Optické vlákno
Trochu teórie
Úvod do optických káblov typu multimode a single-mode
Jedným zo základných kritérií rozdelenia optických zariadení je typ optického vlákna, s ktorým spolupracujú. Hlavné kritérium rozdelenia káblov je podľa prenášania svetla v jadre optického vlákna - single-mode alebo multimode.
Optické vlákno sa skladá z troch základných častí, plniacich príslušné úlohy:
- jadro,
- plášť,
- ochranná vrstva
Štruktúra optického vlákna
1. jadro
2. plášť
3. ochranná vrstva
1. jadro
2. plášť
3. ochranná vrstva
Prenos svetla v optických kábloch ja založený na jave úplného odrazu. Jadro, poväčšine vyrobené z legovaného skla (napr. GeO2 + SiO2), je stredom, ktorým svetlo prechádza pozdĺž, zatiaľ čo plášť je vyrobený zo skla čistého (SiO2). Kombinácia materiálov určuje ich refrakčný index. Pre dosiahnutie úplného vnútorného odrazu musí byť refrakčný index plášťa (čisté sklo) menší ako index jadra (legované sklo). Ochranná vrstva obklopuje plášť a je to primárna ochrana vyrobená z termoplastických materiálov a špeciálnych gélov, ktoré chránia vlákno pred mechanickým poškodením.
Hlavný rozdiel medzi optickým vláknom single-mode a multimode je spôsob prenosu svetla v jadre. Multimode vlákno prenáša viacej vidov (lúče svetla s rovnakou vlnovou dĺžkou). Používanie viacerých vidov má za následok rozptyl, ktorý významne znižuje rozsah a rýchlosť prenosu signálu. Signál je rozptýlený v čase, pretože rýchlosť šírenia nieje rovnaká pre všetky vidy, kvôli rôznej dĺžke dráhy od vysielača ku prijímaču. Tento rozdiel je spôsobený rôznym uhlom odrazu svetelných lúčov v jadre.
Jav rozptylu je eliminovaný v single-mode vlákne , ktoré prenáša len jeden lúč svetla špecifickej vlnovej dĺžky. V prípade single-mode vlákna, sa lúč svetla šíri väčšinou paralelne s osou vlákna. Dátový tok v single-mode vlákne je limitovaný chromatickým rozptylom. Chromatický rozptyl je kombinácia rozptylu materiálneho a rozptylu vedenia vĺn. Javy vedú k zníženiu signálu. Materiálny rozptyl je spojený s rôznym indexom lomu pre rôzne vlnové dĺžky. Naproti tomu rozptyl vedenia je spôsobený prechodom zväzku svetla cez plášť vlákna. Napriek tomu neovplyvňujú tak značne kvalitu signálu ako pri multimode kábloch. Okrem toho sa optické vlákna vyrábajú s tzv. posunom rozptylu kde sú tieto javy eliminované.
Prenos svetla v optickom vlákne:
1 - vlákno multimode,
2 - vlákno single-mode.
1 - vlákno multimode,
2 - vlákno single-mode.
Rozdiel medzi multimode a single-mode vláknom je aj v jeho priemere. Jadro single-mode je zvyčajne medzi 8 - 10 mikrometrov (typicky 9 um), zatiaľ čo priemer jadra multimode vlákna je 62.5 alebo 50 mikrometrov. V oboch prípadoch typický priemer plášťa je 125 mikrometrov.
Neexistujú žiadne viditeľné rozdiely v kábeláži, preto by si mal inštalatér dávať pozor na označenie káblov a spolupracujúcich zariadení. Vo veľa prípadoch, zariadenia na spájanie optiky ako sú zváračky vlákien alebo mechanické spojky sú vhodné pre obidva typy káblov. Inštalatér by mal preto pozorne skombinovať vhodné aktívne zariadenia, optické káble a príslušenstvo.
Veľkou výhodou single-mode je možnosť prenosu signálu (bez obnovovania) až do 120 km. V prípade multimode káblov maximálna prenosová vzdialenosť je okolo 2 km. Samozrejme skutočná prenosová vzdialenosť je určená použitými optickými zariadeniami a ich vlastnosťami. DIPOL ponúka škálu single-mode aj multimode zariadení - od aktívnych prístrojov ako sú media a video konvertory po rôzne príslušenstvo ako sú konektory, adaptéry, tlmiče a patch káble.
Aktívne zariadenie spolupracujúce s multimode optickým káblom:
VIDEO KONVERTORY | |||
Názov: | ULTIMODE V-021D | ULTIMODE V-024D | ULTIMODE V-028D |
Kód: | L2102 | L2402 | L2802 |
Optické konektory: | 1x SC | ||
Prenosové pásmo: | max.2 km | ||
Tx vlnová dĺžka: | 1310 nm (vysielač) / 850 nm (prijímač) | ||
Rx vlnová dĺžka: | 850 nm (vysielač) / 1310 nm (prijímač) | ||
Počet video kanálov: | 1 (BNC) | 4 (BNC) | 8 (BNC) |
Počet dátových kanálov: | 1 (RS-485) |
Aktívne prvky spolupracujúce so single-mode optickým káblom:
MÉDIA KONVERTORY | |||||
Názov: | ULTIMODE M-403M | ULTIMODE M-203G | ULTIMODE M-207M | ULTIMODE M-407M | ULTIMODE M-207G |
Kód: | L11041 | L11025 | L11521 | L11541 | L11525 |
Optické konektory: | 2x SC | 1x SC | |||
Prenosové pásmo: | 40 km | 20 km | 20 km | 40 km | 40 km |
Tx vlnová dĺžka: | 1310 nm | 1310 nm (vysielač) / 1550 nm (prijímač) | |||
Rx vlnová dĺžka: | 1310 nm | 1550 nm (vysielač) / 1310 nm (prijímač) | |||
Prenosová rýchlosť [Mb/s]: | 10/100 | 10/100/1000 | 10/100 | 10/100/1000 | |
Podporované štandardy: | IEEE 802.3u | IEEE 802.3u IEEE 802.3G | IEEE 802.3u | IEEE 802.3u IEEE 802.3G |
VIDEO KONVERTORY | ||||
Názov: | ULTIMODE V-201D | ULTIMODE V-204D | ULTIMODE V-204DAO | ULTIMODE V-208D |
Kód: | L2121 | L2421 | L2423 | L2821 |
Optické konektory: | 1x SC | |||
Prenosový rozsah: | max. 20 km | |||
Tx vlnová dĺžka: | 1310 nm (vysielač) / 1550 nm (prijímač) | |||
Rx vlnová dĺžka: | 1550 nm (vysielač) / 1310 nm (prijímač) | |||
Počet video kanálov: | 1 (BNC) | 4 (BNC) | 4 (BNC) | 8 (BNC) |
Počet dátových kanálov: | 1 (RS-485) | |||
Počet audio kanálov: | - | 1 | - | |
Počet alarmových kanálov: | - | 1 | - |
Prečo zvoliť optické vlákno:
- vysoký objem prenesených informácii po jednom kábli
- možnosť prenosu signálu na veľké vzdialenosti vďaka nízkemu útlmu optických káblov
- odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu
- nízka hmotnosť a malé rozmery
- žiadne riziko elektrického šoku alebo iskrenia
- odolnosť voči počasiu okolitým podmienkam (vlhkosť, elektrostatický výboj a iné)
- relatívne nízka a stále klesajúca cena
- vysoká spoľahlivosť