Что такое волс кабель

ВОЛС, всё про волоконно-оптические линии связи!

Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).

Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.

Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.

Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.

Преимущества ВОЛС

При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:

Высокую пропускную способность за счёт высокой несущей частоты. Потенциальная возможность одного оптического волокна – несколько терабит информации за 1 секунду.
Волоконно-оптический кабель отличается низким уровнем шума, что положительно сказывается на его пропускной способности и возможности передавать сигналы различной модуляции.
Пожарная безопасность (пожароустойчивость). В отличие от других систем связи, ВОЛС может использоваться безо всяких ограничений на предприятиях повышенной опасности, в частности на нефтехимических производствах, благодаря отсутствию искрообразования.
Благодаря малому затуханию светового сигнала оптические системы могут объединять рабочие участки на значительных расстояниях (более 100 км) без использования дополнительных ретрансляторов (усилителей).

Информационная безопасность. Волоконно-оптическая связь обеспечивает надёжную защиту от несанкционированного доступа и перехвата конфиденциальной информации. Такая способность оптики объясняется отсутствием излучений в радиодиапазоне, а также высокой чувствительностью к колебаниям. В случае попыток прослушки встроенная система контроля может отключить канал и предупредить о подозреваемом взломе. Именно поэтому ВОЛС активно используют современные банки, научные центры, правоохранительные организации и прочие структуры, работающие с секретной информацией.
Высокая надёжность и помехоустойчивость системы. Волокно, будучи диэлектрическим проводником, не чувствительно к электромагнитным излучениям, не боится окисления и влаги.

Экономичность. Несмотря на то, что создание оптических систем в силу своей сложности дороже, чем традиционных СКС, в общем итоге их владелец получает реальную экономическую выгоду. Оптическое волокно, которое изготавливается из кварца, стоит примерно в 2 раза дешевле медного кабеля, дополнительно при строительстве обширных систем можно сэкономить на усилителях. Если при использовании медной пары ретрансляторы нужно ставить через каждые несколько километров, то в ВОЛС это расстояние составляет не менее 100 км. При этом скорость, надёжность и долговечность традиционных СКС значительно уступают оптике.

Срок службы волоконно-оптических линий составляет полрядка четверти века. Через 25 лет непрерывного использования в несущей системе увеличивается затухание сигналов.
Если сравнивать медный и оптический кабель, то при одной и той же пропускной способности второй будет весить примерно в 4 раза меньше, а его объём даже при использовании защитных оболочек будет меньше, чем у медного, в несколько раз.
Перспективы. Использование волоконно-оптических линий связи позволяет легко наращивать вычислительные возможности локальных сетей благодаря установке более быстродействующего активного оборудования, причем без замены коммуникаций.

Область применения ВОЛС

Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.

К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.

Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.

Технологии соединения ВОЛС

Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.

Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).

Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.

Сварка оптических волокон

Наиболее распространённой на сегодняшний день является технология сварки волокон.

Аппараты для сварки оптического волокна

Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.

Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.

Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.

После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.

Склеивание оптических волокон

Технология склеивания волокон применяется реже, в основном при производстве патч кордов и пигтейлов. Она включает несколько технологических операций. В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.

После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.

Механическое соединение оптических волокон

Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.

Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.

Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.

Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.

ВОЛС: типы оптических волокон

Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.

По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).

Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.

Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. В первом случае пучки света (моды) расходятся по различным траекториям и поэтому приходят к концу световода в различное время. При градиентном профиле временные задержки различных лучей практически полностью исчезают, и моды идут плавно благодаря изменению скорости распространения света по волнообразным спиралям.

Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).

Диагностика волоконно-оптических линий связи

Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео:

Посмотреть примеры оборудования и статьи по теме ВОЛС на fibertop.ru.

Примеры оборудования

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Подпишитесь на рассылку новых материалов!

Имя

E-mail *

Согласие на отправку персональных данных *

* - Обязательное для заполнения

См. также:

Что такое ВОЛС: расшифровка, компоненты, достоинства и недостатки ✅ статья

Главная
Полезная информация
Статьи
Что такое ВОЛС: принцип работы и особенности

Расшифровка ВОЛС – волоконно-оптические линии связи, официально, по ГОСТ Р 54417-2011 применяется термин ВОСП (волоконно-оптические системы передачи). В качестве проводника в таких системах, в отличие от традиционных медных проводов, используются оптические волокна.

Оптические кабели обеспечивают высокую скорость, чистоту и безопасность передачи больших объемов данных на значительные расстояния. Оптоволоконные сети обеспечивают моментальный обмен информацией между городами, странами и континентами.

Принцип работы оптоволоконной сети – передача информации при помощи светового сигнала, обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа, исключает сторонние электромагнитные помехи, позволяет создать качественное широкополосное интернет соединение, телефонную и телевизионную связь.

Уникальные свойства оптического волокна с успехом используются для прогнозирования сейсмической активности, изучения льдов Арктики, мониторинга сложных производственных процессов в нефтехимической, добывающей промышленности.

Компоненты ВОЛС

Построение волоконно-оптической линии связи требует использования активного и пассивного оборудования, которое обеспечивает отправку, передачу и ретрансляцию сигнала.

Активные компоненты оптоволоконной сети подключаются к электросети, пассивные – соединительные, работают без электропитания.

Активное оборудование обеспечивает отправку, ретрансляцию и прием светового сигнала:

усилители – необходимы для координации мощности сигнала при передаче данных на большие расстояния;
регенераторы – восстанавливают искаженные параметры передачи;
лазер – преобразователь электрических сигналов в оптические;
модулятор – корректирует оптическую волну;
маршрутизаторы – распределительные устройства, координирующие отправку данных конкретным абонентам, сетям;
коммутаторы – оборудование перераспределяющие большие объемы данных между группами конечных потребителей;
фотоприёмник – преобразует получаемый оптический сигнал в электрический.

К пассивному оборудованию в первую очередь относится оптический кабель. От его технических характеристик зависит надежность защиты, пропускная способность сетей ВОЛС, чистота, параметры скорости передачи данных.

Одномодовые ОК с одним оптическим волокном, используются для магистральных трасс, между городами, странами, так как обеспечивают высокую пропускную способность линий, прокладываемых на большие расстояния.

Многомодовые кабеля, с большим количеством волокон, позволяют подключать многочисленные группы конечных абонентов, обеспечивают построение сложных отраслевых структурированных кабельных систем (СКС).

Конструктивные параметры оптических кабелей рассчитаны на разные условия эксплуатации, предусмотрена защита от высоких температур, открытого пламени, механических повреждений, динамических и вибрационных нагрузок, несколько степеней модульной защиты хрупких оптических волокон.

К пассивным устройствам относятся все коммутационные компоненты, необходимые для монтажа оптоволоконной линии связи:

муфты, кроссы – для соединения отдельных участков кабеля;
шнуры, коннекторы, разъемы, патч-корды – для подключения к активному оборудованию, устройствам конечных пользователей;
распределительные шкафы, стойки – монтажные элементы сетей СКС;
адаптеры – элементы, соединяющие линии с различными техническими параметрами.

Проектирование оптоволоконных сетей требует точного расчета технических параметров, возможностей компонентов, используемого активного и пассивного оборудования. Учитывается степень затухания, сила, дисперсия светового сигнала, пропускная способность сети, количество подключаемых абонентов, протяженность линии связи.

Основные преимущества и недостатки ВОЛС

Оптоволоконные сети успешно заменяют традиционные линии связи во всех отраслях современных средств коммуникаций благодаря ряду технологических преимуществ:

на качество сигнала не влияют электромагнитные помехи, ОК можно прокладывать по линиям ЛЭП, параллельно с электрическими проводниками;
небольшой вес кабелей существенно облегчает и ускоряет монтаж, снижает себестоимость линий связи;
благодаря низкому затуханию сигнала возможна передача информации на большие расстояния (до 100 км и больше) с минимальными искажениями, без установки дополнительных ретрансляторов;
высокая скорость, пропускная способность линии – по одному волокну можно передавать терабиты данных в секунду;
пожарная безопасность, стойкость к негативному влиянию высокой влажности, агрессивных химических сред, коррозии;
полная безопасность соединения, исключены сторонние несанкционированные подключения к сети, перехват передаваемой информации;
длительный безремонтный срок эксплуатации;
низкая стоимость комплектующих – в отличие от медных проводников, стеклянные волокна стоят недорого, дальнейшее усовершенствование и модернизация активного оборудования в ближайшем будущем существенно удешевит стоимость ВОЛС.

Кроме неоспоримых достоинств оптоволоконные сети имеют и ряд недостатков:

необходимо профессиональное проектирование, подбор комплектующих и оборудования, с учетом эксплуатационных, монтажных параметров, геологических и природных условий прокладки трассы;
цена активного оборудования, монтажных компонентов пока довольно высокая;
необходимо специализированное оборудование, профессиональные инструменты для прокладки, монтажа линий связи;
высокая стоимость ремонтных работ.

Модернизация приемной и передаточной активной аппаратуры, пассивных комплектующих направлена на снижение себестоимости, повышение качества, скорости передачи сигнала. Ведутся научные работы по удешевлению производства оптического кабеля.

ВОЛС – это информационные технологии будущего, которые вскоре полностью заменят традиционные линии связи.

Назад к списку

Что такое волоконная оптика — определение, значение и объяснение

Определение

Волоконная оптика — это технология, используемая интернет-сервисами, такими как домашний интернет Verizon Fios, для передачи информации в виде световых импульсов через нити из стекла или пластика на большие расстояния. . Волоконно-оптический широкополосный доступ исторически был ограничен там, где он предлагается, хотя Министерство энергетики США оценивает возможность расширения волоконно-оптических сетей. (Узнайте, доступен ли оптоволоконный кабель Verizon Fios в вашем регионе.)

Диаметр оптических волокон примерно равен пряди человеческого волоса, и когда они объединены в оптоволоконный кабель, они способны передавать больше данных на большие расстояния и быстрее, чем другие среды. Именно эта технология обеспечивает дома и предприятия оптоволоконным интернетом, телефонной связью и телевизионными услугами.

Волоконно-оптические кабели

Волоконно-оптический кабель содержит от нескольких до сотен оптических волокон в пластиковой оболочке. Также известные как оптические кабели или оптоволоконные кабели, они передают сигналы данных в виде света и перемещаются на сотни миль значительно быстрее, чем те, которые используются в традиционных электрических кабелях. А поскольку оптоволоконные кабели неметаллические, на них не действуют электромагнитные помехи (т. е. молния), которые могут снизить скорость передачи. Волоконно-оптические кабели также более безопасны, поскольку они не проводят ток и, следовательно, не могут генерировать искру.

Что такое оптоволоконная сеть?

Существует несколько различных типов оптоволоконных сетей, но все они начинаются с оптических кабелей, идущих от сетевого концентратора к обочине рядом с вашим домом или прямо к вашему дому, чтобы обеспечить оптоволоконное подключение к Интернету. Самый быстрый тип оптоволоконной сети называется «Оптоволокно до дома» (FTTH) или «Оптоволокно до помещения» (FTTP), потому что это 100% оптоволоконное соединение с оптоволоконными кабелями, проложенными к терминалам, напрямую подключенным к домам, многоквартирным домам и предприятиям.

С другой стороны, оптоволокно до тротуара (FTTC) является частичным оптоволоконным соединением, поскольку оптические кабели проходят до тротуара рядом с домами и предприятиями, а медные кабели передают сигналы от тротуара до конца пути. Точно так же оптоволокно в здание (FTTB) — это когда оптоволоконный кабель идет к точке на общей территории, а другой кабель обеспечивает подключение к офисам или другим помещениям.

Оптоволоконный интернет

Fios — сеть, получившая наибольшее количество наград за удовлетворенность интернет-услугами за последние 10 лет.

Теперь, когда вы знаете, как работает оптоволоконная оптика, давайте поговорим о многочисленных преимуществах оптоволоконной скорости.

Когда вы находитесь в сети FTTH, вы получаете значительно более высокую скорость загрузки и выгрузки, большую пропускную способность для нескольких домашних устройств и надежное соединение. И это именно то, что вы получите с Verizon Fios, полностью оптоволоконной сетью.

Гигабитное соединение Fios в некоторых регионах обеспечивает скорость загрузки до 940 Мбит/с и скорость загрузки 880 Мбит/с. Вы будете наслаждаться потоковой передачей HD, играми, видеоконференциями и многим другим на более чем 100 устройствах одновременно — практически без задержек. Неудивительно, что лидеры отрасли снова и снова ставят Fios на первое место. Купите Verizon Fios и узнайте, доступен ли оптоволоконный интернет в вашем районе.

_{Ссылки:}

_{Национальный научный фонд. Волоконная оптика.}

_{Отчет Министерства энергетики США о возможности использования волоконной оптики за 2020 год}

_{Вышеприведенный контент предоставляется только в информационных целях. Вся информация, содержащаяся здесь, может быть изменена без предварительного уведомления. Verizon не несет ответственности за любые прямые или косвенные убытки, возникшие в результате или связанные с использованием или доверием к вышеуказанному контенту.}

Что такое волоконно-оптический кабель? – FireFold

Мир телекоммуникаций быстро переходит от медных проводных сетей к волоконно-оптическим. Оптическое волокно представляет собой очень тонкую нить из чистого стекла, которая действует как волновод для света на большие расстояния. Он использует принцип, известный как полное внутреннее отражение. Волоконно-оптический кабель на самом деле состоит из двух слоев стекла: сердцевины, по которой передается фактический световой сигнал, и оболочки, представляющей собой слой стекла, окружающий сердцевину. Оболочка имеет более низкий показатель преломления, чем сердцевина. Это вызывает полное внутреннее отражение внутри ядра. Большинство волокон работают в дуплексных парах: одно волокно используется для передачи, а другое — для приема. Но можно послать оба сигнала по одной нити. Существует два основных типа оптоволоконных кабелей: одномодовое волокно (SMF) и многомодовое волокно (MMF). Разница в основном в размере ядра. MMF имеет гораздо более широкое ядро, позволяющее распространять несколько мод (или «лучей») света. SMF имеет очень узкую сердцевину, которая позволяет распространяться только одной моде света. Каждый тип волокна имеет различные свойства со своими преимуществами и недостатками.

Зачем использовать оптоволоконный кабель?

У них практически неограниченная информация
Имеют высокую пропускную способность (очень широкая полоса пропускания, ТГц или Тбит/с)
Имеют очень низкие потери при передаче (<0,2 дБ/км, микроволновая печь cf1 дБ/км, 10 дБ/км по витой медной паре)
Не рассеивают тепло
Невосприимчивы к перекрестным помехам и электромагнитным помехам

Волоконно-оптические кабели имеют множество применений в различных ситуациях в промышленности и приложениях. Проверьте некоторые из этих применений:

Медицинский

Оптические волокна подходят для медицинских целей. Они могут быть сделаны из гибких нитей, чрезвычайно тонких для введения в легкие, кровеносные сосуды и многие полые части тела. Эти оптические волокна используются в нескольких инструментах, которые позволяют врачам наблюдать за внутренними частями тела без хирургического вмешательства.

Телекоммуникации

Оптическое волокно устанавливается и используется для приема и передачи. Для передачи по телефону используются оптоволоконные кабели. Эти волокна передают энергию в виде световых импульсов. Его технология сравнима с технологией коаксиальных кабелей, за исключением того, что оптические волокна способны одновременно обрабатывать тысячи разговоров.

Сеть

Оптоволокно используется для соединения серверов и пользователей в различных сетевых настройках, а также помогает повысить точность и скорость передачи данных.

Промышленный/Коммерческий

Волокна используются для визуализации в зонах досягаемости, таких как сенсорные устройства для измерения температуры, в качестве проводки, где возникают электромагнитные помехи, давление, в качестве проводки в промышленных условиях и автомобилях.

Blender уроки

Категории