Informatika | Távközlés » Laczi József - Optikai kábelek

Készítette: Laczi József LAJKAAT.SZE Optikai kábelek Trendek a telekommunikációban Napjaink telekommunikációs fejlesztésében egyértelmű a trend; az optikai kábelek elvezetése egészen a végfelhasználóig (lakás, iroda), valamint a vezeték nélküli rendszerek továbbfejlesztése és arányuk növelése. Ez a két alapvető technológia egyáltalán nem zárja ki egymást, sőt, egymás kiegészítése révén tovább bővülhet a telekommunikációs szolgáltatások köre és javulhat azok minősége. Az optikai átvitel alapelve Az optikai átvitelben a jel továbbítása fény formájában történik az optikai kábelen keresztül az adóegységtől a vevőegységig. Az adóegység az elektromos jelet fénnyé alakítja, majd betáplálja az optikai szálba. A vevőegység a beérkező fényjeleket elektromos jellé alakítja vissza a későbbi jelfeldolgozás céljából. Az optikai kábelen terjedő fény teljesítményveszteséggel érkezik a végpontra, más

szóval csillapítást szenved. Az optikai láncon elhelyezett esetleges illesztések további veszteség okozói. Mérési és karbantartási célból a lánc mindkét végén terminálok vagy rendezők vannak szerelve, ahol az adóegységből, vagy a vevőegységből kijövő vezetékek optikai csatlakozókkal vannak összekötve más vezetékekkel. Ezek a csatlakozások úgyszintén veszteségnövelő tényezők. A láncban található illesztések és csatlakozók hatására a fény egy része visszafelé verődik Optikai kábelekről általában Az optikai kábelek lehetővé teszik a nagy átviteli sebességet igénylő szolgáltatások terjedését is, amit szélessávú adatátviteli rendszer nélkül lehetetlen volna megvalósítani. A hang, a mozgókép, a szöveg, a nagy sebességű adatáramlás, valamint ezek mindegyikét tartalmazó multimédiás szolgáltatások közvetítésére és továbbítására nincs jobb módszer, mint az optikai kábel, melynek kapacitása

elegendő tartalékot jelent a távoli jövőre nézve is. Optikai kábelek telekommunikációs és adatátviteli hálózatokban történő alkalmazása mára a hétköznapok technológiájává vált. Széles körben alkalmazott kábelekről lévén szó, az optikai kábeleknek óriási választékát és speciális típusát találjuk meg. Optikai szálak felépítése és mérete szerint 10/125 mm-es optikai szál Alkalmazásuk: Nagy távolságú kapcsolatok létesítésére, Privát és közhálózatok létesítéséhez világszerte elsődlegesen alkalmazott single módusú típus, mellyel a legnagyobb távolságok hidalhatók át regenerátorok között. Hosszú távú megoldások kialakításához ajánlott, mert biztosított állandó jó minőség. Felépítése: Magas tisztaságú szilikát magot tartalmaz -1- Készítette: Laczi József LAJKAAT.SZE Szilikát köpeny burkolattal és a szálrétegen acrylat védőréteggel. CCITT előírásoknak megfelelően 1310 és 1550

nm-es hullámhosszra 50/125 mm-es optikai szál Alkalmazásuk: Nagy átviteli sávszélességével a digitális és analóg jelek átvitelére, nagy távolságok áthidalása esetén is egyaránt alkalmas. Évek óta számos privát és közösségi telekommunikációs hálózatban alkalmazzák világszerte. Felépítése: 50 mm-es szilikát magot tartalmaz Szilikát köpeny burkolattal és szálrétegen acrylat védőréteggel. CCITT előírásoknak megfelelően 850 és 1300 nm-es hullámhosszra 62,5/125 mm-es optikai szál Alkalmazásuk: Túlnyomóan egyéni hálózatokban alkalmazott kifejezetten Token-Ring, FDDI, és ESCON rendszerekhez. A nagy optikai szálvezető méretéből adódóan más rendszerekben is könnyen alkalmazható, ahol komplex többszörös csatlakozási igények merülnek fel. Kiemelkedően nagy sávszélessége lehetővé teszi nagykiterjedésű és hullámhossz tartományú hálózatok kábelezését. Talán a legszélesebb körben alkalmazott optikai

kábeltípus. Felépítése: 62.5 mm-es szilikát magot tartalmaz Szilikát köpeny burkolattal és szálrétegen acrylat védőréteggel. Hosszú távú továbbfejlesztési lehetőség 850 és 1300 nm-es hullámhosszra 100/140 mm-es optikai szál Alkalmazásuk: Ipari, relatív rövid távú adatátvitelre használt rendszerekben, speciális és passzív hálózatokban. Kitűnő szálátmérő és befogadási szögtartomány Nagy kilőtt és irányított optikai energiaátvitel megengedett, ami fontos a passzív kapcsoláshoz és elosztáshoz. Felépítése: Magas tisztaságú anyagokat tartalmaz Szilikát köpeny burkolattal és szálrétegen acrylat védőréteggel. Kitűnő a minőség megtartása. 850 és 1300 nm-es hullámhosszra 200/230 és 400/430 mm-es optikai szál Alkalmazásuk: Kemény burkolatú üvegszál, mely különösen alkalmas relatív rövid távú átvitelre igényes környezet, orvosi, gyártási, mérési és nagysebességű lézeres rendszerekbe. Felépítése:

HCS üveget tartalmaz (Hard Clad Silica) Kemény polimer köpeny burkolattal és Tefzel külső védőréteggel. Nagy mechanikai teherbírása és magas hőállósága miatt sokoldalú a használhatósága -2- Készítette: Laczi József LAJKAAT.SZE még szélsőséges körülmények között is. Szálak elhelyezése Központi csöves (Loose Tube típusoknál) Alkalmazásuk: Általában nagytávolságú kábelekben, ahol a központi csőben két vagy több szál is elhelyezkedik, komoly erősítőelemekkel, védelemmel. Helikális belső felépítés Alkalmazásuk: Egyaránt kül- és beltéri valamint switch kábelekben, központi erősítőtaggal szerelve és kombinálva különböző védelmekkel. Közvetlenül tömlőzött felépítés Alkalmazásuk: Általában patch és switch kábeleknél, ahol a mechanikai védelem nem elsődleges szempont. FOGALMAK Optikai szál: Az optikai szál információtovábbító képessége azon alapul, hogy a nagy tisztaságú optikai szálban

a szálirányban besugárzott fény igen jó minőségben terjed és így a zavaró hatásoknak kitűnően ellenáll. Az optikai szál a magból (kvarcüvegből vagy műanyagból), a magot körülvevő optikai árnyékoló közegből és a mechanikai védelmet szolgáló borításból áll. Monomódusú vagy egymódusú optikai szál (single-mode fiber): Olyan optikai szál, mely csak egy adott frekvencián - és annak közvetlen környezetében - képes a fény átvitelére, más frekvenciákon a szál csillapítása igen erős. Az egymódusú szálak valamivel nagyobb sávszélességen képesek jelátvitelre, mint a multimódusú szálak. Multimódusú optikai szál (multimode optical fiber): A multimódusú szál több frekvencián is képes a fény nagyobb távolságra való eljuttatására, bár az egyes frekvenciák körüli sávszélesség némileg kisebb, mint az egymódusú szál esetében. A multimódusú optikai kábel magátmérője tipikusan 50 illetve 62,5 mikron. WDM

(Wavelenght Division Multiplexing - hullámhossz multiplexálás): Az a multiplexálási technika, melynek segítségével több, egymástól független optikai jelfolyamot visznek át ugyanazon az optikai szálon különböző hullámhosszak segítségével. A WDM technológia segítségével meg lehet növelni a multimódusú optikai szálak forgalmi áteresztő képességét. DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexing – nagysűrűségű hullámhossz multiplexálás): olyan hullámhossz multiplexáláson alapuló átviteli technológia, mely lehetővé teszi, hogy 8-tól akár 40-ig terjedő különböző frekvencián továbbítsunk információt az optikai kábelen keresztül. A DWDM technológia alkalmas arra, hogy SONET/SDH rendszerek átvitelét is ellássa, vagy azokat helyettesítse. Multiplexer: olyan berendezés, mely alkalmas arra, hogy két vagy több jelfolyamot egy közös, nagyobb sávszélességű jelfolyamba rendezzen, melyek egy adott technológiával kerülnek

továbbításra. A multiplexált jelfolyam szerkezete olyan, hogy azt a fogadó oldalon demultiplexálni lehessen. Add/drop multiplexer: olyan multiplexer vagy demultiplexer, mely képes egy adott csatorna jelét multiplexálni egy magasabb szervezettségű, multiplexált jelfolyamba vagy képes ilyen jelfolyamból egy csatornát demultiplexálni. Az add/drop eszközök teszik lehetővé, hogy egy csatorna betétele vagy kivétele miatt ne kelljen a teljes jelfolyamot lebontani alapjelekre, majd újra multiplexálni. Demultiplexer: olyan berendezés, mely alkalmas arra, hogy az egy adott technológiával érkező multiplexált jelfolyamot szétbontsa eredeti összetevőire, azaz demultiplexálja. MUX (multiplex): Elvi sémákon a multiplexálás folyamatát végrehajtó logikai doboz. Típusát tekintve lehet például FDM, TDM, STDM vagy WDM multiplexálásról beszélni. -3- Készítette: Laczi József LAJKAAT.SZE FDM (Frequency Division Multiplexing - frekvencia

multiplexálás): Az FDM rendszerek esetén minden jelfolyam egy meghatározott, egymástól eltérő frekvencián utazik. TDM (Time Division Multiplexing - időosztásos multiplexálás): A TDM rendszerek esetében az egyes csatornákból vett minták egy szigorú sorrendben a csatornákhoz rendelt időrésben utaznak. STDM (Statistical Time Division Multiplexing - statisztikus időosztásos multiplexálás): Az időrések a jobb sávszélesség-kihasználás végett dinamikusan vannak az egyes csatornákhoz hozzárendelve. Jelismétlő (repeater): Egy vevőből és egy adóból álló berendezés, mely veszi az érkező jeleket és újra kiadja őket. Azáltal, hogy a jelismétlő újra kiadja a vett jeleket, mintegy regenerálja a vett jelsorozatot, ezzel növelve az optikai összeköttetéssel áthidalható távolságot. Buffer (védőborítás):Az optikai szálat körülvevő védőréteg. Az optikai szál elsődleges védőborítása tipikusan 250 mikron átmérőjű, míg a

másodlagos védőborítás 900 mikron az épületen belül használt szálak esetében. Hajlítási sugár (Bend radius): annak a körívnek a sugara, melynek mentén az optikai szál vagy kábel még a megtörés vagy a nagyobb csillapítás veszélye nélkül hajlítható. Ha a szálat ennél kisebb sugarú ívben hajlítjuk, nem garantálhatók a szálra meghatározott átviteli paraméterek. CCMQJ (Certified Commercial Measurement Quality Jumper): Igen jó minőségű, gondosan elkészített és kimért referencia kábel, mely a hálózat pontos méréséhez szükséges. Átmérő-eltérési veszteség (Diameter-mismatch loss): Optikai elemek csatlakozásánál fellépő veszteség, mikor az adóoldali elem átmérője nagyobb, mint a vevőoldali elemé. Átmérő-eltérési veszteség léphet fel a jeladó és az optikai kábel, két optikai kábel vagy az optikai kábel és a jeldetektor csatlakozásánál. Diszperzió (dispersion): A tökéletes optikai szál kimenetén

teljesen ugyanazt a jelformát kapnánk vissza, mint amit a bemeneten rákapcsoltunk. A valóságban azonban az optikai kábel hosszától és egyéb paramétereitől függően a beadott jel kissé "elkenődik", sávszélessége megnő, hossza bizonytalanná válik. Ez a jelenség a diszperzió, ami leginkább gátat szab az alkalmazható frekvencia magasságának és az áthidalható távolságnak. A diszperzió három főforrásra vezethető vissza: a módusdiszperzió, ami multimódusú szálakban lép fel és a különböző hosszúságú terjedési utakkal magyarázható. az optikai kábel anyaga által okozott diszperzió, mely az eltérő frekvenciákon jelentkező eltérő késleltetési paraméterekből adódik. a hullámvezetési diszperzió, ami abból adódik, hogy az optikai kábel magrésze mellett a magot körülvevő borítás is vezeti a fényt az egymódusú szálak esetében. Optikai kábel műanyagból Egy ausztrál kutatóintézet olyan műanyagot

szabadalmaztatott, amely leválthatja az üvegszálakat az optikai kábelekben. A mikrostrukturált polimer optikai szál (MPOF) igénytelenebb, így előállítása is olcsóbb, mivel az üvegszállal szemben nem igényel speciális védőréteget. Ráadásul a szál viselkedése is kedvezőbb: derékszögű fordulatnál jelentősen kisebb ívben kanyarodik törés nélkül. Adatdamil uralom Az olcsó kábel olcsóbbá teszi az infrastruktúraépítést. A vállalkozások így könnyedén bevállalhatják a műanyag optikai szál kiépítését a modemig vezető utolsó méterekre is. A másodpercenként egy gigabites adatáviteli kapacitás nemcsak irdatlanul gyors letöltéseket tesz lehet ővé, de a damilvastagságú szál óriási kábelkötegek vonszolásától is megkíméli az építőket. -4-