Hvordan fungerer 2 fiber innendørs utendørs fiberoptisk kabel?
En 2-fibers innendørs utendørskabel overfører data gjennom to individuelle glass- eller plastfibre som bærer lyssignaler ved hjelp av total intern refleksjon. Hver fiber består av en kjerne, kledning og beskyttende lag designet for å fungere pålitelig i både innendørs og utendørs miljøer.
Kjerneoverføringsmekanismen
Den grunnleggende operasjonen er avhengig av lysfysikk. En optisk fiber overfører lys langs sin akse gjennom total intern refleksjon, med en kjerne omgitt av et kledningslag laget av dielektriske materialer. Når lys kommer inn i fiberkjernen i riktig vinkel, spretter det kontinuerlig av grensen mellom kjernen og kledningen i stedet for å unnslippe.
Dette skjer fordi brytningsindeksen til kjernen må være større enn for kledningen for å begrense det optiske signalet. Tenk på det som en gang med speil på veggene-lyssignaler beveger seg langs lengden ved å reflektere disse indre grensene tusenvis av ganger per meter.
Hvordan de to fibrene fungerer
I en 2-fiberkonfigurasjon fungerer hver tråd uavhengig. En fiber håndterer vanligvis sendesignaler mens den andre håndterer motta signaler, og skaper en toveis kommunikasjonsvei. Disse kablene er sammensatt av 2 single-mode fibre med en 9 mikron kjerne inne i vannblokkerende Aramid garn pakket inn i en svart PVC ytre jakke.
"2-fiber"-betegnelsen betyr at det er to separate optiske veier i en enkelt kabelenhet. Dette tillater samtidig to-kommunikasjon uten signalforstyrrelser, siden hver fiber er optisk isolert fra den andre.
Fysiske konstruksjonslag
Innendørs/utendørs optiske fiberkabler kombinerer fordelene med utendørskabler, for eksempel fuktmotstand, vannmotstand og god mekanisk ytelse, med egenskaper til innendørskabler, inkludert flammehemming og elektrisk ikke-ledningsevne.
Kjernelag: Den innerste delen der lyset reiser. Enkelt-modusfibre bruker en 9 mikron kjerne som er optimalisert for lysbølgelengder på 1310nm eller 1550nm.
Kledning: Kledningen er viklet rundt kjernen og laget av en annen type glass med lavere brytningsindeks sammenlignet med kjernen, noe som bidrar til å holde lyssignaler inne. Denne optiske grensen er der total intern refleksjon oppstår.
Bufferbelegg: Innendørskabler bruker tette-bufrede fibre med en diameter på 900 μm, mens utendørskabler vanligvis bruker fargede fibre med diameter på 250 μm eller 200 μm. Innendørs/utendørs kabler bygger bro over dette gapet med en mellomliggende tilnærming.
Styrke medlemmer: Aramidfibre (som Kevlar) tjener som fleksible styrkeelementer bundet sammen med fiberen. Disse forhindrer at de ømfintlige glassfibrene går i stykker når kabelen trekkes eller bøyes under installasjonen.
Ytterjakke: Hylsen bruker flammehemmende-materialer som polyetylen, polyvinylklorid eller lav-røykfri halogenflamme-polyolefin. Ytterjakken er motstandsdyktig mot fuktighet-, sopp-bestandig og UV-bestandig, egnet for underjordiske rør, luft eller innendørs/utendørs.
Innendørs vs utendørs ytelseskrav
Den doble-rangerte designen tar for seg forskjellige miljøutfordringer.
For innendørs bruk må kabelen oppfylle brannsikkerhetsregler. Riser Rated (CMR)-kabel samsvarer med UL-1666, noe som betyr at den selvslukker og forhindrer flammer i å bevege seg oppover kabelen i en vertikal brenntest. Dette har betydning i bygninger der kabler går vertikalt mellom etasjene gjennom stigerør eller heissjakter.
For utendørs bruk blir holdbarheten kritisk. Utendørs fiberoptiske kabler har større strekkfasthet og tykkere beskyttende belegg sammenlignet med innendørskabler, noe som gjør dem mer holdbare i tøffe utendørsmiljøer. De må tåle UV-stråling, ekstreme temperaturer, fuktighet og fysisk stress.
Innendørs/utendørs kabler implementerer tørre vanntettingstiltak for å forhindre fettlekkasje når kabelen er vertikalt utplassert, og bruker fravær av metalliske komponenter i strukturen eller metalliske forsterkningskomponenter som lett kan kobles fra elektrisk.. Dette eliminerer risikoen for å lede elektrisitet inn i bygninger og samtidig opprettholde utendørs mekanisk styrke.
Signaloverføringsprosess
Når data skal sendes, konverterer elektronisk utstyr elektriske signaler til lyspulser ved hjelp av lasere eller lysdioder. Disse lyspulsene kommer inn i fiberkjernen i den ene enden.
Lys beveger seg nedover en fiber-optisk kabel ved å sprette gjentatte ganger fra veggene-hvert foton spretter gjentatte ganger nedover røret. Den kritiske vinkelen avgjør om lys reflekteres eller slipper ut. For at lyset skal reflekteres totalt, bør innfallsvinkelen være større enn den kritiske vinkelen slik at kontinuerlige refleksjoner skjer på veggen av kledningen inne i fiberen.
På mottakersiden konverterer fotodetektorer lyspulsene tilbake til elektriske signaler som nettverksutstyr kan behandle. Hele overføringen skjer med lyshastigheten i glass-omtrent 200 000 kilometer i sekundet.
Signaltap og avstand
Ingen overføring er perfekt. For enkelt-modusfiber er typisk dempning ved 1550 nm rundt 0,2 dB/km, mens den ved 1310 nm er rundt 0,5 dB/km. Dette betyr at en 10 kilometer lang kabel kan redusere signalstyrken med 2-5 desibel avhengig av bølgelengden.
Med SMF28-fiber er tapet mindre enn 0,15dB per kilometer, primært på grunn av spredning, og dermed mister du mindre lys gjennom en hel kilometer fiber enn ved å sprette en enkelt gang fra et metallisk speil. Denne ekstraordinære effektiviteten er grunnen til at fiberoptikk dominerer langdistansekommunikasjon.
Ytterligere tap oppstår ved koblingspunkter. Fabrikkmonterte enkeltmoduskontakter har tap i området 0,1-0,2 dB, og feltterminerte kontakter kan ha tap så høyt som 0,2-1,0dB. Hver skjøt legger til ytterligere 0,1-0,3 dB tap.
Installasjonsfleksibilitet
Innendørs/utendørs vurdering betyr at installatører ikke trenger overgangsbokser der kabler går gjennom vegger eller mellom bygninger.
Innendørs-Utendørs kabling bygger bro for applikasjoner der nettverksrutinger inkluderer eksterne veier, samtidig som de oppfyller kravene til flammesikkerhet for overganger til campusbygninger. En enkelt kontinuerlig kabel kan løpe fra utendørs rør direkte inn i innendørs plenumsrom uten å bryte elektriske forskrifter.
Dette forenkler campusnettverk, fiber-til--hjemmedistribusjoner og å bygge-til-forbindelser. Tett bufret fiber har mindre minste bøyningsradier, som støtter installasjon i brett, stativer, patchpaneler og områder med flere retningsendringer.
Det er imidlertid fortsatt grenser for bøyeradius. Kabelen har en minste bøyeradius på 7,50 mm for tette innkapslinger og skarpe svinger. Å overskride dette ved å tvinge skarpe bøyninger kan bryte glassfibrene inne eller indusere signaltap gjennom mikrobøyning.
Hvorfor to fibre i stedet for én
Mange applikasjoner kan teoretisk fungere med en enkelt fiber ved å bruke toveis sender/mottakere, men to-fiberdesign dominerer av praktiske årsaker.
Separate sende- og mottaksbaner eliminerer behovet for bølgelengdedelingsmultipleksutstyr i begge ender. Dette reduserer kostnadene og kompleksiteten for de fleste installasjoner. Optikken er enklere-én bølgelengde i én retning på hver fiber i stedet for to bølgelengder som deler en enkelt fiber.
Feilsøking blir enklere når hver retning har sin egen fysiske vei. Hvis en fiber svikter, avslører den andres ytelse umiddelbart om problemet er selve fiberen eller sender/mottakerutstyret. I et enkelt-fibersystem blir diagnostisering mer kompleks.
Oppgraderingsfleksibiliteten forbedres også. Du kan erstatte transceivere i den ene enden uten å nødvendigvis oppgradere begge sider samtidig, så lenge begge fibrene forblir funksjonelle.
Lyskilder og fibertyper
Singlemode fiber er optimalisert for å fungere med fiberoptisk utstyr som bruker lysbølgelengder på 1310nm eller 1550nm. Disse spesifikke bølgelengdene ble valgt fordi de minimerer demping i glassfiber-de faller i "transmisjonsvinduer" der silikaglass er mest gjennomsiktig.
Enkelt-modusfibre inneholder en veldig tynn kjerne, og fordi midtpunktet er så lite, spretter ikke lyset rundt; alle signaler går rett gjennom midten uten å sprette fra kantene. Denne rette-baneoverføringen forhindrer spredning, og lar signaler opprettholde formen over lange avstander.
Alternativet er multimodusfiber med en større kjerne som lar lys reise flere veier. Multimodusfibre brukes til kommunikasjonsforbindelser på kort-avstand og for applikasjoner der høy optisk kraft må overføres. Innendørs/utendørs kabler er tilgjengelig i både enkelt-modus og multimodusversjoner avhengig av applikasjonskrav.
Vannblokkeringsteknologi
En av de vanskeligste utfordringene er å forhindre vannskader uten å bruke gel.
Løs-rørfiber bruker gel-fylte rør som blokkerer vann og demper fibre, mens tørrvann-blokkerte alternativer gir renere og enklere skjøting. Mange innendørs/utendørs kabler bruker tørt vann-blokkeringsteknologi med spesialgarn som sveller når de kommer i kontakt med fuktighet.
Optiske fiberkabler er vannblokkerte og overgår kravene til vanngjennomtrengning i ICEA S-104-696 og GR-20-CORE, noe som bidrar til å sikre at skade på kabelen og påfølgende vanninntrengning begrenses til en reparerbar lengde på flere meter.
Dette er viktig fordi vann kan øke dempningen ved å endre brytningsindeksegenskapene ved kjerne-belegggrensen. Selv små mengder fuktighet kan forringe signalkvaliteten over tid.
Ofte stilte spørsmål
Klarer innendørs/utendørs kabel virkelig begge miljøene?
Ja, men med avveininger. Disse kablene oppfyller minimumskrav for begge sammenhenger i stedet for å være optimale for begge. De er mer robuste enn ren innendørs kabel, men mindre robust enn spesialisert utendørs rustningskabel. For de fleste campus- og kommersielle applikasjoner gir de en utmerket balanse mellom ytelse, kostnader og installasjonsfleksibilitet.
Hva er maksimal avstand for 2-fiberkabel?
Dempingen i moderne optiske kabler er langt mindre enn i elektriske kobberkabler, noe som fører til langdistansefiberforbindelser med repeateravstander på 70–150 kilometer. For praktiske installasjoner avhenger avstanden av transceiverens strømbudsjett og totalt koblingstap fra fiberlengde, koblinger og skjøter. En typisk beregning legger til demping (0,3-0,5 dB/km) pluss kontakttap (0,5-0,75 dB hver) pluss skjøtetap (0,1 dB hver) pluss en sikkerhetsmargin på 3 dB.
Hvordan kobler du de to fibrene til utstyr?
Hver fiber ender i en kobling-som vanligvis er LC-, SC- eller ST-typer. Fiberen er terminert med keramiske hylse LC-kontakter for vanskelig tilgjengelige områder, og hver fiberutbrudd har 18" 2,0 mil furkasjonsrør rundt seg for ekstra holdbarhet. Koblingene plugges inn i transceiver-moduler på brytere, rutere eller medieomformere. Riktig koblingsjustering er avgjørende siden fiberkjernene er bare 9 mikrometer brede.
Vil bøying skade kabelen?
Skarpe svinger kan forårsake umiddelbar signaltap eller eventuelt fiberbrudd. To typer bøying påvirker fiberoptiske kabler-makrobøyning refererer til stor bøyning i kabelen, mens mikrobøyning refererer til liten bøyning. Oppretthold alltid minimum bøyeradius spesifisert av produsenten, vanligvis 10-15 ganger kabeldiameteren. Moderne bøyningsufølsomme fibre tåler strammere bøyninger, men har fortsatt begrensninger.
Hensyn til kabelvalg
Når du velger mellom ren innendørs, ren utendørs eller innendørs/utendørs kabel, tenk på hele installasjonsveien.
Hvis kabelen aldri forlater bygningen, koster innendørs-klassifisert kabel mindre og gir bedre fleksibilitet for trange steder. Hvis den forblir helt ute i rør- eller antenneløp, gir tungt pansret utendørskabel maksimal beskyttelse.
Innendørs/utendørs kabel er fornuftig når du trenger kontinuitet på tvers av miljøgrenser. Dette inkluderer fiber-til-desk-distribusjoner der kabelen går fra utendørsterminaler til kontorer, campusnettverk som forbinder bygninger og ethvert scenario der det å bryte kjøringen vil kreve fusjonsspleising i en koblingsboks.
Kjernen og kledningen til innendørs/utendørs fiberoptisk kabel er konstruert med høykvalitets enkeltmodusfiber som er ITU-T G.652.D-kompatibel og bakoverkompatibel med andre eldre enkeltmodusfibre. Denne standardoverholdelsen sikrer interoperabilitet med eksisterende infrastruktur og fremtidige oppgraderinger.
Husk at mens 2 fiberkabler håndterer de fleste behov, eksisterer høyere fibertall (4, 6, 12 eller mer) for applikasjoner som krever flere kretser eller redundans. Arbeidsprinsippet forblir identisk-flere fibre betyr ganske enkelt flere parallelle kommunikasjonsveier i en enkelt kabelkappe.
Det fine med fiberoptikk er at de fysiske prinsippene for lysoverføring gjennom glass forblir konstante enten du sender data over et rom eller over et hav. Den beskyttende emballasjen tilpasser seg miljøet, men på innsiden utfører de to glasstrådene det samme elegante trikset for å fange og lede fotoner fra den ene enden til den andre.