Стекловолокно кабель что это такое

Почему оптоволоконный интернет является самым лучшим вариантом интернета для дома

За несколько последних десятилетий компьютеры и интернет появились практически в каждом доме. Они используются для связи, развлечений, работы и многих других целей. Чтобы обеспечить создание сети, абонентам прокладывают интернет-линии в виде телефонных проводов, кабеля типа витой пары и оптоволокна. В последнее время именно оптоволокно набирает наибольшую популярность за счет своей скоростной характеристики. В этом материале будет подробно рассказано, что такое оптоволоконный кабель для интернета, как прокладываются оптико-волоконные кабельные сети интернет, какими характеристиками обладает оптический интернет.

Что такое оптоволокно?

Оптоволоконный кабель — это специальный провод, сделанный из стекла и пластмассы. Благодаря ему осуществляется передача луча с помощью его отражения. Есть одномодовые и многомодовые кабельные волокна. В первом случае распространение луча происходит в одном экземпляре, а во втором случае — во множественном, когда каждый луч (мод) вводят в кабель под определенным углом. Впервые передача данных с помощью такой технологии была осуществлена в 1950-х годах.

Конструкция оптоволоконного кабеля

Оптоволокно сконструировано таким образом, что передача данных происходит по специальным оптическим магистралям, которые состоят из отдельных носителей. Они, в свою очередь, объединяются в некую общую конструкцию под названием оптоволоконный кабель.

Как уже стало понятно, кабель делается из стекла, которое само по себе — довольно хрупкий материал — его можно легко разбить. С этой целью провода обеспечиваются защитой от механических повреждений, но этого недостаточно для сохранности кабеля.

Важно! Для большей безопасности оптокабеля объединяют в модули, которые и образуют один кабель. Конструкция его может быть абсолютно разная: диаметр одного провода будет 6 мм, а другого — 1,5 сантиметра.

Принцип работы оптического носителя

Процесс обмена данными происходит за счет того, что свет лазера проходит по кабелю от встроенного светодиодного элемента. Передача заключается в создании однонаправленных импульсов в виде двоичного кода. Специально для обмена данными было создано два независимых канала.

Особенности и преимущества оптоволокна

Среди особенностей такого типа проводов можно выделить следующие, которые являются и преимуществами технологии:

• Оптоволоконные линии не подвергаются влиянию электромагнитных волн и полей, а значит, в любых условиях можно в полной мере почувствовать хорошее качество связи и ее надежность;
• Скорость передачи данных по оптоволокну — высокоскоростная. Это дает возможность обмениваться информацией в разы быстрее, чем по любому виду железных проводов;
• Отсутствие электромагнитного излучения, дающее возможность увеличить безопасность такого типа передачи данных. Оптические провода нельзя взять на прослушку. Для этого нужно полностью разрушить его строение, что будет замечено низкой скоростью сигнала и помехами различного рода;
• За счет используемой технологии кабеля не нуждаются в большом количестве ретрансляционных точек, что уменьшает внутренние помехи при передаче двоичной информации.

Ограничения оптоволокна

Есть и некоторые минусы технологии. Одной из причин, по которой такой вид проводов не является общедоступным, становятся затраты на его прокладку. Это не выгодно, когда уже есть готовые телефонные линии. Большинство людей, получающих интернет в 20-100 Мбит/с вполне довольны скоростью. Волокно работает оптимальнее, чем медь или алюминий, но из-за нагрузок на сервера пользователь часто просто не увидит разницы между ними. Например, приложение, загружающее большой файл на компьютер, может доставить его за считанные секунды при быстром соединении, но из-за ограничения на самих серверах софта эта цифра будет ограничена.

Прокладка оптоволокна на местности

Чтобы проложить оптоволокно на местности, применяют механизированную укладку в грунт. Сама работа выполняется несколькими тракторами, которые сцепляются цугом. Они тянут специальный плуг, закрепленный на кабелеукладчике. Предварительно плуг углубляют в землю на полтора метра. На самом кабелеукладчике, представляющем собой небольшую тележку, закреплена катушка. Она при ручном кручении и подает кабель в траншею, которую прорывает плуг в движении.

Поверх волоконно-оптического кабеля на небольшой слой земли укладывают заметную и яркую сигнальную ленту. После укладки сразу же происходит ее засыпка землей. На поверхности грунта в итоге остается небольшое углубление около 20-30 сантиметров.

Важно! Через некоторое время все неровности рельефа сравниваются с помощью ножа бульдозера от легкого трактора. В теплое время года такая прокладка зарастает травой, но ее легко можно обнаружить с помощью заранее установленных столбиков.

Технология подключения

Технология подключения этого вида кабелей ничем по сути не отличается от проведения витой пары или телефонной линии. Все работы выполняются в несколько этапов:

1. Этап монтажа сети из волоконно-оптического провода;
2. Этап получения специального модема и его подключение (настройка);
3. Этап создания подключения нового модема к сети по новой технологии.

Монтажные работы

Такого вида работы выполняются специальными монтажными бригадами, которые устанавливают оборудование провайдера в доме, если его нет, и проводят кабель напрямую от щитка к каждой квартире, желающей получить доступ в оптоволокно интернет именно от этого оператора и заключить с ним договор. Если основной кабель только провелся к дому, то монтаж на всех этажах может занять не один день. Если же он уже давно установлен и просто появился новый желающий клиент, то процесс займет пару минут: от просверливания нескольких стен перфоратором до прокладки кабеля в квартиру по углам этих стен.

Монтаж оборудования в подъезде

Перед тем, как протягивать сеть в отдельные квартиры, нужно установить все необходимое оборудование в подъезде. Работать в этом направлении могут несколько бригад. Электромонтажники пробивают отверстия в перекрытиях, и крепят пластмассовые пеналы, укладывая в них оптокабеля. После всех работ каждый кабель будет висеть около входа в квартиру в смотанном виде.

Далее происходит более громкий вид работ: создание отверстий в бетонных плитах для специальных пластмассовых трубок. После прокладки труб устанавливается оборудование оптических распределителей и коробок.

Монтаж оборудования в квартире

Параллельно с работами вне квартир оператор и его сотрудники должны помочь людям с выбором мест под специальные розетки и провести инструктаж по обращению с хрупким проводом. Провайдер должен заранее сказать, сколько метров кабеля предоставляется бесплатно, а сколько — платно. Обычно отверстие для квартиры пробивают либо близко к потолку, либо около плинтуса. Через эту дырочку с помощью обычной проволоки и протягивается провод интернета. Далее на это место крепится розетка, в которую укладывается кабель.

Важно! Обязательным требованием при установке розетки или модема является наличие рядом электрической розетки, которая будет питать роутер через специальный адаптер.

Получение модема и подготовка к переключениям на оптоволокно

Получение модема осуществляется либо сразу, либо через несколько дней по извещению провайдера. Также сразу или потом может быть составлен или переоформлен договор на предоставление услуг интернета по оптоволокну.

Организационные вопросы

Есть в этом деле и вопросы организационного характера. Если оператор не выдает модем сразу, то за ним нужно будет приехать в сервисный центр, где и будет подписан новый договор и выдача коробки с устройством на руки.

Выполнять подключение модема и его настройку должна бригада специалистов, которые прибудут по заранее оговоренному графику. По окончанию процесса установки клиент расписывается о предоставленных услугах и работоспособности оборудования оптико-волоконного интернета.

Если до этого подключение осуществлялось через этого провайдера, то старое предоставленное оборудование нужно снять и вернуть. Сделает это специалист сервисного центра, который также подключит домашнее оборудование через оптоволоконный интернет.

Технические мероприятия

По прибытию монтажников происходит установка модема: пробиваются несколько отверстий перфоратором и с помощью дюбелей корпус устройства закрепляется саморезами на стене. В него подключается оптокабель. От роутера по полу прокладывают несколько кабелей витой пары для подключения телевизора, персонального компьютера и телефона. Витая пара на концах закрепляется с помощью коннекторов типа RJ-45.

Создание и настройки сети интернет и схема ввода

По сути, после всех вышеперечисленных действий сеть уже собрана. В некоторых случаях еще остается перекоммутировать роутер на управление телевидением, ПК и прочими устройствами, подключить его питание и соединить прибор с домашними сетевыми гаджетами. Схемы оптоволокна очень напоминают медные кабеля, но имеют отличие: домашний телефон в первом случае подключается после роутера и полностью теряет свою автономность.

Наладочные работы

После всех электромонтажных работ осталось подсоединить оборудование к ПК и прочим устройствам, а также выполнить создание сети Wi-Fi. Для этого роутер включают и заходят в его веб-настройки через специальный адрес, где и создается беспроводная сеть, устанавливается пароль и методы ее защиты.

Таким образом, была разобрана оптическая линия интернета, что это и каким образом подключают стекловолокно в качестве интернета в многоквартирные и частные дома от прокладки под землей до монтажа в подъезде и квартирах.

Источник

Волоконно-оптический кабель: назначение, конструкция, классификация

В современных сетях для передачи данных все чаще используется волоконно-оптический кабель взамен стандартных электрических моделей, в которых проводящим материалом выступали медные и алюминиевые жилы. Такая популярность обусловлена рядом причин, среди которых куда более низкая себестоимость силикатных материалов, необходимых для изготовления оптического волокна и куда лучшие параметры работы оптоволоконных систем. Поэтому кабельная продукция на основе оптического волокна постепенно вытесняет привычнее нам кабельные линии.

Назначение

Волоконно-оптический кабель (также известен как оптоволоконный) предназначен для передачи сигналов связи посредством светового потока. Основным его отличием от классических систем, в которых данные передавались посредством электрических сигналов различной величины, частоты и протяженности, является использование световых импульсов, которые генерируются в оптическом модуле и поступают к приемнику на другом конце волокна. Благодаря своей структуре оптический проводник обеспечивает проходимость световых импульсов без потерь, за исключением тех из них, где мощность потока значительно снижается за счет отражения и дисперсии.

Технические характеристики передачи предоставляют практически неограниченные возможности для подключения приемников или количества передаваемых сигналов.

По назначению волоконно-оптический кабель может применяться для:

• Линий передачи данных между компьютерами в пределах предприятия;
• Формирования многофункциональных сетей в каком-либо городе или регионе;
• Установки в качестве телефонного кабеля для соединения абонентов;
• Работы высокоточных приборов и проведения измерений;
• Изготовления сигнализации и датчиков, работающих при помощи светового потока;
• Освещения труднодоступных мест, куда классическими устройствами добраться невозможно.

Несмотря на многообразие вариантов установки, конкретная область применения оптоволоконного кабеля определяется его конструктивными особенностями.

Конструкция

Конструктивно волоконно-оптический кабель можно представить следующим образом.

Посмотрите на рисунок, конструкция волоконно-оптического кабеля включает в себя такие элементы:

• Несущий сердечник – устанавливается для натяжения оптоволоконного кабеля, как правило, выполняется из металла или стеклопластика и воспринимает на себя весь вес волоконно-оптической линии при подвешивании, так как само оптическое волокно не обладает достаточной прочностью на разрыв. Также он центрирует всю конструкцию вокруг себя. Может изготавливаться как с защитной оболочкой, так и без нее.
• Оптическое волокно – основной элемент сердечника, предназначенный непосредственно для передачи светового сигнала. В одном кабеле, как правило, содержится от 2 до 250 волокон. Каждое из них покрывается специальным лаком, который обеспечивает достаточную прочность волокну и предотвращает распространение света за его пределы.
• Трубчатые модули – предназначены для защиты волокон от механических повреждений и для маркировки их отдельных групп. В составе кабеля может находиться один или несколько таких модулей, внутри они заполняются специальным защитным слоем из гидрофобного наполнителя. Чем больше волокон входит в состав волоконно-оптического кабеля, тем актуальнее использование нескольких модулей. Рис. 2: пример одномодульного и многомодульного кабеля
• Пленка с гидрофобным наполнителем – выступает в роли одной или нескольких защитных оболочек для всего пучка волоконно-оптического кабеля, их число определяется конструкцией всего сердечника и условиями его эксплуатации. Предназначена для снижения трения внутри и предотвращения проникновения влаги во внутрь. Как правило, внутри волоконно-оптического кабеля она дополнительно стягивается нитями.
• Слой диэлектрического материала – в данном случае из полиэтилена, но в других моделях может применяться и ПВХ изоляция. Также выполняет функцию защиты волоконно-оптических линий от влаги.
• Слой брони – обеспечивает достаточную механическую прочность при любой прокладке. Его основная задача – предотвратить нарушение целостности волокон режущими предметами, в процессе перетирания или грызунами. Может выполняться металлической проволокой, стекловолокном или кевларом. Бронированный кабель может использоваться для внешней прокладки, в шахтах и колодцах и под землей.
• Внешняя оболочка – основной элемент волоконно-оптического кабеля, предотвращающий разрушающее воздействие внешних факторов на линию. Внешний слой выполняется из полиэтилена или другого герметичного диэлектрика. Позволяет использовать оптоволоконную продукцию, как для воздушной прокладки, так и для кабельных каналов. Дополнительной функцией диэлектрической оболочки является защита от воздействия электрического напряжения в аварийных ситуациях.

Следует отметить, что рассмотренный вариант волоконно-оптического кабеля является частным случаем, кроме него вы можете встретить и другие модели, в которых могут отсутствовать некоторые из вышеприведенных элементов или изменяться их количество.

Классификация

Волоконно-оптический кабель, в зависимости от выбранного критерия будет подразделяться на разные категории. Так, по материалу изготовления выделяют два типа оптоволоконных изделий:

• GOF – кабель, оптическое волокно в котором выполнено из стекла (первая буква аббревиатуры происходит от английского glass);
• POF – модели с полимерным проводящим элементом (первая буква аббревиатуры происходит от английского plastic).

В зависимости от способа прокладки волоконно-оптической линии все марки подразделяются на те, которые могут размещаться:

• Путем подвешивания – такие модели содержат несущую жилу и кевларовую броню, а при подвешивании их на опоры его с ним применяются устройства грозозащиты.
• Для внутренней прокладки – в колодцах, камерах, шахтах кабель-каналах и т.д.;
• Для подземной прокладки – модели с усиленной наружной оболочкой, способной противостоять агрессивному воздействию окружающей среды;
• Для подводной прокладки – эти модели имеют многослойную структуру с усиленной гидроизоляцией.

В зависимости от величины проводящего ядра в волоконно-оптическом канале по отношению к демпфирующему слою выделяют одномодовые и многомодовые кабели. Они отличаются по количеству проводимых сигналов (мод), от чего и происходит их название.

Рис. 3: одномодовый и многомодовый кабель в сечении

Одномодовый кабель характеризуется относительно небольшим диаметром проводящего сердечника – 9мкм. Такой размер пропускает только один сигнал по каналу. Несмотря на то, что одномодовая конструкция отличается небольшой пропускной способностью, сигнал в ней не искажается и не затухает на всей протяженности линии.

Рис. 4: движение сигнала в одномодовом волокне

Многомодовый кабель, в отличии от одномодового характеризуется куда более широким диаметром проводящего ядра — 50 или 62,5 мкм. За счет увеличения ширины канала возникает возможность отражения сразу нескольких волн в ядре с определенным шагом (дисперсией). Поэтому по нему одновременно можно перемещать сразу несколько сигналов.

Рис. 5: движение сигнала в многомодовом волокне

Недостатком многомодового волокна является искажение и затухание сигнала, но вместе с тем многомодовый и более дешевый вариант, в сравнении с одномодовым, так как он работает на обычных светодиодах, а не на лазере. В зависимости от конкретных параметров, размеров и внешнего диаметра многомодовые кабели подразделяются на четыре класса и имеют различное применение.

Таблица: применение многомодовых кабелей различных классов

Класс волокна	Размер ядра/демпфера, мкм	Коэффициент широкополосности, режим OFL, МГц·км		Где применяются
		850 нм	1300 нм
OM1	62.5/125	200	500	Применяется для расширения ранее установленных систем. Использовать в новых системах не рекомендуется.
OM2	50/125	500	500	Применяется для поддержки приложений с производительностью до 1 Гбит/с на расстоянии до 550 м.
OM3	50/125	1500	500	Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 2000 МГц·км. Волокно применяется для поддержки приложений с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 300 м.
OM4	50/125	3500	500	Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 4700 МГц·км. Волокно применяется для поддержки приложений с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 550 м.

Технические характеристики

При монтаже и во время эксплуатации важно учитывать основные параметры кабельно-проводниковой продукции, которые определяют номинальные условия для нормальной работы системы. Волоконно-оптические кабели обладают такими характеристиками:

• Минимальный радиус изгиба – составляет не менее 20 диаметров изделия.
• Границы рабочих температур – от – 60 до + 70°С. Следует отметить, что монтажные работы волоконно-оптических линий могут производиться при температуре окружающей среды не менее – 10°С без потери характеристик основных элементов волоконно-оптического кабеля.
• Электрическое сопротивление составляет не менее 2000 МОм. Помимо этого изоляция должна выдерживать воздействие повышенного напряжения в 20 кВ переменного и 10 кВ постоянного тока.
• Изоляция способна кратковременно выдержать ток растекания до 105 кА, но его продолжительность допускается не более 60 мс.
• Растягивающее усилие, в зависимости от конкретной модели, составляет от 4 до 42 кН.

Плюсы и минусы

Волоконно-оптические линии, в сравнении с теми же медными кабелями обладают рядом весомых преимуществ:

• Не подвергается воздействию электромагнитного излучения от соседних источников, благодаря чему в нем не возникают помехи;
• Благодаря отсутствию электрического напряжения в соединительных кабелях, осуществляется гальваническая развязка между источником и приемником;
• Высокая скорость и большая пропускная способность, в сравнении с медными вариантами;
• Большое расстояние для передачи сигнала;
• Относительно небольшой коэффициент затухания сигнала;
• Безопасность данных из-за невозможности бесконтактного съема данных и сложности подключения к линии;
• Антивандальная устойчивость – из-за того, что волоконно-оптическая продукция не принимается на пунктах приема, ее хищение совершенно бесполезно.

Но, наряду с вышеперечисленными преимуществами оптоволокно обладает и некоторыми минусами. К недостаткам волоконно-оптических линий относят:

Источник