производство и потребление будут расти, но отнюдь не скачкообразно, а достаточно плавно. На наш взгляд, акцент будет сделан на производстве кабелей для магистральных линий за счет увеличения числа волокон.

В связи с вступлением России в ВТО с какими, на ваш взгляд, позитивными или негативными факторами могут столкнуться кабельные заводы? Грозит ли российскому рынку оптических кабелей наплыв зарубежных компаний, вытеснение российских производителей с российского рынка или сработает основной смысл вхождения в ВТО более свободное проникновение собственного экспорта на другие рынки?

Татьяна Колчанова
— Импортные пошлины на ОК в настоящее время составляют 15%, а в связи со вступлением в ВТО должны быть уменьшены до 0 в течение трех лет, по 5% в год. В связи с этим конкуренцию ввозимой продукции смогут составить только новые конструкции кабелей, максимально отвечающие требованиям современного рынка. Они должны быть миниатюрными, гибкими, легкими и обеспечивать передачу до конечного потребителя контента в рамках концепции Multyplay.

Сергей Онищенко
— К сожалению, производителей оптических кабелей ожидают самые негативные последствия вступления в ВТО. По его условиям, в течение трех лет — до 2015 г. — РФ обязуется снизить до нуля ставку таможенной пошлины на оптические кабели (действующая ставка равна 15%), а на материалы, используемые в их производстве только до 3-13%. Поскольку доля импортных материалов, используемых в производстве оптического кабеля в РФ, составляет около 80%, отечественный кабель становится неконкурентоспособным в сравнении с продукцией, ввозимой из стран ВТО, особенно из Китая, не говоря о его экспорте. Если со стороны российских властей не будет принято никаких мер по защите отечественного производства, его дальнейшее развитие станет нецелесообразным.

Алексей Сандалов
— Признаться, плюсов для российских кабельных заводов от вступления России в ВТО видно немного либо не видно вовсе.

Наша компания в данный момент поставляет свою продукцию в Казахстан, Беларусь и страны Евросоюза. Но при поставках во все эти страны волоконно-оптического кабеля таможенные пошлины и так нулевые. Однако для нашего завода вступление России в ВТО позволит значительно облегчить процессы кооперации с другими заводами компании ОФС во всем мире, но опять же только по импорту кабеля и его компонентов в Россию. Некоторые типы кабеля, производимые на заводах ОФС и востребованные на российском рынке, на заводе в Воронеже пока не производятся.

Александр Хорьков
— На эту тему говорится уже давно и много. Кто-то пугает негативными последствиями, кто-то пытается взглянуть на предмет всесторонне. Так делаем и мы. Касательно производства и потребления ОК в условиях ВТО есть и положительные моменты, и отрицательные.

К отрицательным в первую очередь мы относим такие факторы, как увеличение на российском рынке продукта из стран Юго-Восточной Азии, проще говоря, из Китая. Снижаются пошлины, пусть и постепенно, а это значит, что открываются ворота для дешевого кабеля, зачастую, вполне вероятно, не совсем качественного. Из-за несовершенства сертификационного законодательства такой продукт может попасть на рынок. И в погоне за ценой потребитель может остановить свой выбор на более дешевом. А дешевле он может быть еще и потому, что пошлины на кабель снижаются, а на ввозимые материалы для производства его в России — нет! К сожалению, приходится констатировать, что все основные материалы для изготовления оптического кабеля нам приходится приобретать за границей.

Но есть и положительные моменты — это так называемый волшебный пинок, который получит каждый российский производитель и соответственно может оптимизировать процессы и затраты, а значит стать более конкурентным. Ну и в перспективе вполне реально выйти со своим продуктом на экспорт.

Значительная часть территории России находится в зонах со сложными природно-климатическими условиями (вечная мерзлота, низкие температуры, водные преграды, скальные грунты и др.) — Очевидно, что кабели по своим техническим параметрам должны быть адекватны условиям их применения. Как вы справляетесь с этой задачей?

Татьяна Колчанова
— Нашему предприятию за последнее время удалось решить эту проблему: СЛ-ОКМБ-03 — самый миниатюрный бронированный оптический кабель!

Использование стальных канатных проволок с максимальным разрывным усилием 1770 Н/мм2 позволяет кабелю при минимальных габаритах и массе выдерживать нагрузки, возникающие при прокладке в грунте и кабельной канализации, обеспечивая максимальное удобство при прохождении занятых другими кабелями участков.

По сравнению со стандартными грунтовыми кабелями получается более низкая стоимость как самого кабеля, так и в целом строительства подземной ВОЛС с малым количеством волокон. Конструкция была специально спроектирована для количества волокон до 8 (что достаточно для «последней мили») и не содержит «пустышек»-корделей, которые неизбежно оплачиваются потребителями при закупке маловолоконных кабелей со стандартной многомодульной конструкцией.

Высокая стойкость к изгибам и перепадам температур в сочетании с оболочкой, стойкой к ультрафиолету и одновременно не поддерживающей горение, позволяет использовать СЛ-ОКМБ в строительстве как подземных участков линий, так и наземных и даже внутри помещений, что позволяет экономить на муфтах при входе линии внутрь помещений.

Отсутствие в конструкции полимерного модуля дает преимущество этой конструкции по допустимому температурному диапазону, позволяя при использовании специальных оптических волокон и оболочки доводить максимальную температуру эксплуатации кабеля до 260 ° С. Со стандартной оболочкой кабель работоспособен при температурах от -60 до +70 °С.

Отметим, что прокладка хорошо защищенного, гибкого и малогабаритного кабеля СЛ-ОКМБ позволяет избежать или уменьшить затраты на перевозку, прокладку, установку в плотно забитые канализации связи, а также ремонт ВОЛС, обеспечивая простоту замены кабелей предшествующих поколений и уменьшая время и стоимость сервисных и вспомогательные работ.

Сергей Онищенко
— Наши кабели надежно работают в самых сложных условиях — в грунте за Полярным кругом, на переходах через крупнейшие реки — Волгу, Ангару, на высоковольтных линиях электропередачи в горах Северного Кавказа и пр. Как будет работать кабель в сложных условиях, зависит от двух факторов — правильности выбора параметров кабеля проектировщиком и обеспечения этих параметров изготовителем. За 15 лет работы на рынке мы не получили ни одной рекламации.

Алексей Сандалов
— Можно сказать, что ЗАО «ОФС Связьстрой-1-ВОКК» как раз специализируется на производстве кабеля для сложных областей применения: для прокладки в мерзлотные грунты, в сейсмически опасных районах, в Заполярье, гористой местности, районах, зараженных грызунами, для подводной прокладки и пр. Методика расчета и производства волоконно-оптических кабелей, полученная от родительской компании ОФС (США), позволяет выпускать продукцию для самых сложных задач. Это преимущество сделает менее ощутимым для нашего завода удар от наплыва дешевой продукции из Юго-Восточной Азии. А вот производителям, выпускающим только простые дешевые конструкции, придется крайне нелегко.

Александр Хорьков
— Производимые нами оптические кабели полностью удовлетворяют «Правилам применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон».

Если необходимо изготовить кабель для особых условий — специалисты нашего  завода готовы это сделать.

В частности, в настоящее время нами совместно с ОАО «ВНИИКП» и рядом других производителей оптических кабелей ведутся разработка и согласование методики испытаний кабеля на сейсмостойкость.

Является ли существующая база достаточной для эффективного внедрения ОК на телекоммуникационные сети? Если это не так, то каковы ваши предложения по ее модернизации или созданию новой нормативной базы?

Татьяна Колчанова
— Основными направлениями совершенствования нормативной базы, на наш взгляд, является:

• внедрение системы единого маркообразования;
• внедрение системы единой сертификации.

Сергей Онищенко
— Нормативная база не должна быть условием (достаточным, эффективным или каким-либо еще) для внедрения ОК. Она должна быть авторитетным справочником, фиксирующим достигнутый уровень, дающий рекомендации по согласованию параметров различных устройств связи. Российские ГОСТы уже сейчас являются таким справочным материалом. И только приказ Минсвязи № 47 от 19.04.2006 г. является обязательным нормативным документом. Конечно, и приказ и ГОСТы отстали от текущего уровня развития кабелей. И не стоит пытаться догонять (и тем более опережать) этот уровень. Эффективнее было бы обеспечить легкий доступ к аналогичным зарубежным стандартам — обеспечить грамотный перевод последних версий стандартов IEC, VDE, FOTP, IEEE по ОК и свободный доступ к этим переводам.

Алексей Сандалов
— Существующая нормативная база явно устарела. Кроме того, в ней есть значительные несоответствия. Например, кабели с волокном в буферном покрытии не могут соответствовать нормам по затуханию, написанным для кабелей модульной конструкции. Примеров, когда новая продукция не может применяться на единой сети связи РФ, — масса.

Еще один пример несоответствия требований и реальности — защищенность кабелей от повреждения грызунами.

Еще одна серьезная проблема — невозможность полной проверки соответствия О К существующим нормам на площадке строительства. К сожалению, многие производители этим пользуются, буквально заваливая рынок некачественным кабелем. Решение достаточно простое — проверка продукции на заводе-изготовителе, который просто обязан иметь лабораторию контроля как механических, так и климатических параметров кабеля.

Думаю, как раз вступление России в ВТО заставит российских заказчиков более внимательно относиться к качеству применяемых кабелей. Иначе волна дешевого брака захлестнет наши сети связи.

Александр Хорьков
— Наше мнение, как, думаю, и многих, что существующая нормативная база на ОК достаточной не является. Требуется актуализация основных нормативных актов. В первую очередь — «Правил применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройств для сварки оптических волокон» и, конечно, ГОСТ Р МЭК 794-1-93 «Кабели оптические. Общие технические требования», а также ГОСТ Р на методы их испытаний.

Опубликовано: Журнал «Технологии и средства связи» #5, 2012
Посещений: 7757

Статьи по теме

Автор Татьяна КолчановаЗаместитель генерального директора ООО «Научно-производственное предприятие Старлинк» Всего статей:  1

Автор Александр ХорьковГлавный инженер ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод» Всего статей:  1

Автор Алексей СандаловДиректор по маркетингу и продажам компании «ОФС-Связьстрой-1-ВОКК» Всего статей:  4

В рубрику «Решения корпоративного класса» | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

---

Как удлинить оптоволоконный кабель

Оптоволоконный кабель дает большие преимущества по сравнению с медным кабелем cat5e / cat6. Он может расширять сеть на 120 км. Благодаря низкой задержке видео появляется быстрее, чем при использовании медного кабеля. Оптоволоконный кабель также не улавливает скачки напряжения в окружающей среде и не ведет обратно к IP-камере или сетевому видеорегистратору. Однако завершить заделку оптоволоконного кабеля непросто. Необходимы дорогие инструменты для приправы, а также ноу-хау.Более того, небольшое отклонение, даже пыль, может вызвать искажение оптоволоконного сигнала.

Готовый оптоволоконный кабель — хорошее решение для решения сложной проблемы подключения. Давайте внимательно посмотрим на этот кабель. На обоих терминаторах есть проушины, позволяющие легко установить тянущий кабель. Каждый разъем защищен резиновой трубкой, чтобы предотвратить повреждение во время процесса вытягивания. С комбинацией специально разработанной переносной оптоволоконной кабельной тележки Fastcasing не требуется специальных навыков для установки предварительно заделанного оптоволоконного кабеля.

Кроме того, остается еще одна проблема — это длина готового оптоволоконного кабеля, который вам нужен. Предварительно заделанный оптоволоконный кабель Fastcuting охватывает несколько вариантов длины кабеля, которые составляют 100/300/500 метров.

Что делать, если требуемая длина недостаточна при использовании одного из этих вариантов, например, нам нужно 800 метров в поле. Мы можем использовать соединители для волоконно-оптических кабелей для соединения двух или более готовых оптоволоконных кабелей.

Ниже показан дуплексный соединитель оптоволоконного кабеля LC. Он имеет степень водонепроницаемости IP68. Пара оптоволоконных кабелей довольно проста в использовании. Что вам нужно сделать, так это пропустить кабель с заделкой через зажимную гайку, уплотнительную резину и подключить адаптер LC. Как известно, самая хрупкая часть волоконно-оптического кабеля — это пигтейл. Чтобы усилить прочность, к косичке добавляется бронированная конструкция, а на броню накладывается дополнительный ПВХ, чтобы обеспечить надежную водонепроницаемость.

Есть одна хитрость в использовании соединителя.Вас всегда просят закрыть корпус перед тем, как заклеить резину и затянуть зажимную гайку. Видите ли, это дуплексное ЖК-волокно. Если вы зажмете гайку и закрепите корпус, он скрутит косичку и в конечном итоге сломает оптоволоконный кабель, даже если он имеет броню для защиты кабеля. Пока вы отсоединяете кабель от адаптера, процесс должен быть обратным. Отпустите зажимную гайку перед тем, как освободить корпус.

Когда длина больше не является проблемой, готовый оптоволоконный кабель можно использовать в нескольких приложениях.Ниже показано видео, как соединить два готовых оптоволоконных кабеля вместе.

Соединение: как правильно соединить оптоволоконные кабели

Сращивание оптоволокна — это процесс соединения двух или более волокон вместе. Независимо от того, развертываете ли вы новую оптоволоконную сеть или расширяете существующую сеть, вы должны убедиться, что ваши волокна правильно сращены, чтобы избежать сбоев в работе сети.

Сращивание волокон обычно используется для повторного соединения оптоволоконных кабелей при случайном обрыве или для сплавления двух волокон вместе, чтобы создать волокно, достаточно длинное для требуемой трассы кабеля.

Существует два общепринятых метода сращивания волокон:

• Механическое соединение
• Сварка оплавлением

Из двух методов механическое соединение может быть выполнено намного быстрее, чем соединение сплавлением. Механическое соединение — это соединение двух или более волокон, которые выровнены, а затем удерживаются вместе соединителями.

Несмотря на то, что механическое сращивание проще в выполнении, оно позволяет увеличить вносимые потери. Таким образом, механическое сращивание идеально подходит только для быстрого или временного восстановления, но не для постоянного сращивания.

Самый распространенный метод сращивания волокон — это сращивание оплавлением, при котором волокна соединяются вместе с помощью электрической дуги. Этот метод намного более популярен, чем механическое сращивание, поскольку он обеспечивает самые низкие потери, меньшую отражательную способность и самое прочное соединение между волокнами.

СПЛАВЛЕНИЕ ВАШИХ ВОЛОКОН

Сварка оплавлением — очень тонкий процесс. В противном случае ваши волокна могут быть неправильно подключены, и ваш сигнал может пострадать.

При выполнении сварки плавлением обычно выполняется пять различных этапов:

1.Зачистка волокна

Чтобы начать сплавление волокон вместе, необходимо удалить или снять защитное полимерное покрытие вокруг оптического волокна. Обычно это делается с помощью механического устройства для снятия изоляции, похожего на пару устройств для зачистки проводов. Не забудьте очистить инструменты для снятия изоляции перед началом процесса закрепления.

2. Очистка волокна

После снятия покрытия с волокна пора очистить оголенное волокно. Использование 99,9% изопропилового спирта (IPA) и безворсовых салфеток защитит стекло от любых загрязнений.

3. Раскол волокна

Хороший скалыватель имеет решающее значение для успешной сварки плавлением. Скалыватель надрезает волокно и тянет или изгибает его, чтобы вызвать чистый разрыв, а не разрезать волокно, что делает торец волокна плоским и перпендикулярным оси волокна.

4. Сплав волокна

После того, как волокна будут расколоты, слейте их вместе с помощью сварочного аппарата. Во-первых, вы должны выровнять концы волокна внутри сварочного аппарата. После правильного совмещения расплавьте волокна электрической дугой, постоянно сваривая концы.

5. Защита волокна

После того, как волокна были успешно сплавлены вместе, оголенное волокно защищается либо путем повторного нанесения покрытия, либо с помощью предохранителя сращивания.

ВСЕГДА ПРОВЕРЯЙТЕ СВОЕ СТЕКЛО

Не забудьте проверить оптоволокно после того, как оно было оплавлено. Использование оптического рефлектометра во временной области (OTDR) помогает проверить потери в сварном соединении, измерить длину и найти любые неисправности в соединенном волокне.

Оптоволоконный кабель требует осторожного обращения.Одно плохое соединение — это все, что нужно, чтобы вызвать затухание в оптоволоконном кабеле, снизив качество передачи данных или даже вызвав дорогостоящий сбой в сети.

Питер Адамс — менеджер по продукту компании Amphenol Telect. Он стремится к тому, чтобы наши клиенты продолжали получать превосходную организацию кабелей и качественную поддержку, которыми славится Amphenol Telect.

Обслуживание оптоволоконных кабелей | Руководство по аппаратному обеспечению коммутатора EX2300

Оптоволоконные кабели подключаются к оптическим трансиверам, которые установлен в устройствах Juniper Networks.

Для обслуживания оптоволоконных кабелей:

• Когда вы отсоединяете оптоволоконный кабель от трансивера, наденьте резиновые защитные колпачки на трансивер и на конец кабель.

• Закрепите оптоволоконные кабели, чтобы предотвратить нагрузку на разъемы. При подключении оптоволоконного кабеля к трансиверу обязательно закрепите оптоволоконный кабель, чтобы он не выдерживал собственного веса, он свешивается к полу. Никогда не позволяйте оптоволоконному кабелю свисать разъем.

• Избегайте изгиба оптоволоконных кабелей сверх минимального радиус изгиба. Сгибание оптоволоконных кабелей в дуги размером меньше нескольких дюймов в диаметре может повредить кабели и вызвать проблемы, которые сложно диагностировать.

• Частое включение и отключение оптоволоконных кабелей вход и выход из оптических инструментов может повредить инструменты, которые дороги в ремонте. Прикрепите короткое волокно к оптическому оборудование. Любой износ из-за частых подключений и отключений затем поглощается короткими волокнами, что проще и дешевле заменять, чем инструменты.

• Следите за чистотой соединений оптоволоконного кабеля. Микроотложения масла и пыли в канале трансивера или кабельного разъема может вызвать потерю света, снижение мощности сигнала и, возможно, прерывистую проблемы с оптическим подключением.

  • Чтобы очистить канал приемопередатчика, используйте соответствующий очиститель волокна. устройство, такое как палочки для чистки оптоволоконного адаптера RIFOCS (номер детали 946). Следуйте инструкциям в чистящем комплекте, который вы используете.

  • После очистки трансивера убедитесь, что разъем конец оптоволоконного кабеля чистый.Используйте только одобренные безалкогольные набор для очистки оптоволоконного кабеля, например, Opptex Cletop-S ^® Fiber Cleaner. Следуйте инструкциям в набор для чистки, который вы используете.

Волоконно-оптическое волокно: Avenview

Оптическое волокно (или оптическое волокно) — это гибкое прозрачное волокно, изготовленное из высококачественного экструдированного стекла (диоксида кремния) или пластика, немного толще человеческого волоса. Он может функционировать как волновод или «световод» [1] для передачи света между двумя концами волокна.[2] Область прикладной науки и техники, связанная с проектированием и применением оптических волокон, известна как волоконная оптика. Оптические волокна широко используются в оптоволоконной связи, которые позволяют передавать на большие расстояния и с более высокой пропускной способностью (скоростью передачи данных), чем другие формы связи. Волокна используются вместо металлических проводов, потому что сигналы проходят по ним с меньшими потерями, а также невосприимчивы к электромагнитным помехам. Волокна также используются для освещения и сворачиваются в пучки, чтобы их можно было использовать для переноса изображений, что обеспечивает видимость в ограниченном пространстве.Специально разработанные волокна используются для множества других применений, в том числе для датчиков и волоконных лазеров.

Оптические волокна обычно включают прозрачную сердцевину, окруженную прозрачным материалом оболочки с более низким показателем преломления. Свет удерживается в ядре за счет полного внутреннего отражения. Это заставляет волокно действовать как волновод. Волокна, которые поддерживают множество путей распространения или поперечных мод, называются многомодовыми волокнами (MMF). Волокна, которые поддерживают только один режим, называются одномодовыми волокнами (SMF).Многомодовые волокна обычно имеют больший диаметр сердцевины и используются для линий связи на короткие расстояния и для приложений, в которых должна передаваться большая мощность. Одномодовые волокна используются для большинства линий связи длиной более 1050 метров (3440 футов).

Многомодовое волокно

Распространение света через многомодовое оптическое волокно.
Лазер отражается от акрилового стержня, демонстрируя полное внутреннее отражение света в многомодовом оптоволокне.

Волокно с большим диаметром сердцевины (более 10 микрометров) можно анализировать с помощью геометрической оптики. Такое волокно называется многомодовым волокном из электромагнитного анализа (см. Ниже). В многомодовом волокне со ступенчатым показателем преломления световые лучи направляются вдоль сердцевины волокна за счет полного внутреннего отражения. Лучи, которые встречаются с границей сердцевина-оболочка под большим углом (измеренным относительно линии, нормальной к границе), превышающей критический угол для этой границы, полностью отражаются.Критический угол (минимальный угол полного внутреннего отражения) определяется разницей в показателях преломления между материалами сердцевины и оболочки. Лучи, которые встречаются с границей под небольшим углом, преломляются от сердечника в оболочку и не переносят свет и, следовательно, информацию по волокну. Критический угол определяет приемный угол волокна, который часто обозначается как числовая апертура. Высокая числовая апертура позволяет свету распространяться по волокну в лучах как близко к оси, так и под разными углами, обеспечивая эффективное попадание света в волокно.Однако эта высокая числовая апертура увеличивает степень дисперсии, поскольку лучи под разными углами имеют разную длину пути и, следовательно, разное время проходят через волокно.

Типы оптического волокна

В волокне с градиентным коэффициентом преломления показатель преломления в сердцевине непрерывно уменьшается между осью и оболочкой. Это заставляет световые лучи плавно изгибаться по мере приближения к оболочке, а не резко отражаться от границы сердцевина-оболочка.Результирующие изогнутые траектории уменьшают многолучевую дисперсию, поскольку лучи под большим углом проходят больше через периферию сердечника с более низким показателем, чем через центр с высоким показателем. Профиль показателя преломления выбирается таким образом, чтобы минимизировать разницу в осевых скоростях распространения различных лучей в волокне. Этот идеальный профиль индекса очень близок к параболическому соотношению между индексом и расстоянием от оси.

Расширение Power-Over-Ethernet с помощью оптического волокна

Сегодняшние здания умнее, чем когда-либо прежде, они объединяют множество интеллектуальных технологий для управления нашим освещением, нашим климатом и нашей безопасностью.Преобладание этих интеллектуальных устройств в постоянно расширяющемся Интернете вещей создает спрос на кабельные системы, которые могут не только поддерживать высокие требования к мощности и пропускной способности, но и обеспечивать их большую протяженность и в различных помещениях и на открытом воздухе.

«Благодаря технологии Power-over-Ethernet эти проблемы решаются. Его способность передавать как питание постоянного тока, так и передачу данных напрямую к устройству и от него дает этому устройству большую свободу местоположения, поскольку ему больше не нужно подключаться к источнику питания переменного тока.«

Power-over-Ethernet (PoE), известный своей эффективностью и универсальностью, быстро стал таким кабельным решением. Руководители зданий, ИТ-специалисты и подрядчики все чаще полагаются на кабели PoE для подачи питания и данных на различные устройства в помещениях своего предприятия.

Тем не менее, технология Power-over-Ethernet имеет свои ограничения с точки зрения расстояния, особенно те, которые определены стандартами IEEE 802.3af и 802.3at, поскольку они применяются к медным кабелям с витой парой. Учитывая эти ограничения, разработчики и поставщики кабельных решений, а также те, кто устанавливает и управляет интеллектуальными устройствами и их соответствующими сетями, разрабатывают новые способы расширения PoE за эти пределы с использованием оптоволоконной технологии.

Что такое Power-over-Ethernet?
PoE — это средство передачи питания и данных на устройство по медным коммуникационным кабелям. Это достигается путем прокладки медного кабеля с витой парой, такого как кабель категории 5e, от устройства до среднего участка или конечной точки, где кабель может быть соединен с помощью стандартных модульных разъемов RJ-45 или аналогичных. В то время как мощность и данные передаются по одним и тем же физическим каналам, между ними нет интерференции, поскольку источником питания является постоянный ток (DC), а данные обрабатываются поверх постоянного напряжения на частотах от 10 МГц (Категория 3) до 500. МГц (Категория 6A).

На этой диаграмме показан относительный размер каждого сегмента рынка, использующего PoE.

PoE был впервые представлен Cisco в 2000 году для поддержки недавно развернутых сервисов передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP). PoE был очевидной основой для технологии VoIP, потому что он не только отвечал требованиям высокой пропускной способности VoIP, но также мог обеспечивать низковольтную мощность (10 Вт) для их устройств VoIP. В 2003 году IEEE опубликовал первый стандарт PoE, 802.3af, который разрешил 12.Устройству должно быть доступно 95 Вт мощности.

Первоначально PoE было по существу ограничено этим конкретным приложением, так как большинство других устройств, которым для работы требовалось как питание, так и передача данных, например цифровые камеры видеонаблюдения, требовали большей мощности, чем мог обеспечить в то время двухпарный медный кабель. Признавая потребность в большей мощности, IEEE выпустил стандарт 802.3at, который позволяет использовать до четырех пар медных кабелей, а в некоторых случаях превышает минимальные требования к мощности для этих типов устройств; В настоящее время IEEE разрабатывает еще один стандарт — 802.3bt — это еще больше увеличит количество переносимых силовых медных кабелей. В зависимости от конструкции и спецификации кабели категории теперь могут обеспечивать устройство мощностью до 100 Вт, а также поддерживать 10 Gigabit Ethernet.

Почему выбирают?
Исторически сложилось так, что технологии, требующие питания и данных, такие как цифровые камеры видеонаблюдения, поддерживались комбинацией кабелей питания и связи. Эта модель установки была неэффективной и дорогостоящей, поскольку требовала 2 отдельных кабельных трассы, а также 2 отдельных подрядчиков для установки: 1 для кабеля связи, а другой для электричества.Устройствам также запрещалось располагаться слишком далеко от источника питания, что создавало проблему для таких устройств, как цифровые камеры видеонаблюдения, которые часто необходимо размещать в удаленных, труднодоступных местах, где нет прямого доступа к линии переменного тока или торговая точка.

На этой диаграмме показаны пределы расстояний для PoE по сравнению с PoE + Fiber.

Благодаря PoE эти проблемы решаются. Его способность передавать как питание постоянного тока, так и передачу данных напрямую к устройству и от него дает этому устройству большую свободу местоположения, поскольку ему больше не нужно подключаться к источнику питания переменного тока.Это также может значительно снизить затраты на рабочую силу и материалы за счет устранения необходимости во втором участке кабеля, предназначенного для передачи электроэнергии, и необходимости в установке этого кабеля подрядчиком по электрике.

Кроме того, PoE значительно более эффективен при питании устройства, чем традиционная двухкабельная модель. Исследование, проведенное IEEE в 2013 году, показало, что технология Power-over-Ethernet в два раза эффективнее при распределении энергии, чем традиционные электрические кабели, что снижает потери мощности в канале как минимум наполовину. 1

В последнее время значительный рост Интернета вещей и огромное количество взаимосвязанных устройств, управляемых данными, в корпоративном пространстве вызвали больший интерес к кабелям PoE. Только в 2014 году использование PoE в приложениях VoIP составило 80%. В том же году 30% систем видеонаблюдения, 20% средств контроля доступа и точек доступа Wi-Fi, а также 10% освещения были оснащены PoE. 2

Для руководителей зданий, ИТ-специалистов и подрядчиков, которым поручено устанавливать и управлять, возможно, сотнями интеллектуальных устройств, PoE предлагает простое решение.Он не только обеспечивает более эффективное питание и передачу данных для устройства по сравнению с традиционными кабелями, и в результате дает возможность экономии средств, но также позволяет обеспечивать питание и управление различными цифровыми устройствами, размещенными в среде, с использованием единая коммуникационная сеть.

Однако PoE не без ограничений; один, в частности, расстояние, имеет решающее значение, поскольку максимальная длина передачи данных по медным кабелям типа витая пара не может превышать 100 метров.Это может стать реальной проблемой для тех, кто заинтересован в использовании PoE в корпоративном пространстве или даже за его пределами, особенно когда тип и количество интеллектуальных цифровых устройств, а также размер среды, в которой они установлены, продолжают изменяться. быстро растут.

Что дает оптическое волокно для питания через Ethernet?
Ограничения медных кабелей PoE заставили многих задаться вопросом, может ли оптическое волокно работать там, где медь отсутствует, или, по крайней мере, помочь в расширении передачи данных по медному кабелю за пределы 100-метровых ограничений.И ответ: да.

Недавнее исследование Университета электросвязи в Японии, проведенное группой под руководством Мотохару Мацуура, продемонстрировало, что волоконно-оптическая кабельная система способна передавать до 60 Вт на расстояние 300 метров. 3 К сожалению, для этого потребовалось 6 многомодовых волокон. Ясно, что пока нет технологии, позволяющей передавать питание и данные по оптическому волокну.

Однако можно использовать стандартные медные многожильные проводники и оптические волокна в одном гибридном или композитном кабеле для выполнения этой задачи, и этот подход имеет ряд преимуществ.

Преимущество №1: можно выбрать калибр многожильного провода, соответствующий расстоянию, напряжению и потребляемой мощности оконечного устройства. Сечения проводов обычно варьируются от 18 AWG до 12 AWG, но возможны и более крупные калибры. Это позволяет размещать устройства намного дальше 100 метров, разрешенных спецификацией PoE ++. Кроме того, существуют ограничения на калибр проводов, используемых в кабелях витой пары, самый большой размер — 22 AWG. Это ограничивает площадь поперечного сечения, определяющую сопротивление, падение напряжения и допустимую нагрузку по току, до 0.6426 мм². Чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление и падение напряжения, а также выше допустимая нагрузка по току. Для провода 16 AWG поперечное сечение составляет 1,29 мм² — на 29% больше, чем у провода 22 AWG, что означает значительное увеличение его способности передавать мощность.

Преимущество № 2: использование волокна дает очевидные преимущества в отношении дальности передачи, ширины полосы пропускания и устойчивости к электрическим шумам. Можно также выбрать один из множества типов волокна, чтобы лучше соответствовать потребностям конечного устройства, будь то само конечное устройство или преобразователь оптических сигналов в электрические.

Поскольку теперь доступны расстояния до 1000 метров, количество и тип устройств, которые могут быть адресованы, а также среды, в которых они могут быть установлены, также увеличиваются. Например, камеры видеонаблюдения теперь можно легко установить на открытом воздухе, например, на стоянках и палубах, а также на крышах зданий. Дорожные камеры, контролирующие движение, теперь могут отправлять видео высокого разрешения обратно в центральный офис. Сенсорные устройства, используемые в системах общественного транспорта, могут быть размещены вдоль транспортных линий, повышая надежность и пропускную способность систем.Гибридные оптоволоконные кабели также используются для питания удаленных радиоголовок LTE и GPS в различных средах, от корпоративных помещений до вышек сотовой связи.

Тем не менее, использование оптического волокна для расширения PoE также связано со своими проблемами и ограничениями. Хотя гибридные медные / оптоволоконные кабели могут быть готовы к развертыванию в вышеупомянутых приложениях, оборудование может быть не таким развитым. Что касается камер видеонаблюдения, некоторые из них оснащены оптоволоконными портами на самом устройстве, поэтому для использования PoE в этом приложении требуется дополнительный медиаконвертер.Хотя это не обязательно является препятствием, это может быть обременительным, особенно в установках, где для нескольких устройств требуется несколько медиаконвертеров.

Будущее PoE и волокна
Несмотря на проблемы, связанные с внедрением оптического волокна в приложения PoE, будущее этой технологии далеко не закрыто. «Эти проблемы, которые мы наблюдаем сейчас в отношении оптического волокна в приложениях PoE, являются временными, и вскоре они будут преодолены необходимостью простого решения для расширения PoE», — говорит д-р.Пол Нево, директор по глобальному управлению продуктами для внутренних помещений компании Superior Essex. «Со временем разработчики и производители устройств PoE, особенно тех, которые используются на открытом воздухе, где часто превышаются 100-метровые пределы меди, начнут включать оптоволоконные порты на самом устройстве, уменьшая потребность в дополнительном поддерживающем оборудовании».

Если посмотреть на картину в целом, то возможность расширения PoE с помощью оптоволоконного кабеля с питанием открывает огромные возможности с точки зрения общего воздействия на IoT.Поскольку Интернет вещей продолжает расширяться, существует бесконечное количество кабельных приложений. От уникальных четырехпарных кабелей, отвечающих различным требованиям к полосе пропускания и мощности, до гибридных оптоволоконных и медных кабелей.

Суть в следующем: по мере того, как наши повседневные среды становятся более интеллектуальными и все более широко интегрируются в IoT, наши кабельные системы должны развиваться, чтобы поддерживать высокий уровень эффективности и взаимодействия, который требуется для этих сред.

Примечания
1.BSRIA (2015). Конвергенция и большие данные: влияние на структурированные кабели
2. BSRIA (2015). Конвергенция и большие данные: влияние на структурированные кабели
3. OSA Publishing (2015). Optics Letters vol. 40.

О Поле Нево

Пол Неве-младший, доктор философии, является отраслевым консультантом и подрядчиком Light Brigade.Его карьера в области оптического волокна с более чем 34-летним опытом началась в Sumitomo Electric, затем в Lucent Technologies / Bell Labs (теперь OFS) и Superior Essex. Он имеет обширный опыт проектирования и производства OSP и волоконно-оптических кабелей для помещений и медных кабелей LAN на основе витой пары. Он имеет 10 патентов, написал множество статей и выступил с множеством презентаций на отраслевых конференциях, включая BICSI и IWCS. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, напишите на [email protected] или посетите https: // www.lightbrigade.com.

HDMI Extender Волоконно-оптический кабель Однониточный 1080p 3280 футов

HDMI Extender Волоконно-оптический кабель Однониточный 1080p 3280 футов

Расширьте цифровой дисплей HDMI до 3280 футов (1000 метров).

Также известен как: оптический удлинитель HDMI, удлинитель HDMI, оптоволоконный переходник с цифрового на одномодовое HDMI, оптический удлинитель
, графические модули расширения, оптоволоконный цифровой удлинитель видео, балун.

· Разрешение до 1080p · Однонитевое волокно Extension

ST-FOHDMI-SC (локальное и удаленное устройство)

Функции и приложения
Удлинитель HDMI XTENDEX® с помощью одного оптоволоконного кабеля определяет местонахождение дисплея HDMI на расстоянии до 3280 футов (1000 метров) от источника видеосигнала с помощью оптоволоконного кабеля.Каждый повторитель состоит из передатчика, который подключается к источнику видеосигнала, и приемника, который подключается к дисплею. Передача сигнала через одножильный одномодовый оптоволоконный кабель SC — без радиочастотных помех. Поддерживает разрешение HDTV до 1080p и компьютерное разрешение до 1920×1080.	Совместимость с HDCP. Светодиоды показывают питание и статус. Кабели могут быть проложены в кабелепроводе до установки удлинителя. Низкие RFI / EMI для чувствительных приложений. Нет программного обеспечения для установки. Встроенная таблица конфигурации EDID по умолчанию. Обучение EDID для поддержки любого устройства отображения, совместимого с EDID.
Технические характеристики
Разъемы (для передатчика и приемника): один гнездовой разъем HDMI типа A и один симплексный разъем SC. Обучение EDID для поддержки любого устройства отображения HDMI. Низкий уровень RFI / EMI. Audio: поддерживает LPCM, Dolby Digital (AC3) (Plus), DTS, DSD, Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio. Поддерживает глубину цвета 24 бита на пиксель. Не поддерживает CEC (контроль бытовой электроники). Условия окружающей среды Рабочая температура: от 14 ° F до 122 ° F (от -10 ° C до 50 ° C). Температура хранения: от -22 ° F до 185 ° F (от -30 ° C до 85 ° C). Относительная влажность при эксплуатации и хранении: от 5 до 80% относительной влажности без конденсации.	Кабели Используйте симплексный одномодовый SC 8-микронный или 9-микронный оптоволоконный кабель, чтобы удлинить приемник от передатчика до 3280 футов (не входит в комплект). Используйте кабель HDMI-xx-MM для подключения источника HDMI или дисплея (не входит в комплект). Размеры ШxГxВ (дюймы): Нормативные разрешения Гарантия

Увеличьте расстояние до точек доступа и маршрутизаторов Wi-Fi PoE

Длина кабеля PoE

Преодоление ограничений при подключении медных кабелей UTP к точкам доступа Wi-Fi

Wi-Fi стал повсеместным в связи с постоянно растущим спросом на пропускную способность со стороны смартфонов и планшетов.Wi-Fi есть в офисных зданиях, магазинах, стадионах, аэропортах, отелях, ресторанах, больницах и школах. Точки доступа Wi-Fi развертываются владельцами бизнеса, государственными учреждениями (муниципалитетами и образовательными учреждениями) и поставщиками услуг для разгрузки интернет-данных из сотовых сетей.

Одной из проблем любой сети доступа является ограничение длины кабеля UTP на 100 метров. Сети оптоволоконного доступа преодолевают эту проблему расстояния, но точки доступа Wi-Fi обычно не имеют оптоволоконных портов.Кроме того, многие точки доступа Wi-Fi получают питание по технологии Power over Ethernet (PoE), что обеспечивает гибкость при размещении и установке устройств, но для этого требуется медный кабель UTP.

Максимальное расстояние передачи медного кабеля UTP составляет 100 метров (328 футов). Задача заключается в установке устройств с питанием (PD), таких как точки доступа PoE Wi-Fi, на расстоянии более 100 метров от оборудования источника питания (PSE). Использование промежуточных инжекторов питания вдоль медного кабеля между сетевым оборудованием не увеличивает это расстояние.

Максимальное расстояние передачи по оптоволоконному кабелю составляет более 100 километров (это зависит от скорости передачи данных и оптического оборудования). Оптоволоконный кабель преодолевает ограничения UTP по расстоянию и полосе пропускания, но по оптоволокну не проходит электрический постоянный ток.

Медиаконвертеры Omnitron с PoE , и оптоволоконные коммутаторы PoE увеличивают сетевые расстояния через оптоволокно до удаленных точек доступа Wi-Fi И обеспечивают питание через Ethernet.

Продукция

Оптоволоконные коммутаторы и медиаконвертеры Omnitron PoE

OmniConverter

® Медиаконвертеры PoE

Медиаконвертеры

OmniConverter PoE позволяют увеличивать расстояние по оптоволоконному кабелю и обеспечивают PoE (15 Вт), PoE + (30 Вт) и HPoE (60 Вт) для одной или двух точек доступа Wi-Fi.

OmniConverter Оптоволоконные коммутаторы PoE

Оптоволоконные коммутаторы

OmniConverter с поддержкой PoE позволяют увеличивать расстояние до оптоволоконной сети и обеспечивают PoE, PoE + или HPoE для восьми точек доступа Wi-Fi. Они доступны с управлением на основе IP через веб-интерфейс, Telnet или интерфейс последовательной консоли.

RuggedNet

® Промышленные оптоволоконные коммутаторы PoE Промышленные оптоволоконные коммутаторы с поддержкой PoE

RuggedNet позволяют увеличивать расстояние до оптоволоконной сети и обеспечивают PoE, PoE + или HPoE для восьми IP-камер или точек доступа Wi-Fi.Промышленные оптоволоконные коммутаторы с поддержкой PoE RuggedNet могут быть развернуты в промышленных, телекоммуникационных, коммунальных, IoT и транспортных сетях. Они доступны с управлением на основе IP через веб-интерфейс, Telnet или интерфейс последовательной консоли.

Корпоративные приложения

Увеличение расстояния до точек доступа и маршрутизаторов Wi-Fi

OmniConverter Медиаконвертеры PoE и оптоволоконные коммутаторы OmniConverter PoE устанавливаются рядом с источниками питания переменного или постоянного тока в конце волоконно-оптических линий, где они преобразуют оптоволокно в медь, и функционируют как оборудование источника питания PoE (PSE) для передачи мощности постоянного тока на устройство с питанием (PD) по кабелю UTP.

В этом примере приложения муниципалитет сотрудничает с оператором мобильной сети (MNO) для развертывания Wi-Fi по всему городу. Муниципалитет предоставляет доступ к Wi-Fi своим гражданам и предприятиям, а MNO использует точки доступа Wi-Fi для разгрузки данных 3G и 4G, а также для предоставления абонентам дополнительных услуг.

Сети

W-Fi, развернутые на территории муниципалитета, требуют наличия оптоволоконного соединения для соответствия требованиям расстояния. Точки беспроводного доступа обычно не имеют оптоволоконных портов и могут требовать питания через Ethernet (PoE), которое невозможно передать по оптоволокну.

Оператор мобильной сети обеспечивает подключение к сети в точке присутствия, где оптоволокно распределяется от оптоволоконного коммутатора.

Slide 1

Мы используем медиаконвертеры OmniConverter PoE с различными комбинациями портов для различных развертываний беспроводной сети.

Менеджер по проектированию сетей, оператор беспроводной сети

В верхней части диаграммы оптоволоконный канал точка-точка ведет к оптоволоконному коммутатору OmniConverter PoE с одним оптоволоконным портом, который завершает оптоволоконный участок, и четырьмя портами RJ-45, которые обеспечивают данные и питание PoE + для четырех точек беспроводного доступа. .Коммутатор PoE Fiber Switch устанавливается рядом с источником питания переменного или постоянного тока, где он преобразует оптоволокно в медь и вводит PoE или PoE + по кабелям UTP, которые подключены к точкам беспроводного доступа, установленным на расстоянии до 100 метров от преобразователей. Оптоволоконные коммутаторы OmniConverter PoE могут обеспечивать полное питание PoE + на восьми портах RJ-45.

В нижней части схемы медиаконвертеры OmniConverter PoE с двумя оптоволоконными портами развернуты в корпусах NEMA, установленных на световых столбах в оптоволоконной гирляндной цепи, которая проходит по улице.Каждый OmniConverter может питать одну или две точки беспроводного доступа. Медиаконвертеры OmniConverter PoE и оптоволоконные коммутаторы PoE поддерживают конфигурации с несколькими портами для различных вариантов гибкой сетевой архитектуры. Медиаконвертеры OmniConverter устойчивы к высоким температурам для использования вне помещений в любых погодных условиях.

>> Подробнее о операторской сети Wi-Fi и передаче голоса по Wi-Fi

Развертывание точек доступа в офисном здании

Десятки точек беспроводного доступа требуются для больших офисных зданий, а расстояние от точки присутствия поставщика услуг или сетевого хранилища данных часто превышает ограничения по расстоянию для медного кабеля.Оптоволокно требуется для обеспечения связи с точками беспроводного доступа, которые обычно не имеют оптоволоконных портов и могут требовать питания через Ethernet (PoE).

На первом этаже оператор мобильной сети передает услуги медному коммутатору. Оптоволокно распределяется от медного коммутатора с использованием управляемых медиаконвертеров iConverter, установленных в шасси высокой плотности для монтажа в стойку, чтобы обеспечить управляемую точку разграничения для оператора мобильной сети.

Волоконно-оптические кабели простираются вверх по зданию, и каждая двухточечная оптоволоконная линия завершается оптоволоконным коммутатором PoE или медиаконвертером PoE.

На 10-м этаже медиаконвертер OmniConverter PoE устанавливается рядом с источником питания переменного или постоянного тока. Медиаконвертер PoE обеспечивает преобразование среды передачи из волокна в медь и вводит PoE, PoE + или HPoE (60 Вт) по кабелям UTP, подключенным к точкам беспроводного доступа. Медиаконвертеры OmniConverter PoE могут питать одну или две точки беспроводного доступа.

На 11 и 12 этажах развернуты четыре точки беспроводного доступа PoE. Оптоволоконный коммутатор PoE OmniConverter устанавливается рядом с источником питания переменного или постоянного тока.Оптоволоконный коммутатор OmniConverter PoE завершает оптоволоконную линию и вводит PoE или PoE + по кабелям UTP, подключенным к точкам беспроводного доступа. Оптоволоконные коммутаторы OmniConverter PoE могут питать четыре или восемь точек беспроводного доступа.

OmniConverter Медиаконвертеры PoE и оптоволоконные коммутаторы PoE обеспечивают надежный и экономичный метод обеспечения оптоволоконной связи и питания PoE / PoE + для точек беспроводного доступа, распределенных по офисному зданию или университетскому городку.

Промышленное приложение

Применение в промышленном производстве с оптоволоконными коммутаторами PoE

В этом примере промышленного производства оптоволоконные коммутаторы RuggedNet Industrial PoE устанавливаются на DIN-рейку вдоль сборочного конвейера.Гигабитное волокно передается от оптоволоконного коммутатора в сетевом концентраторе к коммутаторам RuggedNet PoE с двумя оптоволоконными портами
, которые обеспечивают гирляндное оптоволоконное соединение с несколькими точками. Каждый коммутатор RuggedNet PoE обеспечивает подключение по оптоволокну
для передачи данных и питание 30 Вт PoE + на порт для четырех точек доступа Wi-Fi в каждом месте.

Партнерство Арубы

Omnitron Systems и Aruba Networks

Медиаконвертеры и коммутаторы

Omnitron PoE сертифицированы Aruba Networks как совместимые с точками беспроводного доступа Aruba и маршрутизаторами AirMesh.Omnitron Systems и Aruba сотрудничали, чтобы обеспечить интеграторам и операторам сетей доступ к широкому спектру медиаконвертеров с источниками питания для сценариев развертывания внутри помещений (от 0 до +50 ºC) и вне помещений (от -40 до + 60 ºC).

Загрузите руководство по решению Aruba:
Развертывание медиаконвертеров Omnitron PoE с точками доступа Aruba

.