Сетевые технологии

Часто у знакомых системных администраторов, не сталкивавшихся раньше с оптическим волокном, возникают вопросы, как и какое оборудование необходимо для организации соединения. Немного почитав, становится понятно, что нужен оптический трансивер. В этой обзорной статье я напишу основные характеристики оптических модулей для приема/передачи информации, расскажу основные моменты, связанные с их использованием, и приложу много наглядных изображений с ними. Осторожно, под катом много трафика, делал кучу своих собственных фотографий.

Что и зачем

Сегодня практически любое сетевое оборудование для передачи данных в сетях Ethernet, предоставляющее возможность подключения через оптическое волокно, имеет оптические порты. В них устанавливаются оптические модули, в которые уже может подключаться волокно. В каждый модуль встроен оптический передатчик (лазер) и приемник (фотоприемник). При классической передаче данных с их использованием предполагается использовать два оптических волокна - одно для приема, другое для передачи. На изображении снизу представлен коммутатор с оптическими портами и установленными модулями.

Вот об этих маленьких электронных штуковинах дальше и пойдет речь.

Виды оптических модулей

Периодически возникают вопросы, какой же оптический приемопередатчик нужен в конкретной ситуации. Если перед глазами оказывается прайслист какой-либо, то просто разбегаются глаза от обилия всевозможных наименований. Попробую прояснить, что же значат различные буквы и цифры в названии модулей и что же из них вам может понадобиться. Оптические модули различаются формфактором (GBIC, SFP, X2...), типом технологии («прямые», CWDM, WDM, DWDM...), мощностью (в дицебелах), разъемами (FC, LC, SC).

Различные формфакторы

В первую очередь модули различаются своими формфакторами. Немного расскажу про различные варианты.

GBIC

GigaBit Interface Converter, активно использовался в 2000-х. Самый первый промышленно стандартизованный формат модулей. Очень часто применялся при передачи через многомодовые волокна. Сейчас же практически не используется в силу своих размеров. У меня осталась одна старая циска 3500, еще без поддержки CEF, в которой можно воспользоваться данными модулями. На изображении снизу два GBIC-модуля 1000Base-LX и 1000Base-T:

SFP

Small Form-factor Pluggable, наследник GBIC. Наверно самый распространенный на сегодняшний день формат, гораздо удобнее в силу меньших размеров. Такой формфактор позволил значительно увеличить плотность портов на сетевом оборудовании. Благодаря таким размерам стало возможно реализовать до 52 оптических портов на одной железке в один юнит. Используется для передачи данных на скоростях 100Mbits, 1000Mbits. На изображении снизу коммутатор с оптическими портами и пара модулей 1000Base-LX и 1000Base-T.

SFP+

Enhanced Small Form-factor Pluggable. Имеют идеентичный SFP размер. Схожий размер позволил сделать оборудование с портами, поддерживающими обычные SFP и SFP+. Такие порты могут работать в режимах 1000Base/10GBase. Лишь дальнобойные CWDM-модули имеют большую длину из-за радиатора. Используются для передачи данных на скоростях 10 Gbits. Малые размеры придали некоторые особенности - для дальнобойных модулей бывают случаи слишком сильного нагрева. Поэтому для передачи более чем на 80 км таких модулей пока нет. На картинке снизу два модуля SFP+ - CWDM и обычный 10GEBase-LR:

XFP

10 Gigabit Small Form Factor Pluggable. Также, как и SFP+, используются для передачи данных на скоростях 10 Gbits. Но в отличии от предыдущих, немного шире. Увеличенный размер позволил использовать их для прострела на большие расстояние по стравнению с SFP+. Снизу дополнительная плата для Huawei с установленными XFP и пара таких модулей.

XENPAK

Модули, используемые преимущественно в оборудовании Cisco. Используются для передачи данных на скоростях 10 Gbits. Сейчас уже изредка можно найти им применение, изредка можно встретить в старых линейках маршрутизаторов. Также такие модули бывают для подключения медного провода 10GBase-CX4. К сожалению, у меня нашелся лишь один XENPAK-модуль 10GEBase-LR и старая Cisco-вская плата WS-X6704-10GE под них.

X2

Дальнейшее развитие модулей формата XENPAK. Часто в разъемы X2 можно установить модуль TwinGig, в который уже можно установить два модуля SFP… Это нужно в случае, если на оборудовании нет 1GE оптических портов. В основном X2-формфактор использует Cisco. В продаже существуют адаптеры X2-SFP+ (XENPACK-to-SFP+). Интересно, что такой комплект (адаптер+SFP+ модуль) выходит дешевле одного X2 модуля.
К сожалению, на руках у меня нашелся только адаптер, но чтобы понять, как выглядят эти модули и какого они размера этого вполне хватит. На рисунке снизу адаптер X2-SFP+ со вставленным SFP+ модулем.

Но если кому интересно, вот можно посмотреть больше картинок и возможностей этого разъема.

Да, я не затрагивал относительно новые формфакторы (QSFP, QSFP+, CFP). На текущий момент они еще не очень распространены.

Различные стандарты

Как известно, комитетом 802.3 принято множество разных стандартов Ethernet. Соответственно, оптические модули поддерживают один из них. Неплохая шпаргалка по стандартам Ethernet есть . В основном сейчас распространены следующие типы:

• 100Base-LX - 100 мегабит по волокну на 10км
• 100Base-T - 100 мегабит по меди на 100 м
• 1000Base-LX - 1000 мегабит по волокну на 10 км
• 1000Base-T - 1000 мегабит по меди на 100 м
• 1000Base-ZX - 1000 мегабит по одномодовому волокну на 70 км
• 10GBase-LR - 10GE по одномодовому волокну на 10 км
• 10GBase-ER - 10GE по одномодовому волокну на 40 км

Конечно же, оптические модули есть и под другие стандарты, в том числе и 40GE и 100GE. Я перечислил основные типы, используемые в провайдерских сетях. Обычно в названии или спецификации написано, по какому стандарту будет работать тот или иной модуль. Но еще важно посмотреть, поддерживает ли этот стандарт порт оборудования, куда будет установлен модуль. Например, 100Base-LX не заведется в порту коммутатора, поддерживающего только 1000Base-LX. Эту особенность тоже надо учитывать.

С использованием спектрального уплотнения

Описанные выше оптические модули передают сигнал в основном на длине волны 1310 нм или 1550 нм на двух волокнах (одно для передачи, другое для приема). Они имеют широкополосный фотоприемник (принимают все) и лазер, излучающий на определенной длине волны (грубо конечно). Но имеется возможность использовать уплотнение по длине волны. Это дает возможность использовать меньшее количество волокон для организации нескольких каналов тем самым увеличивая пропускную способность одного волокна.

WDM

Такие модули работают в паре, с одной стороны сигнал передается на длине волны 1310 нм, с другой 1550 нм. Это позволяет вместо двух волокон для организации одного канала использовать одно. Приемник на таких модулях так и остается широкополосным. Бывают как для 1GE, так и для 10GE. Снизу фотографии пары WDM-модулей с различными разъемами для подключения патчкордов LC и SC.

В большинстве случаев предпочтительнее использовать WDM-модули для малых расстояний. Их цена не очень большая (по 1 тыс рублей за модуль против 500 рублей за обычный). Причина - вы экономите целое волокно, на нем можно будет потом еще один такой же канал прогнать. Хотя конечно есть и другие способы экономии волокон.

CWDM

Дальнейшее продолжение технологии WDM. С ее использованием можно добиться до 8 дуплексных каналов по одному волокну. Для этих целей используются CWDM-мультиплексоры (пассивные устройства с призмой внутри, позволяющей делить сигнал по цветам с шагом 20нм в диапазоне от 1270нм до 1610нм). Для этого также используют специальные CWDM-модули, в простонародье их называют «цветные», они передают сигнал на определенной длине волны. В то же время приемник на них широкополосный. Кроме того, такие оптические модули часто делают для передачи на большие расстояние (до 160 км). На рисунке ниже представлен малый комплект CWDM-SFP, на котором с использованием мультиплексоров можно поднять 2GE на одном волокне.

Как можно заметить, дужки у всех разные. В зависимости от длины волны модуль имеет свою раскраску. К сожалению, у всех производителей они разные.

Здесь появляется понятие оптический бюджет . Правда его расчет выходит за рамки этой статьи. В кратце, чем больше доступных портов, тем больше вы сможете смультиплексировать каналов, тем больше будет затухание. Кроме того, различные длины волн дают различные затухания на 1 километр передаваемого сигнала. А еще нужно учитывать тип волокна…

Можно много писать о методиках подбора таких модулей, о пересечении длин волн, о нежелательных длинах, о ADD/DROP-модулях. Но это отдельная тема.

Разъемы

Это то место, куда вы будете подключать оптический патчкорд. На оптических модулях сейчас используются преимущественно два типа раъемов - SC и LC. Грубо и жаргонно - большой и мелкий квадраты. Понятно, что имея в наличии патчкорд с разъемом SC, вы не подсоедините его к разъему LC. Нужно либо менять патчкорд, либо ставить переходник-адаптер. В большинстве случаев SFP-модули имеют разъем LC, в то время как X2/XENPAK - SC. Выше на изображениях уже были модули с различными разъемами.

Немного о патчкордах

Оптические патчкорды, они же оптические шнуры. Нас будут интересовать следующие характеристики: дуплекс/симплекс (количество волокон), полировка (сейчас это UPC-синие или APC-зеленые), разъем (SC, LC, FC), многомодовость и длина. Конечно, важна еще и толщина сердцевины волокна, но сейчас на многомодовые обычные шнуры используют стандартную толщину. Снизу я представил изображение с различными видами концов патчкордов.

В основном вы будете встречать следующее обозначение шнуров - ШО-2SM-SC/UPC-SC/UPC-3.0 . Это расшифровывается следующим образом: Шнур Оптический Дуплексный Одномодовый (Single-Mode) с разъемами SC и полировкой UPC с одной стороны и SC-UPC с другой длиной 3.0 метра. Соответственно, например, ШО-SM-LC/APC-SC/APC-15.0 - одномодовый дуплексный шнур с разъемами LC-LC и гравировкой APC длиной 15 метров.

Неоторые особенности

Оптические модули - активное оборудование, они потребяют электроэнергию и выделяют тепло. Это следует учитывать при подключении оборудования к электросети. Также коммутатор, заполненный мощными модулями под завязку может потребовать дополнительного охлаждения.

Не стоит забывать, что в оптические модули встроены лазеры, и с ними необходимо соблюдать некоторую технику безопасности. Конечно в большинстве случаев никакой угрозы они не предоставляют в силу слабой мощности, но бывали случаи, дальнобойные мощные 10GE модули могут вполне выжечь сетчатку глаза или оставить ожог, если использовать палец в качестве аттюниатора.

Современные оптические модули имеют функцию DDM (Digital Diagnostics Monitoring) - в них встроен ряд сенсоров, через которые можно определить текущее значение некоторых параметров. Смотрится это через интерфейс оборудования, в которое установлен модуль. Самые важные параметры для вас - текущие принимаемая мощность и температура.

Ряд производителей сетевого оборудования запрещают использовать сторонние модули в их оборудовании. По крайней мере раньше Cisco не давала их запускать, они в ней просто не работали. Сейчас же в узких кругах известны

Оптические коннекторы применяются при оконцовке оптических волокон для их стыковки с пассивным или активным телекоммуникационным оборудованием.

Сегодня на рынке представлено большое количество специализированных оптических коннекторов. В телекоммуникациях и сетях кабельного телевидения наибольшее распространение получили коннекторы типов SC, FC, ST, имеющие стандартные размеры и миниатюрные LC. Оптические коннекторы могут соединять как одно, так и несколько волокон.

Оптический коннектор состоит из корпуса, внутри которого расположен наконечник (феррула) с прецизионным продольным концентрическим каналом. Диаметр канала зависит от того, какое оптическое волокно будет использоваться - одномодовое или многомодовое. Для одномодового волокна диаметр канала феррулы равен 125,5-127 мкм, для многомодового 127-130 мкм. Наиболее распространенный внешний диаметр феррул - 2,5 мм, но в оптических коннекторах с малым форм-фактором используются феррулы диаметром 1,25 мм. Стандартно в качестве материала феррул используется диоксид циркония.

Феррула соединяется с оптическим волокном: волокно без оболочки вставляется в канал наконечника и фиксируется, выступающий конец волокна скалывается параллельно с поверхностью торца ферула, сам торец ферула полируется. Далее феррула с волокном совмещается с корпусом разъема. После соединения волокна и феррулы, сборка тестируется на наличие дефектов (на микроскопе или интерферометре). Для одномодового волокна точность выравнивания волокна в ферруле должна быть выше, чем 0,5 мкм, угловое отклонение не более 5 гр., а возвратные потери не менее 40 дБ.

Существует несколько наиболее часто используемых типов коннекторов, каждый из которых требует своего метода сборки. Но минимум два шага этих методов являются общими для всех типов.

1) Волокно закрепляется в оптическом коннекторе с помощью эпоксидной смолы. Этот процесс важен с точки зрения обеспечения надежности соединения. Эпоксидная смола предотвращает движение оптического волокна, что позволяет производить равномерную полировку торцов феррулы и оптического волокна.

2) Торец феррулы полируется для обеспечения наиболее плотного соединения коннекторов. Это необходимо для того, чтобы снизить в точке соединения коннекторов вносимое в линию затухание и обратное отражение.

Существует несколько типов полировки

• РС (Physically Contact)
• UPC (Ultra Physically Contact)
• APC (Angled Physically Contact)
• SPS (Super Physically Contact)

В случае полировки UPC плоскость торца феррулы перпендикулярна оптическому волноводу волокна, при APC - наклонена под углом 8°.

В телекоммуникациях стандартно используются оптические коннекторы с полировкой UPC, обозначаемые синим цветом, реже - APC, обозначаемые зеленым цветом. Оптические коннекторы с полировкой APC не совместимы с другими типами коннекторов, они нашли широкое применение в сетях кабельного телевидения.

Выбор метода полировки зависит от материала наконечника. Если материал наконечника очень твердый, например керамика, то, как правило, наконечник закруглен в районе торцевого конца, и на него ссылаются как на предварительно закругленный. Мягкие материалы наконечника, такие, как композитные термопластики или стеклокерамика, могут полироваться плоско. Эти материалы интенсивно используются, так как изнашиваются примерно с такой же скоростью, что и оптоволокно, и поддерживают высокое качество физического контакта.

Торцевые концы волокна закругляются, для того, чтобы свет не отражался непосредственно назад к источнику (угол отражения равен углу падения). В случае закругления торца, отражение происходит назад под углом и рассеивается, а волокна соприкасаются наиболее выступающими точками, приходящимися на среднюю часть светонесущей сердцевины волокна. Таким образом, воздушный зазор исключен.

Обратное отражение может быть снижено еще больше, если использовать угловой физический контакт APC (Angled Physically Contact). Угловой контакт отражает свет в оболочку волокна, а не в сердцевину.

Возвратные потери оптического коннектора должны быть, как уже говорилось, не меньше 40 дБ.

Еще одна важная характеристика оптического коннектора - количество циклов соединения. Оно определяется числом соединений/разъединений, начиная с которого характеристики коннектора начнут ухудшаться. Это число, как показывает опыт, колеблется от 200 до 600 соединений. В конце жизненного цикла потери на коннекторе не должны увеличиваться более чем на 0,2 дБ.

Требования, предъявляемые к коннекторам:

• Малые вносимые потери
• Малое обратное отражение
• Устойчивость к внешним механическим, климатическим и другим воздействиям
• Высокая надежность и простота конструкции, незначительное ухудшение параметров после многократных повторных соединений

Типы оптических коннекторов

Коннекторы ST были разработаны в середине 80-х годов. Удачная конструкция этих коннекторов обусловила появление на рынке большого числа их аналогов. В настоящее время коннекторы ST получили широкое распространение в оптических подсистемах локальных сетей. Керамический наконечник диаметром 2,5 мм, с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм обеспечивает физический контакт стыкуемых световодов. Для защиты торца волокна от повреждений при прокручивании в момент установки применяется боковой ключ, входящий в паз розетки, вилка на розетке фиксируется байонетным замком.

Коннекторы ST просты и надежны в эксплуатации, легко устанавливаются, относительно недороги. Однако, простота конструкции имеет и отрицательные стороны: чувствительность к резким усилиям, прилагаемым к кабелю, а также к значительным вибрационным и ударным нагрузкам, ведь наконечник представляет собой единый узел с корпусом и хвостовиком. Этот недостаток ограничивает применение подобного типа коннекторов на подвижных объектах. Детали коннекторов ST обычно изготавливаются из цинкового сплава с никелированием, реже из пластмассы.

При сборке коннекторов арамидные нити упрочняющей оплетки кабеля укладываются на поверхность задней части корпуса, после чего надвигается и обжимается металлическая гильза. Такая конструкция позволяет в значительной мере снизить вероятность обрыва волокна при выдергивании коннектора. Для дополнительного увеличения механической прочности соединительных шнуров в коннекторах ряда производителей предусматривается обжим на задней части корпуса не только арамидных нитей, но и внешней оболочки миникабеля.

В настоящее время ST-коннектор заменяется на более прогрессивный FC-коннектор.

Этот тип коннектора широко применяется как для одномодового, так и для многомодового волокна. SC-коннектор относится к классу коннекторов общего пользования и применяется как в сетях с большой длиной секций, так и в локальных сетях. В устройстве используется механизм сочленения "push-pull".

Коннектор SC базового типа состоит из сборки (вилки), содержащей наконечник, вставленной в корпус разъема, центрирующую наконечник. Оптический SC-коннектор может объединяться в модуль, состоящий из нескольких разъемов. В этом случае модуль может использоваться для дуплексного соединения (одно волокно которого используется для передачи в прямом, а другое в обратном направлениях). Коннектор имеет ключ, предотвращающий неправильное соединение волокон.

Коннекторы типа FC ориентированы, в основном, на применение в одномодовых линиях дальней связи, специализированных системах и сетях кабельного телевидения. Керамический наконечник диаметром 2,5мм с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм обеспечивает физический контакт стыкуемых световодов. Наконечник изготавливается со строгими допусками на геометрические параметры, что гарантирует низкий уровень потерь и минимум обратных отражений. Для фиксации коннектора FC на розетке используется накидная гайка с резьбой М8 х 0,75. В данной конструкции подпружиненный наконечник жестко не связан с корпусом и хвостовиком, что усложняет и удорожает коннектор, однако такое дополнение окупается повышенной надежностью.

Уровень вносимых потерь коннектора типа FC составляет <0,4 дБ. Они имеют средства для настройки. Ключ настройки позволяет настраивать уровень вносимых потерь до нескольких десятых дБ. После того, как позиция минимальных потерь найдена, ключ может быть зафиксирован.

Коннекторы типа FC устойчивы к воздействию вибраций и ударов, что позволяет применять их на соответствующих сетях, например, непосредственно на подвижных объектах, а также на сооружениях, расположенных вблизи железных дорог.

Миниатюрные LC-коннекторы имеют размеры примерно в два раза меньше, чем обычные варианты SC, FC, ST с диаметром наконечника 1,25 мм, вместо стандартного 2,5 мм. Это позволяет реализовать большую плотность при установке на коммутационной панели и плотную схему установки в стойку.

Коннектор фиксируется с помощью прижимного механизма, исключающего случайное разъединение.

D4-коннектор

Этот тип оптических коннекторов особенно широко используется для одномодового волокна. Он во многих отношениях похож на FC-коннектор, но имеет наконечник меньшего диаметра - 2,0 мм.

FDDI-коннектор

Разъем FDDI спроектирован как двухканальный, использует два керамических наконечника и механизм боковых защелок. Прочный кожух защищает наконечники от случайных повреждений, тогда как плавающий стык обеспечивает ему плотное сочленение без усилий. Уровень вносимых потерь составляет порядка 0,3 дБ для одномодового волокна и порядка 0,5 дБ для многомодового. FDDI - технология локальных сетей, используемая для пакетной передачи данных со скоростью 100 Мбит/с в соответствии со стандартом ANSI.

Оптический разъем Е-2000 и F-3000

Разъемы Е-2000 представляют из себя достаточно сложную конструкцию. Для разъединения разъема требуется специальный ключ, поэтому вероятность случайного разъединения разъема Е-2000 сводится к нулю. После разъединения коннектора, отверстие закрывают специальные шторки. Данные разъемы отличает большое количество циклов соединений - до 2000.

Оптические разъемы F-3000 являются усовершенствованной версией разъема Е-2000. Отличие заключается в диаметре ферула - 1,25 мм (у F-3000) и в материале шторок, у F-3000 они металлические.

Существует еще большое количество типов оптических разъемов - HDSC, FJ, SC-Compact, MU, SCDC, SCQC, Mini-MT, MT-RJ, Mini-MPO, Optoclip II, VF-45 и прочие. Эти разъемы имеют узкое прикладное назначение и в настоящее время не получили широкого применения.

Для соединения оптических кабелей в муфтах или установки пигтейлов в кроссах обычно используют сварочный аппарат - он позволяет надежно и с максимальной плотностью фиксировать волокна, а так же оставлять технологические запасы на повторное соединение и перемещения волокон в кабеле под воздействием температуры и растягивающего усилия. В большинстве случаев сварка самый удобный вид соединения. Но у нее есть и недостатки, которые можно решить с помощью установки на кабель быстрых коннекторов.

Какие проблемы возникают при использовании сварки как основного вида соединений?

1. Место сварки оптического волокна становится хрупким и его следует фиксировать специальной термоусадочной гильзой КЗДС.

2. Термоусадочная гильза требует фиксации, т.к. не защищает волокно от растягивающего усилия.

3. Волокно с обоих сторон гильзы может сломаться, т.к. с него снята защитная оболочка.

4. Нельзя произвести соединение волокон с помощью сварки в сложных условиях, например когда нет запаса волокна или на столбе без технологического запаса волокна.

Из всего следует, что при оконцовывании кабеля всегда требуется установка маленького кросса, а при развертывании сетей в частном секторе всегда требуется снимать муфту со столба и оставлять колечки кабеля магистрального и клиентских, что со временем создает паутину из проводов. И самое главное нельзя провести такие работы одному монтажнику, т.к. он просто не сможет снять муфту.

Вставляем оптическое волокно в центральную трубку и перемещаем зажимной бегунок вправо, тем самым фиксируя его в разъеме. Передвинув его обратно можно вынуть волокно из коннектора.

Под крышкой, зажимающей кабель от выскальзывания необходимо оставить запас волокна. Быстрый коннектор типа SC одевается непосредственно на кабель, поэтому нельзя оставить большой запас волокна, как при использовании сварочного аппарата. Если длина кабеля более 200 метров нужно предпринять меры для исключения перемещения волокон внутри кабеля, например оставлять запас, свернутый в колечки.

Закрываем крышку быстрого коннектора и затягиваем зажимную втулку. Хотя разъем предназначен для установки на FTTH кабель, можно устанавливать его и на центральную трубку кабеля.

ВНИМАНИЕ!!! При установки на центральную трубку она не надежно фиксируется в разъеме, нужно положить сверху обрезок этой трубки, или намотать немного изоленты, что бы увеличить ее толщину. В этом случае крепление будет надежным.

Осталось только одеть синий пластмассовый фиксатор в розетке и готово - волокно можно подключать к оборудованию. Можно подключить его непосредственно или расположить в кроссе или настенной розетке, а подключение оборудования осуществлять через промежуточный патчкорд.

Теперь для сравнения произведем установку разъема с применением оптического сварочного аппарата. Сами разъемы на кабель с помощью сварки непосредственно не устанавливаются, поэтому нужно использовать разрезанный патчкорд или специальный оптический пигтейл. Он приваривается к волокну из кабеля и устанавливается в кроссе.

Существуют оптические патчкорды с разъемами SC разной длины, у них обычно толстая изоляция 2 или 3 миллиметра, бывают и специальные пигтейлы (обрезанные патчкорды), с тонкой внешней изоляцией 0.9 миллиметров. Использовать можно любые, однако для плотного монтажа многоволоконного кабеля в кроссе целесообразнее использовать пигтейлы с тонкой изоляцией - они легко гнуться и фиксируются, не занимают много места.

Сделать из патчкорда пигтейл можно с помощью специального кабельного стриппера с различными диаметрами отверстий. Разрезаем его пополам и снимаем верхнюю защитную изоляцию.

В итоге получаем тот же оптический пигтейл, который при сравнении с оптическим волокном обладает несколько более толстой защитной оболочкой.

Скалываем оптическое волокно из кабеля по линейке 20 миллиметров скалывателем Jilong KL- 21 C . Естественно волокно предварительно нужно очистить и снять буферное покрытие стриппером.

Зажимаем волокно прижимной планкой скалывателя KL- 21 C , закрываем крышку и производим скол.

Аналогичную операцию производим и с привариваемым патчкордом - снимаем буферное покрытие, протираем и скалываем.

Включаем сварочный аппарат Jilong KL-280 G и ждем его готовности к работе, когда на экране появится соответствующее сообщение.

Открываем защитную крышку сварочного аппарата и укладываем пигтейл на правую зажимную площадку, волокно при этом должно попасть на V образную канавку перед сварочными электродами. Предварительно на волокно нужно одеть термоусадочную гильзу КЗДС.

Аналогично укладываем волокно из оптического кабеля слева. Роутер Mikrotik RB450 G используем в качестве подставки под кабель.

После закрытия крышки сварочного аппарата Jilong KL-280 он автоматически производит сведение и сварку волокон, но предварительно проверяет качество произведенного скола. Аппарату скол не понравился, поэтому он выдал сообщение что превышен угол скола. Хоть на экране аппарата и виден дефект волокна справа, однако не всегда его явно видно и было бы не плохо, если аппарат сообщал с какой стороны плохой скол.

Сообщение с экрана сварочного аппарата об ошибке - "Превышен угол скола". Он предлагает игнорировать дефект и продолжить, но лучше этого не делать и произвести повторный скол волокна.

После произведения повторных действий по сколу, очистке и укладки волокна аппарат без проблем произвел сварку и показал информацию о потерях в сварном соединении - Loss: 0.01 dB - такое значение должно быть показано при всех сварках, если оно выше 0.03 , то нужно произвести повторное соединение волокон.

Вводить волокна в аппарат Jilong KL-280 G можно даже в защитной оболочке, специальная прокладка под крышкой и соответствующий вырез это позволяют.

После сварки волокно натягивается между зажимными планками, если одну пошевелить пальцем, вторая так же будет перемещаться, поэтому открывать крышки следует аккуратно.

Получилось вот такое красивое соединение, однако глаз специалиста сразу поймет не ладное.

Забыли одеть термоусадочную гильзу КЗДС, а без нее волокно можно легко сломать. Это одна из основных ошибок при начале работы с оптикой. Придется разрезать волокно и произвести повторную сварку. Нельзя просто взять и разрезать волокно в любом месте, нужно найти место сварки и вырезать его с двух сторон, как красную ленточку при открытии новых объектов строителями.

Производим повторный скол скалывателем Jilong KL- 21 C , только линейку ставим на самое минимальное значение, что бы буферное покрытие было на максимально возможной длине оптического волокна.

Одеваем термоусадочную гильзу и вновь заводим волокна в сварочный аппарат.

Производим сварку и получаем результат - Loss:0.36 dB - это очень много, нужно резать и делать повторную сварку. Видно что волокно сварилось со смещением, что говорит о том, что нельзя укладывать в канавку сварочного аппарата волокно с не снятым буферным покрытием.

Зато гильза КЗДС на месте, однако она не закрывает все волокно со снятым буферным покрытием - со стороны кабеля конец оголенного волокна был короткий, а со стороны патчкорда забыли выровнять длину. Режем снова.

Пробуем сразу поместить волокна в сварочный аппарат не скалывая их концы - и вот наглядный результат. Сразу становиться понятно для чего нужен скалыватель и можно ли обойтись без него. Аппарат для сварки оптических волокон Jilong KL-280 G не будет работать если их торцы не обработаны.

Аппарат выдает соответствующее предупреждение.

Теперь производим скол по всем правилам с обрезкой волокна по линейке на 16 миллиметров.

И попадаем опять на сообщение о превышении угла скола, смотрим на картинке какое волокно с дефектом (в данном случае правое) и производим повторный скол.

Вставляем волокна в аппарат Jilong KL 280 G и закрываем крышку. Волокна должны свободно перемещаться, т.к. аппарат во время сведения может утягивать их внутрь. Так же не следует располагать волокна глубже сварочного электрода, аппарат выдаст сообщение об ошибке - он может только втягивать волокна в себя, а не выталкивать обратно.

Процесс сварки производится автоматически, в этом и есть основное отличие сварочного аппарата Jilong KL-280 G от обычного KL-280 .

Опять что-то пошло не так и аппарат выдал сбой сварки с интересной картинкой волокна с дыркой в центре, нужно опять резать и переделывать.

Однако само волокно с дефектом сварилось и достаточно крепко.

Производим повторную сварку.

И получаем требуемый уровень потерь - Loss: 0.01 dB .

Аккуратно достаем волокна, сдвигаем термоусадочную гильзу КЗДС на место сварки и помещаем ее в печку вверху сварочного аппарата.

Закрываем крышку, но ей мешает толстая оболочка кабеля - ничего страшного, печка может работать и с приоткрытой крышкой.

Для включения печки следует нажать кнопку HEAT на панели сварочного аппарата.

И по завершении процесса усадки вынуть гильзу и разместить ее в специальном металлическом держателе для полного остывания. Гильза может прилипнуть в печке, поэтому следует доставать ее сразу после звукового сигнала.

Вот результат, волокно сварено, одета гильза КЗДС, но все равно обращаться с ним нужно осторожно и требуется уложить в кросс или настенную коробку.

Вид со стороны коннекторов на соединения различных типов. Вверху быстрый коннектор одетый на центральную трубку оптического кабеля, внизу патчкорд, приваренный к основному кабелю.

С другой стороны все не так аккуратно. Если конец кабеля с быстрым коннектором можно гнуть как угодно, то конец кабеля в месте сварки очень легко повредить и требуется защитить его путем укладки в маленький настенный оптический бокс, при этом для подключения активного оборудования понадобиться использовать дополнительный пигтейл.

Конечно можно разделать волокно так, что бы центральная трубка оптического кабеля зашла в гильзу КЗДС, и буферное покрытие пигтейла так же оказалось внутри, тогда при усадке и трубка основного кабеля, и приваренный патчкорд окажутся надежно соединенными.

Естественно внешний вид такого соединения не очень аккуратный. Толстую желтую изоляцию не получится одеть в гильзу, т.к. она не зажимается лапкой сварочного аппарата, тут можно либо обмотать все изолентой, либо одеть несколько обычных термоусадочных трубок для электрических кабелей.

В сравнении со сваркой соединение быстрым коннектором с разъемом SC производится быстрее и проще, кроме этого в некоторых случаях не требуется применение оптического кросса и лишних переходников с патчкордами. Что может быть удобно при подключении абонентских кабелей в муфты на столбах не на сварке, а на быстрых соединителях. В муфте предварительно развариваются волокна и устанавливаются розетки, абонентские кабели на земле оконцовываются коннекторами и подключаются к муфте, при этом запас кабеля не требуется и на столбах не появляется паутина из проводов. Кроме этого быстрые соединители можно использовать при строительстве сетей на базе технологии PON.

Стоимость самого дешевого оптического кабеля меньше витой пары, поэтому набор из скалывателя, стриппера и быстрых коннекторов очень быстро окупается, особенно если часто приходится прокладывать линии связи длиной более 100 метров.

Данный информационный материал был создан, подготовлен и размещен специалистами ООО «ЛАНМАРТ» и является собственностью администрации проекта www.сайт. Любое использование и размещение данного материала на других ресурсах допускается только при наличии прямой ссылки на первоисточник.

Один из заключительных этапов монтажа ВОЛС - это разводка и подключение входящего оптоволоконного кабеля непосредственно в точке назначения: в серверной, дата-центре и т.д. Для этого кабель заводится в оптический кросс и волокна подсоединяются к разъемам. На этом этапе используется такая группа, как оптические компоненты - это , пигтейлы, и всякого рода зажимы. Их также объединяют под названием пассивное оптоволоконное оборудование .

Пигтейл - это кусок оптического кабеля, оконцованный коннектором только с одной стороны.

Патчкорд имеет коннекторы на обоих концах, типы разъемов при этом могут отличаться (переходной патчкорд) или быть одинаковыми (соединительный).

Оптический адаптер - это, собственно, розетка, в которую подключается пигтейл или патч-корд.

Что важно учитывать?

Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.

Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект - патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.

То есть кроссовое соединение должно обеспечить:

• идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
• защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний - сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
• механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
• механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.

В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.

Но это еще не все сложности

Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем - след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. - это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.

Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки - продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.

На рисунке справа - наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.

Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:

• особо прочный материал наконечника коннектора - керамика, металлокерамика;
• защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
• защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в "вилках";
• кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.

Виды оптических патчкордов, пигтейлов, адаптеров

Классификация оптических пигтейлов, патчкордов и адаптеров в целом одинакова и основана на следующих параметрах:

• стандарт коннектора (разъема);
• тип шлифовки;
• тип волокна - многомодовое или одномодовое;
• тип коннекторов - одинарный иди дуплекс.

В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На этой картинке далеко не все:

Что означают все эти буквы?

Возьмем типичную маркировку оптического патчкорда. К примеру, .

• SC и LC - это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом - переходником, так как два разных типа разъема;
• UPC - тип шлифовки;
• Multimode - вид волокна, здесь многомодовое волокно, еще может быть обозначено аббревиатурой MM. Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM;
• Duplex - два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Обратный случай - это Simplex, один коннектор.

Пример Duplex:

Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов

Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов призвана обеспечить идеально плотное соприкосновение сердечников оптоволокна. Между их поверхностями не должно быть воздуха, так как это ухудшает качество сигнала.

На данный момент используются такие типы полировки, как PC, SPC, UPC и APC .

PC - прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.

Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.

Может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.

SPC - улучшенный вариант PC, но шлифовка производится только машинным способом.

UPC - почти плоский (но не свосем) разъем, который производится с применением высокоточной обработки поверхности. Дает отличные показатели отражательной способности (по сравнению с PC и SPC), поэтому активно применяется в высокоскоростных оптических сетях.

Коннекторы с этим типом разъема чаще всего - синие.

APC - разъем, обработанный по совсем другому принципу: концы скошены под углом 8 градусов. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери.

Разъемы с полировкой APC применяются в сетях с высокоми требованиями к качеству сигнала : передача голосовых, видеоданных. Как пример - кабельное телевидение .

Коннекторы с этим типом разъема - зеленого цвета.

Внимание!

Коннекторы с шлифовкой APC не подходят к разъемам с другой полировкой (PC, SPC, UPC) и вызывают взаимное повреждение.

Полировки PC, SPC, UPC взаимно совместимы.

Сравнение формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:

Зависимость потерь на линии от типа полировки оптического коннектора изложена в таблице:

Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) - эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.

Типы оптических разъемов

На практике наши монтажники оптоволоконных сетей в подавляющем большинстве случаев работают с типами FC, LC, SC. На более редких видах коннекторов мы пока останавливаться не будем.

FC

• подпружиненное соединение, за счет чего достигается "вдавливание" и плотный контакт;
• металлической колпачок - прочная защита;
• коннектор вкручивается в розетку, а значит, не может выскочить, даже если случайно дернуть;
• шевеление кабеля не влияет на соединение.

Однако плохо подходит для плотного расположения разъемов - необходимо пространство для вкручивания/выкручивания.

SC

Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.

Однако пластиковая оболочка может сломаться, да и на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.

В общем, используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.

LC

Уменьшенный аналог SC. За счет малого размера применяется для кроссовых соединений в офисах, серверных и т.п. - внутри помещений, там где требуется высокая плотность расположения разъемов.

Автор разработки этого типа коннектора - ведущий производитель телекоммуникационного оборудования, Lucent Technologies (США) - изначально прогнозировал своему детищу судьбу лидера рынка. В принципе, так оно и есть. Особенно учитывая то, что этот тип разъема относится к соединениям с повышенной плотностью монтажа.

В следующих выпусках:

Еще статьи по теме "Оптоволоконные сети":

сайт

Отечественными и мировыми производителями за прошедшее время было создано множество типов оптических коннекторов, а также специальных проходных адаптеров, используемых для их надежного соединения. Среди них наибольшую популярность завоевали только 4 типа разъемов: LC, ST, FC и SC. Другие коннекторы применяются крайне редко или уже не производятся. Популярность отдельных типов разъемов зависит от конкретной отрасли их использования.

Главные типы оптических коннекторов

Оптический разъем ST

Отличается металлической байонетной конструкцией. А диаметр его керамического наконечника равен 2.5 мм. Раньше данный разъем широко использовался в сетях с многомодовыми волокнами из оптоволокна. А сейчас его не рекомендуют использовать. По сравнению с другими типами, он лишен возможности создания специального дуплексного разъема, имеет невысокую надежность, плохую устойчивость, недостаточно компактный и простой.

Оптический разъем FC

По своей конструкции схож с предыдущим. Диаметр его керамического наконечника тоже составляет 2.5 мм, но вместо байонета применяется металлическое соединение с резьбой. Этот разъем сегодня широко используют в оборудовании активного типа и различных измерительных приборах. Он отличается долговечностью, отличной устойчивостью к всевозможным вибрациям. Зачастую его используют именно в магистральных ВОЛС. можно так же в нашей компании. В компании AVS Electronics оптики и компонентов.

Оптический разъем SC

Широкое распространение получил за счет удобства коммутации и возможности создания специального дуплексного разъема. Он имеет не только внешний корпус, но и внутренний. А диаметр его керамического наконечника равен 2.5 мм. Как правило, такой разъем устанавливают в проходной адаптер легко, без необходимости вращения. широко используется в СКС, современных сетях передачи всевозможных данных в масштабах города. Кабель оптический

Оптический разъем LC

Диаметр наконечника данного разъема равняется 1.25 мм, поэтому с ним необходимо аккуратно работать. За счет своих компактных размеров, данные коннекторы завоевали огромную популярность в различном активном оборудовании, современных пассивных оптических шкафах или полках, имеющих высокую плотность.
Они легко заходят в специальный проходной адаптер обыкновенным защелкиванием. Ассортимент включает коннекторы и , а также многие другие.
Среди большого разнообразия различных коннекторов в СКС преимущество отдается дуплексным разъемам SC или LC типа с ключом, которые способны предотвратить неправильный ввод коннектора в проходной адаптер, обеспечить правильную полярность данного оптического соединения. В новейшем активном оборудовании и во всех центрах по обработке данных чаще всего применяют разъемы типа LC, ведь они весьма компактны и надежны. Коннекторы разъемы купить можно у специалистов компании AVS Electronics.

Типы полировки

Поверхность торца большинства современных оптических коннекторов размещена под углом в 90 градусов, а торец их керамического наконечника немного закруглен. Их различают по качеству выполненной полировки:
. PC - это обыкновенное качество, допустимое для простых приложений в СКС, современных локальных сетей с небольшим расстоянием и максимальной скоростью, равной 1 Гбит/с. Показатель отражательной способности равен -35 дБ.
. SPC - улучшенное качество, отличается отражательной способностью, равной от -40 до -45 дБ либо меньше. Данная полировка характерна для всех и пигтэйлов заводского производства.

UPC - наилучшее качество, исключительно машинная полировка, проводится усиленный контроль качества. Его отражательная способность равна от -50 до -55 дБ либо ниже. Зачастую шнуры с подобной полировкой используют для осуществления измерений высокой точности в процессе проверки современных оптических систем, функционирования самых требовательных приложений, отличающихся скоростями 10 Гбит/с и выше.

Коннекторы с угловой APC полировкой

Стыкуемая поверхность коннекторов, имеющих угловую полировку, размещена под углом в 82 градусов. Показатель отражательной способности равен -65 дБ либо меньше.
С его помощью можно получить наилучшие параметры из всех вероятных на данный момент и уменьшить обратные отражения, но они абсолютно не совместимы со всеми коннекторами, имеющими базовую полировку. Для снижения риска неправильной стыковки, все корпуса этих коннекторов, их хвостовики вместе с проходными адаптерами, делают насыщенного зеленого цвета. Зачастую применяют в провайдерских линиях и во многих сетях современного кабельного телевидения.

Цвета коннекторов

Все вышеупомянутые коннекторы изготавливаются в нескольких версиях: для одномодовых оптических волокон 9/125 мкм либо для многомодовых 50/125 мкм. Корпуса вместе с проходными адаптерами в простых многомодовых коннекторах встречаются в черном или бежевом цвете. А одномодовые коннекторы вместе с адаптерами зачастую имеют синий цвет. Все представленные и многие другие можно в компании AVS Electronics по оптовым ценам, высокого качества.