دانش

کابل فیبر نوری داده ها را به جای برق به صورت نور حمل می کند. این تفاوت واحد تعیین می کند که در کجا مورد استفاده قرار گیرد: هر جا که یک شبکه به ظرفیت بیشتری نسبت به مس می تواند حمل کند، مسافتی بیش از مسافتی که می تواند به آن برسد یا مصونیت کامل در برابر نویز الکتریکی محیطی که از آن عبور می کند نیاز دارد.

این راهنما به ترتیب به سه سوال پاسخ می‌دهد: کابل فیبر نوری واقعاً برای چه چیزی استفاده می‌شود، واقعاً چه سودی برای شما دارد (و چه هزینه‌ای برای شما دارد)، و چگونه بدون حدس زدن از یک برنامه کاربردی به یک ساختار کابل خاص منتقل شوید.

کجا و چرا از کابل فیبر نوری استفاده می شود

بقیه این مقاله هر یک از اینها را گسترش می دهد، سپس منطق انتخاب را به دنباله ای تبدیل می کند که می توانید دنبال کنید.

کابل فیبر نوری چگونه کار می کند

یک گیرنده نوری داده های الکتریکی را به نور مدوله شده تبدیل می کند. فیبر نور را در امتداد یک هسته شیشه ای هدایت می کند و یک فرستنده گیرنده در انتهای آن آن را به عقب تبدیل می کند. خود کابل غیرفعال است - هیچ بهره، پردازش و توانی اضافه نمی‌کند.

دو پیامد به دنبال دارد، و تقریباً هر برنامه زیر یک تغییر در آنها است. اول، ضرر بسیار کم است:ITU{0}}توصیه G.652محدودیت‌های میرایی را برای فیبرهای تک حالت استاندارد تعیین می‌کند، و G.652.D تجاری معمولاً حدود 0.18-0.20 دسی‌بل بر کیلومتر در 1550 نانومتر اجرا می‌شود، در مقابل تقریباً 20 دسی‌بل در هر 100 متر برای جفت تابیده مسی در فرکانس 500 مگاهرتز. ثانیاً، شیشه هدایت نمی‌شود، بنابراین یک کابل دی‌الکتریک تمام-هیچ حلقه زمین ایجاد نمی‌کند، هیچ تداخلی نمی‌گیرد و نمی‌تواند جریان خطا را به تجهیزات شما منتقل کند.

ارزش جدا کردن دو اصطلاح را دارد که به جای یکدیگر استفاده می شوند. فیبر نوری موجبر نازک{1}مو است. کابل فیبر نوری هر چیزی است که در اطراف آن ساخته شده است - لوله های بافر، آب-مسدود کننده، اعضای قدرت، زره، ژاکت. فیبر عملکرد نوری شما را تعیین می کند. کابل تصمیم می گیرد که آیا پیوند از نصب و 20 سال آب و هوا زنده بماند یا خیر.

کابل فیبر نوری برای چه مواردی استفاده می شود؟

برنامه ها به چهار گروه تقسیم می شوند. آنها به یک اندازه خواستار نیستند و تصمیمات کابلی درون آنها بسیار متفاوت است.

گروه 1: شبکه های ارتباطات عمومی

شبکه های ستون فقرات و مترو.این قدیمی ترین و بزرگترین استفاده از فیبر است. مسیرهای طولانی-ترافیک انبوهی را بین شهرها و کشورها حمل می‌کنند، جایی که هر 0.01 دسی بل در کیلومتر اضافی مستقیماً به کلبه‌های تقویت‌کننده کمتری تبدیل می‌شود. فیبر بالا به اندازه تضعیف اهمیت دارد: یک کابل روبانی 288 یا 576 فیبر به یک مجرا اجازه می دهد تا کل مسیر را انجام دهد، و اتصال همجوشی انبوه نوارهای 12 فیبر، زمان اتصال در هر فیبر را تقریباً یک مرتبه در مقایسه با اسپلیک تک فیبر کاهش می دهد.

دسترسی به FTTH و FTTBدر یک شبکه نوری غیرفعال، فیبر از دفتر مرکزی یا گره دسترسی از طریق اسپلیترها به پایانه شبکه نوری در مشترک اجرا می شود. مس VDSL نمی تواند سرویس گیگابیت متقارن را در آن دسترسی ارائه دهد. می تواند بی سیم ثابت، اما نه با همان رفتار نزاع در ساختمان های متراکم. خطر فنی غالب در اینجا تضعیف نیست - دامنه دسترسی کوتاه است - بلکه خم می شود. کابل‌های قطره‌ای در اطراف چهارچوب درب منگنه می‌شوند و در داخل محفظه‌های کوچک حلقه می‌شوند، به همین دلیل است که فیبر غیر حساس G.657.A2 تا حد زیادی جایگزین استاندارد G.652 در آخرین قطره شده است. اگر آن بخش را مشخص می‌کنید، معاوضه‌های عملی{10}در این راهنما مشخص شده است.انتخاب کابل دراپ FTTH.

تلفن همراه fronthaul، midhaul و backhaul.کاربران به صورت بی سیم متصل می شوند. شبکه پشت رادیو اینطور نیست. یک سایت 5G منفرد می‌تواند به چندین لینک 10G یا 25G fronthaul با تأخیر و بودجه‌های زمان‌بندی محدود نیاز داشته باشد، و فیبر تنها رسانه‌ای است که به طور مداوم این را در مقیاس خیابان ارائه می‌کند. انتخاب کابل در برج به جای اپتیک توسط مکانیک هدایت می شود: کابل FTTA در معرض بارگذاری باد، UV و خمش مکرر در نردبان کابل قرار می گیرد، بنابراین مواد ژاکت و عملکرد کششی بیش از تعداد فیبر اهمیت دارند. هدف-ساخته شدهکابل فیبر نوری 5Gطرح ها دقیقاً به این موضوع می پردازند.

یک هشدار صادقانه: هر ایستگاه پایه از فیبر تغذیه نمی شود. در مواردی که هزینه های سنگربرداری بسیار زیاد است یا یک سایت موقتی است، مایکروویو و{1}}موج بک هال میلی متری پاسخ اقتصادی است.

گروه 2: زیرساخت داده

مراکز داده و اتصالات متقابلدر داخل یک قفسه، مس{0}}مستقیم همچنان ارزانتر است و برای چند متر قدرت کمتری دارد. لحظه ای که یک پیوند از یک ردیف عبور می کند، مس دیگر یک گزینه نیست: 10GBASE-T در 100 متر محدود می شود و هیچ جفت پیچ خورده-به هیچ وجه پیوند 400G وجود ندارد. دسترسی های مربوطه در تعریف شده استIEEE Std 802.3، و آنها تصمیم گیری فیبر را بیش از هر اولویت عمومی - به عنوان مثال،IEEE 802.3cu 100GBASE-FR1 تا حداقل 2 کیلومتر و 100GBASE-LR1 تا حداقل 10 کیلومتر را در فیبر یک حالت- تعریف می‌کند.، در حالی که رابط های SR چند حالته در حدود 100 متر مشخص شده اند.

توالی تصمیم گیری که در عمل اهمیت دارد از فرستنده گیرنده به عقب اجرا می شود: سرعت و دستیابی را انتخاب کنید، PMD را برطرف می کند، PMD حالت تک-یا چند حالته را برطرف می کند، و تعداد پورت ها مشخص می کند که آیا با ترانک های LC دوبلکس یا MPO/MTP کابل می کنید. اشتباه گرفتن این ترتیب رایج‌ترین و گران‌ترین اشتباه کابل‌کشی مرکز داده است - یک کارخانه چند حالته نصب شده برای 40G ممکن است از رفرش 800G دوام نیاورد، در حالی که حالت تک-از چندین نسل اپتیک بیشتر است. ساختار یافتهراه حل های اتصال مرکز دادهمعمولاً حول آن مسیر ارتقاء به جای سرعت امروزی مشخص می شوند.

تلویزیون کابلی و IPTV.فیبر ترکیبی{0}}شبکه های کواکسیال هر سال فیبر را عمیق تر می کنند و تنها در افت نهایی کواکس باقی می مانند. درایور کیفیت ویدئو نیست، بلکه آبشار تقویت کننده است: هر تقویت کننده RF در یک کار کواکسی طولانی نویز و نقطه شکست را اضافه می کند و فیبر آنها را بین هداند و گره نوری حذف می کند.

گروه 3: زیرساخت های حیاتی

تاسیسات برق.ایستگاه های فرعی دشمن ترین محیط الکتریکی در شبکه های تجاری هستند. تله متری مسی بین پست ها در هنگام خطای زمین، زمانی که افزایش پتانسیل زمین می تواند در سراسر کابل ظاهر شود، خطر واقعی را به همراه دارد. فیبر دی الکتریک این مسیر را به طور کامل حذف می کند، به همین دلیل است که SCADA، حفاظت از راه دور و پیوندهای شبکه هوشمند- تقریباً به طور پیش فرض فیبر هستند.

دو ساختار غالب است. OPGW سیم زمین بالای سر را جایگزین می‌کند، بنابراین باید از جریان اتصال کوتاه عبور کند. ADSS در زیر هادی‌های فاز بدون پیام‌رسان آویزان می‌شود و عامل محدودکننده آن پتانسیل فضای القایی در نقطه اتصال است: بالاتر از یک قدرت میدان مشخص، قوس باند خشک یک غلاف پلی‌اتیلن استاندارد را تخریب می‌کند و یک روکش مقاوم در مسیر اجباری می‌شود.IEEE Std 1222رژیم آزمایش الکتریکی و مکانیکی کابل ADSS را تعریف می‌کند و شرکت‌ها معمولاً مستقیماً روی آن مشخص می‌کنند. مقایسه کوتاهی از این دو در این تفکیک موجود استکابل ADSS در مقابل OPGW.

حمل و نقل.راه‌آهن‌ها، متروها، بزرگراه‌ها، تونل‌ها و فرودگاه‌ها یک نمایه مشترک دارند: تجهیزات پراکنده در فواصل طولانی، جریان کششی یا موتور در نزدیکی، و تقریباً-تحمل صفر برای خرابی. فیبر فاصله و تداخل را به یکباره حل می کند. خطر انتخاب، مکانیکی است، نه کابل‌های نوری - در فرورفتگی کابل‌ها با جوندگان، سایش بالاست و ورود آب، بنابراین نوع زره و مسدود کردن آب{4} معمولاً تعیین‌کننده مشخصات است.

امنیت و نظارت.دوربین‌های{0}}با وضوح بالا در یک محیط می‌توانند کیلومترها دورتر از اتاق کنترل، بسیار فراتر از حد مس اترنت، و اغلب در همان قطب‌های برق قرار گیرند. فیبر هر دو محدودیت را حذف می کند. به یک چیزی که انجام نمی دهد توجه کنید: فیبر دی الکتریک هیچ برقی ندارد، بنابراین دوربین های راه دور همچنان به برق محلی، یک کابل هیبریدی یا یک جریان برق جداگانه نیاز دارند.

گروه 4: محیط های تخصصی

اتوماسیون صنعتی.یک کارگاه جوشکاری یا یک معدن بدترین حالت برای درایوهای فرکانس متغیر- مسی - است، جوشکارها و ترانسفورماتورها صدایی را تزریق می‌کنند که هیچ مقدار محافظی کاملاً آن را سرکوب نمی‌کند و جریان‌های طولانی مس بین ساختمان‌ها اختلاف پتانسیل زمین ایجاد می‌کند. یک محرک معمولی برای تبدیل به فیبر یک شبکه کارخانه چند صد متری بین سالن‌های تولید است که تلفات بسته‌های متناوب و غیرقابل تکرار مرتبط با راه‌اندازی ماشین‌آلات سنگین را نشان می‌دهد. سپس کابل باید از روغن، مواد شیمیایی، ارتعاش و سایش جان سالم به در ببرد، به همین دلیل است که مشخصات صنعتی اغلب با ساختار زره‌دار یا جلیقه‌ای سنگین ختم می‌شود. مبادلات-در این راهنما باانتخاب یک کابل فیبر نوری زره ​​پوش.

مراقبت های بهداشتی.بیمارستان‌ها فایل‌های تصویربرداری بسیار بزرگی را جابجا می‌کنند و ترافیک PACS بین مجموعه‌های تصویربرداری و بایگانی‌ها دلیل اصلی ظاهر شدن ستون‌های فیبر در ساختمان‌های پزشکی است. ایزولاسیون الکتریکی بین ساختمان ها یک مزیت ثانویه اما واقعی است. عملکرد آتش معمولاً بر انتخاب کابل در اینجا غالب است، زیرا رایزرهای بیمارستانی و پلنوم ها تحت قوانین دقیق آتش نشانی محلی قرار می گیرند.

سیستم های زیردریاییترافیک بین قاره ای از طریق کابل انجام می شود نه ماهواره. با توجه بهسوالات متداول کابل زیردریایی TeleGeography، داده‌های FCC نشان می‌دهد که ماهواره‌ها کسری از درصد ظرفیت بین‌المللی ایالات متحده را تشکیل می‌دهند، و همان منبع خاطرنشان می‌کند که طبق داده‌های کمیته بین‌المللی حفاظت از کابل، خطاهای کابل - تقریباً ۲۰۰ در سال در سراسر جهان است. کابل‌های زیردریایی کلاس مهندسی متفاوتی هستند: تکرارکننده‌ها، هادی‌های قدرت، سازه‌های مقاوم در برابر فشار{3}}ساختارهای مقاوم در برابر فشار و زره‌پوش‌های سنگین ساحلی{4}}، که به اندازه هزینه‌های تعمیر و انتقال طراحی شده‌اند.

مزایای اصلی کابل فیبر نوری - و محدودیت های آن چیست؟

مزایای فیبر واقعی اما محدود است. بیان مرز چیزی است که آنها را در یک مشخصات قابل استفاده می کند.

• ظرفیت.یک جفت فیبر منفرد ترابیت‌هایی را با طول موج-تقسیم چندگانه حمل می‌کند. سقف توسط فرستنده و گیرنده و سیستم خط نوری تنظیم می شود، نه توسط شیشه.
• فاصله.پیوندهای منفعل تک حالت-10 تا 80 کیلومتری معمول هستند. اترنت مسی در 100 متر متوقف می شود. Reach تابعی از تضعیف فیبر بودجه پیوند -، از دست دادن اتصال و اتصال، و حساسیت فرستنده گیرنده با هم است.
• مصونیت در برابر تداخل و ایزوله الکتریکی.کابل تمام{0}}دی الکتریک تحت تأثیر EMI قرار نمی گیرد و هیچ مسیر رسانایی ایجاد نمی کند. این همان مزیتی است که مس به هیچ قیمتی نمی تواند به آن نزدیک شود.
• اندازه و وزن.یک کابل 144 فیبر در فضای باز نازکتر از تعداد انگشت شماری جفت مسی است که در مجاری متراکم و در قطب های بارگذاری شده اهمیت دارد.
• امنیت.ضربه زدن به یک فیبر نیاز به دسترسی فیزیکی دارد و یک رویداد از دست دادن قابل تشخیص ایجاد می کند.
• تأخیر - با یک هشدار.نور در سیلیس تقریباً در دو{0}}c، حدود 5 میکرو ثانیه در هر کیلومتر منتشر می‌شود. فیبر عمدتاً با ایجاد یک مسیر کوتاه تر و مستقیم تر و با حذف ارسال مجدد ناشی از تداخل، تأخیر را کاهش می دهد. تأخیر-به-پایان تحت سلطه سوئیچینگ، پروتکل و مسیریابی است، بنابراین «فیبر تأخیر کم است» فقط در لایه فیزیکی صادق است.

در مقابل آن، محدودیت های صادقانه:

• هزینه نصب بالاتر به ازای هر پیوند در فواصل کوتاه، و اتصال به تکنسین های آموزش دیده و یک اسپلایسر فیوژن نیاز دارد.
• کارایی کاملاً به فرستنده گیرنده بستگی دارد - کابل نمی تواند عدم تطابق نوری را جبران کند.
• حساسیت خمشی خارج از فیبر G.657 حالت شکست میدان باقی می ماند.
• تعمیرات نیاز به یک محفظه اتصال و ذخیره سازی شل دارد، نه یک ابزار چین دار.
• فیبر دی الکتریک نمی تواند نیرو را تامین کند. در جایی که برق و داده باید مسیری مشترک داشته باشند، به یک کابل ترکیبی یا فوتوالکتریک نیاز دارید.

فیبر در مقابل مس: وقتی مس همچنان برنده است

مس پاسخ بهتری برای پیوندهای کوتاه در-راک، در-ساخت کابل کشی افقی به میزها و نقاط دسترسی، و هر جایی که برق از طریق اترنت کار واقعی انجام می دهد، باقی می ماند. همچنین خاتمه آن در سایت با حداقل ابزار آسان تر است. فیبر در پهنای باند، فاصله، مصونیت تداخل و ایزوله برنده است. انتخاب از معماری سیستم و دسترسی است، نه اینکه کدام رسانه از نظر تئوری سریعتر است.

نحوه انتخاب کابل فیبر نوری: یک دنباله{0} شش مرحله ای

اکثر راهنماهای انتخاب، متغیرها را فهرست می کنند. متغیرها به هم متصل هستند و ترتیبی که آنها را در مسائل - حل می‌کنید، مراحل بعدی را محدود می‌کند.

1. سیستم انتقال و دسترسی را تعریف کنید.نرخ داده، استاندارد رابط و طول پیوند در درجه اول قرار می گیرند، زیرا آنها بودجه ضرر را تعیین می کنند هر چیز دیگری که باید در آن قرار گیرد.
2. نوع فیبر را از مرحله 1 استخراج کنید.فراتر از چند صد متر، یا در جایی که پیوند باید از ارتقای سرعت آتی دوام بیاورد، حالت تک-. حالت چند حالته فقط در جایی که دسترسی کوتاه است و صرفه جویی در هزینه فرستنده گیرنده مادی است. خطوط تقسیم عملی در این مقایسه پوشش داده شده استفیبر تک حالت -و چند حالته. فیبرهای یدکی را در اینجا اضافه کنید، نه دیرتر - کشیدن کابل دوم بسیار بیشتر از افزودن فیبر به کابل اول هزینه دارد.
3. روش نصب را اصلاح کنید.مجرای، دفن مستقیم، هوایی، در{0}}ساختمان یا زیر آب. قبل از پرسیدن هر گونه سوال زیست محیطی، عضو نیرو، سیستم مسدودکننده آب و ژاکت را تعیین می کند.
4. ساختار کابل را با آن روش مطابقت دهید.دهانه های هوایی بار کششی، افت و بارگذاری یخ/باد را تنظیم می کند. نصب کانال حداکثر کشش و قطر را در برابر ظرفیت کانال تنظیم می کند. ست های دفن مستقیم در برابر خرد شدن و مقاومت در برابر جوندگان. در جایی که مسیر نویسه - در فضای باز به داخل - تغییر می‌کند، شما یا در یک محفظه متصل می‌شوید یا یک کابل داخلی/خارجی دارای رتبه دوگانه- وتفاوت بین کابل داخلی و خارجیقبل از اینکه فرض کنیم یک کابل می تواند هر دو را انجام دهد ارزش بررسی دارند.
5. محدودیت های محیطی و نظارتی را اعمال کنید.دمای عملیاتی، اشعه ماوراء بنفش، مواد شیمیایی، رطوبت، میدان‌های الکتریکی بالا - و عملکرد آتش، که تنها محدودیتی است که توسط قانون به جای مهندسی تعیین شده است. کابل های داخلی باید دارای درجه آتش سوزی مورد نیاز حوزه قضایی شما باشند. در آمریکای شمالی این به معنای فهرست‌بندی‌های NEC ماده 770 مانند OFNP یا OFNR و در جاهای دیگر طبقه‌بندی محلی یا IEC معادل است.
6. قفل کردن استانداردها، آزمایش و پذیرش.اسناد قابل اجرا ITU-T، IEC، IEEE یا TIA را به جای فهرست کردن بدنه ها نام ببرید. گزارشات آزمایش کارخانه، طول درام، بسته بندی و معیارهای پذیرش را قبل از سفارش تعریف کنید و برای آزمایش میدانی برنامه ریزی کنید -تست کابل فیبر نوریپس از نصب چیزی است که بودجه پیوندی را که در مرحله 1 محاسبه کرده اید ثابت می کند.

سوالات متداول

آیا کابل فیبر نوری فقط برای ارتباط اینترنتی استفاده می شود؟

خیر. در حمل و نقل سیار، مراکز داده، حفاظت از سیستم قدرت و SCADA، سیگنالینگ حمل و نقل، کنترل صنعتی، نظارت، شبکه های تصویربرداری پزشکی، پخش و سیستم های زیردریایی استفاده می شود. تعدادی از اینها کاربردهای کنترلی و ایمنی هستند که در آن جداسازی الکتریکی بیشتر از پهنای باند اهمیت دارد.

آیا کابل فیبر نوری حامل برق است؟

کابل دی الکتریک استاندارد ندارد. کابل های ترکیبی و فوتوالکتریک ترکیبی فیبرهای نوری را با هادی های فلزی به طور خاص برای ارائه توان و داده در یک مسیر - معمولاً برای واحدهای رادیویی و دوربین های راه دور ترکیب می کنند.

آیا فیبر همیشه سریعتر از مس است؟

فیبر ظرفیت و دسترسی بسیار بیشتری را ارائه می دهد، اما توان عملیاتی شما توسط فرستنده گیرنده، پروتکل و طراحی شبکه تنظیم می شود. کابل DAC مسی در یک پیوند رک 3 متری، همان 100G را با هزینه و توان کمتر ارائه می‌کند.

کابل فیبر نوری بدون تقویت چقدر می تواند کار کند؟

این به بودجه پیوند بستگی دارد تا کابل به تنهایی. رابط‌های اترنت تک حالته معمولی از 2 کیلومتر تا 40 کیلومتر مشخص شده‌اند و سیستم‌های حمل و نقل طولانی با تقویت بسیار بیشتر گسترش می‌یابند. از دست دادن اتصال، از بین رفتن اتصال و تضعیف فیبر با هم حد واقعی را برای یک مسیر مشخص تعیین می کنند.

تفاوت فیبر نوری با کابل فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری موجبر موج شیشه ای است. کابل فیبر نوری ساختار کامل محافظت شده اطراف آن است - لوله های بافر، آب-مسدود کننده، اعضای استحکام، زره و ژاکت. دو کابل با فیبر یکسان می توانند عملکرد مکانیکی و آتش نشانی کاملاً متفاوتی داشته باشند.

آیا می توان از همان کابل در داخل و خارج از خانه استفاده کرد؟

فقط در صورتی که برای هر دو مشخص شده باشد. کابل‌های فضای باز اغلب فاقد درجه آتش سوزی مورد نیاز در داخل ساختمان هستند و بسیاری از کابل‌های داخلی فاقد عملکرد مسدودکننده UV و آب{1}} هستند. کابل داخلی/خارجی دارای رتبه دوگانه-دقیقاً وجود دارد زیرا جایگزین آن یک محفظه اتصال در هر ورودی ساختمان است.

نتیجه گیری

کابل فیبر نوری هر جا که ظرفیت، مسافت یا ایزوله الکتریکی بیشتر از چیزی باشد که مس می تواند تحویل دهد استفاده می شود - که امروزه بیشتر لایه حمل و نقل شبکه های عمومی، مراکز داده، شبکه های برق و سیستم های حمل و نقل را پوشش می دهد، در حالی که مس چند متر آخر و هر چیزی را که برای حمل نیرو نیاز دارد نگه می دارد.

نکته عملی این است که "فیبر" یک تصمیم محصول نیست. نوع فیبر از سیستم انتقال، ساختار از نحوه نصب کابل، و ژاکت از محل زندگی و آنچه که کد آتش نشانی می‌گوید، پیروی می‌کند. آنها را به ترتیب حل کنید و مشخصات خود را می نویسد. آنها را بدون نظم حل کنید و در نهایت با کابلی مواجه می شوید که تست های کارخانه خود را سپری می کند و در این زمینه شکست می خورد.