Rozvod Optických Vlákien: Technológia Budúcnosti v Komunikačných Sietiach

Úvod

Optické vlákna predstavujú revolučnú technológiu v oblasti prenosu dát, ktorá využíva svetlo na prenos informácií cez tenké sklenené alebo plastové vlákna. Táto technológia sa stala základom moderných komunikačných sietí, umožňujúc prenos obrovského množstva dát s vysokou rýchlosťou a spoľahlivosťou. V tomto článku sa pozrieme na rôzne aspekty rozvodov optických vlákien, ich výhody, aplikácie a technológie spájania.

Technológia Optických Vlákien

Technológia optických vlákien využíva svetlo na prenos dát po sklenených alebo plastových vláknach. Vďaka tejto technológii je možné prenášať väčšie množstvo dát kvôli väčšej šírke pásma. Optické siete tvoria základ elektronickej komunikácie a v súčasnosti prostredníctvom nich prebieha väčšina internetových prenosov dát a komunikácie.

Typy Optických Vlákien

Optické káble sa delia na dva základné typy:

• Singlemode (jednovidové) vlákna: Používajú na prenos iba jeden mód svetla, čo umožňuje prenos signálu na väčšie vzdialenosti s minimálnym útlmom. Priemer singlemode vlákien je od 8 do 10 μm.
• Multimode (mnohovidové) vlákna: Používajú sa na kratšie vzdialenosti alebo v rámci objektu. Nevýhodou multimode vlákien je modálna disperzia, čo znamená, že každý z viacerých vysielaných signálov sa šíri vláknom inou rýchlosťou. Priemer multimode vlákien je 50 μm a v súčasnosti sa už takmer nepoužívajú vlákna s priemerom 62,5 μm.

Oblasti Použitia a Aplikácie Optických Vlákien

Optické rozvody sa využívajú v rôznych oblastiach a aplikáciách, vrátane:

• FTTx siete: Používajú sa na zakončenie optického vlákna na účastníckej zásuvke.
• SMATV systémy: Umožňujú diaľkovú distribúciu digitálnej terestriálnej a satelitnej TV, rádio DAB, bezpečnostné video a iné.
• Komunikačné infraštruktúry: Zabezpečujú dátové prenosy na väčšie vzdialenosti alebo ako kostrové rozvody medzi jednotlivými LAN sieťami.
• Mikrotrubičky: Používajú sa pri tvorbe komunikačných trás na väčšie vzdialenosti (rádovo v km) v sieťach ako MAN alebo VAN.

Výhody Optických Sietí

Použitie optických vlákien prináša niekoľko významných výhod:

Prečítajte si tiež: Striedavá starostlivosť po rozvode

• Väčšia šírka pásma: Umožňuje prenos väčšieho množstva dát.
• Menší útlm signálu: Zabezpečuje prenos na väčšie vzdialenosti bez potreby zosilňovania signálu.
• Odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu: Zabezpečuje stabilný a spoľahlivý prenos dát.
• Bezpečnosť: Optické vlákna sú ťažšie odpočúvateľné ako metalické káble.
• Flexibilita: Optické SMATV systémy poskytujú väčšiu flexibilitu v porovnaní so systémami založenými iba na koaxiálnom kábli.
• Jednoduchšia inštalácia: Nahradenie viacerých koaxiálnych káblov jedným optickým káblom zjednodušuje inštaláciu, najmä v existujúcich budovách s úzkymi šachtami.

Spájanie Optických Vlákien

Spojenie optických vlákien je kritický proces, ktorý zabezpečuje prenos signálu s minimálnymi stratami. Existujú dva hlavné spôsoby spájania optických vlákien:

• Zváranie optických vlákien: Je trvalé spojenie, ktoré zabezpečuje nízky útlm.
• Mechanické spájanie optických vlákien: Je rýchlejšie a jednoduchšie, ale môže mať mierne vyšší útlm.

Technológia FIBRLOK

Technológia FIBRLOK od spoločnosti 3M predstavuje efektívny spôsob mechanického spájania optických vlákien. Hlavným produktom tejto technológie je univerzálna mechanická spojka optických vlákien Fibrlok II 2529.

Vlastnosti a Výhody FIBRLOK

• Univerzálnosť: Určená pre rýchle spájanie singlemódových a multimódových optických vlákien o priemere 125 mikrónov s priemerom primárnej ochrany 250 - 900 mikrónov.
• Jednoduchosť: Kompletné prevedenie optického spoja spojkou Fibrlok je veľmi rýchle a vyžaduje iba jednoduchý montážny prípravok.
• Kvalita: Spojka Fibrlok je vyplnená špeciálnym gélom s rovnakým indexom lomu ako optické vlákno, čo zabezpečuje kvalitné spojenie založené na mechanickom princípe.
• Nízky útlm: Priemerný vložný útlm je menší než 0,1 dB.
• Cenová dostupnosť: Optická mechanická spojka Fibrlok úplne spĺňa požiadavky na vysokú kvalitu, jednoduchú, rýchlu montáž a výborný pomer cena/úžitková hodnota.

Príklad Implementácie SMATV Systému s Optickou Technológiou

V súčasnosti najmenej nákladné riešenia používajú optické technológie v prednej časti systémov a pre dlhé rozvody linky vedené do optických uzlov v budovách. Uzly prevádzajú optické signály na elektrické RF signály, ktoré sú ďalej distribuované v budovách multiprepínačmi a koaxiálnymi káblami.

Komponenty Systému

• Konverter/optický vysielač FibSZ-ODU32: Kombinuje signály z downkonvertera FibSZ-LNBF (SAT vstup) a z terestriálnych antén (DVB-T/DAB/FM vstup).
• Pasívna distribučná sieť: Skladá sa z dvoch optických rozbočovačov, Opto-Spt2 BOX A98892 a Opto-SPT3 BOX A98893, rozdeľujúcich optické signály cez single-mode vlákna do uzlov nachádzajúcich sa v obytných budovách.
• Uzly v budovách (FibSZ-Quatro prijímače / meniče A9882): Napodobňujú satelitné IF, DVB-T a FM / DAB signály prichádzajúce v optickej podobe prostredníctvom PON. Majú 5 výstupov prideľujúcich signály výstupné RF signály ako štyri SAT-IF polarizačné / pásmové kombinácie (VL-HL-VH-HH) a pozemné DVB-T + DAB + FM signály.
• Multiprepínače: Rozmiestnené v budovách a distribuujú signály do zásuviek.

Výpočet Optického Výkonu

Základnou úlohou je určiť optické úrovne signálu na vstupoch prijímačov, s prihliadnutím na výstupnú úroveň vysielača a celkový útlm každej optickej trasy. Sila optického signálu na vstupe každého prijímača musí byť v rozsahu citlivosti prijímača, s určitou mierou bezpečnosti.

Príklad Výpočtu

Uvažujme optickú sieť s vysielačom A9880, rozbočovačmi Opto-Spt2 BOX 2 A98892 a Opto-SPT3 BOX 3 A98893, prijímačmi A9882 a štyrmi optickými konektormi.

Prečítajte si tiež: Rozvod a ZŤP: Práva a možnosti

Parametre sieťových komponentov:

• Výstupný výkon vysielača: 3.5 dBm
• Útlm konektora (ukončenie): 0.15 dB
• Útlm optického vlákna: 0.4 dB/km
• Vstupný útlm rozbočovača Opto-Spt2 BOX 2: 4 dB
• Vstupný útlm rozbočovača Opto-Spt3 BOX 3: 5.5 dB
• Citlivosť prijímača, konvertora FibSZ-QUATRO: min -15 dBm / max 0 dBm

Výpočet pre trasu s rozbočovačom Opto-Spt2 A98892 a dĺžkou optického vlákna 600 m:

• Útlm vlákna (1310nm): 0.6 km x 0.4 dB/km = 0.24 dB
• Útlm konektorov: 4 x 0.15 dB = 0.60 dB
• Útlm rozbočovača: 4 dB

Celkový útlm prenosovej trasy je 4,84 dB. Úroveň výkonu na vstupe prijímača je znížená o 4,84dB z pôvodných 3,5 dBm na -1,34 dBm.

Výpočet pre trasu s rozbočovačom Opto-SPT3 BOX 3 A98893 a rovnakou dĺžkou vlákna:

• Útlm vlákna (1310nm): 0.6 km x 0.4 dB/km = 0.24 dB
• Útlm konektorov: 4 x 0.15 dB = 0.60 dB
• Útlm rozbočovača: 5.5 dB

Celková útlm prenosové cesty je 6.34 dB. Úroveň výkonu na vstupe prijímača je znížená o 6.34dB z pôvodných 3,5 dBm hodnoty, aby -2,84 dBm.

V oboch prípadoch je optický výkon na vstupe prijímača A9882 medzi -15…0 dBm prevádzkového rozsahu.

Alternatívne Riešenia

Ak by mal SMATV systém iba distribuovať satelitné vysielanie, dobrou voľbou je SAT-IF optický prijímač/konverter Opto-QUATRO A9886. Vďaka dvom prepínateľným úrovniam citlivosti (SML / STD) môže byť použitý v systémoch s veľmi rozdielnymi dĺžkami liniek a úrovní výkonu.

• SML PON režim: Určený predovšetkým pre malé siete (rozsah citlivosti: -13…0 dBm).
• STD PON režim: Určený pre štandardné i väčšie siete (rozsah citlivosti: -18…-14 dBm).

Káblová Infraštruktúra

Okrem optických vlákien sú dôležité aj ďalšie prvky káblovej infraštruktúry:

Prečítajte si tiež: Dieťa v rozvodovom konaní

• RISER 16SM: Dielektrický kábel určený na vertikálnu inštaláciu vo viacgeneračných budovách a administratívnych budovách. Konštrukcia umožňuje jednoduché „okienko“ v plášti kábla a výstup optických vlákien bez nutnosti vykonávať spoje optických vlákien v mieste odbočky.
• Metalické káble: Zvyknú sa používať na kratšiu vzdialenosť (do 100 metrov) a väčšinou medzi sebou prepájajú celky nachádzajúce sa na jednom horizontálnom podlaží.
• Štruktúrovaná kabeláž: Na báze krútenej dvojlinky (Twisted pair) pre dátový prenos v rýchlostiach 1Gbit/s (cat 5E, cat 6) a 10Gbit/s (cat 6A, cat 7, cat 7A).

Výstavba Optických Sietí

Budovanie optických sietí obnáša zásahy do komunikácií a rôznych pozemkov. Je dôležité mať na svojej strane zodpovedného partnera s rokmi skúseností, s tímom zodpovedných a edukovaných ľudí a s prostriedkami, ktoré umožnia tomuto procesu rýchlosť, presnosť a precíznosť. Realizujú sa kompletné riešenia výstavby optických sietí na kľúč. Venujú sa aj výstavbe nadzemných FTTHx optických sietí. V rámci výstavby optických zemných sietí dochádza k zásahom do pozemných komunikácií a pozemkov.

Pokládka HDPE Rúr

Používa sa moderná bezvýkopová metóda HDPE potrubí, ktorou je možné výrazne znížiť finančné náklady, zrýchliť výstavbu a minimalizovať jej dopady na okolité prostredie.

Ďalšie Systémy a Technológie

V rámci komunikačných systémov sa riešia aj dodávky aktívnych prvkov LAN sietí (switche, servery, firewall, záložné zdroje-UPS), systémy pobočkových telefónnych ústrední (PBX), systémy a zariadenia určené na ochranu osôb a majetku (elektronický zabezpečovací systém EZS, systém kontroly vstupu SKV), systémy určené na riadenie monitorovanie a automatizáciu (výrobných procesov, vstupov, dochádzky, vykurovania, el. energie), ozvučenie, domáci rozhlas, audiovrátniky a videovrátniky, systémy jednotného času a vnútorná a vonkajšia elektroinštalácia NN vrátane koncových prvkov a svietidiel.

CCTV Systémy

Closed Circuit Television (CCTV), alebo priemyselná televízia (PTV) slúži na vizuálny monitoring určených priestorov a prostredníctvom záznamu aj na spätný monitoring. Existujú rôzne platformy CCTV systémov:

• Analógové kamerové systémy: Cenovo najdostupnejšie, ale obmedzené v kvalite obrazu a funkcionalite.
• HDCVI systémy: Poskytujú obrazový signál vo vysokom rozlíšení (HD) a obojsmernú komunikáciu.
• Sieťové (IP) kamerové systémy: Poskytujú defakto bezlimitnú úroveň rozlíšenia a najkvalitnejšiu a najkomfortnejšiu správu obrazového materiálu.

tags: #rozvod #optických #vlákien #technológia