Оптоволоконный кабель: принцип работы, преимущества и монтаж

Что такое оптоволоконный кабель и принцип его работы

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оптической оболочки. Диаметр этой структуры сравним с толщиной человеческого волоса.

Принцип работы оптоволоконного кабеля заключается в передаче информации с помощью света. В медном кабеле информация передаётся электрическими сигналами, а в оптоволоконных линиях связи электричества нет — есть только свет.

Преимущества оптического кабеля

Скорость передачи данных по оптоволокну достигает 100 Гбит/с, тогда как для витой пары 6 категории максимальная скорость — 10 Гбит/с. Оптоволокно в 10 раз быстрее.

Надёжность: оптоволоконные кабели не проводят электричество, поэтому защищены от электромагнитных наводок, и оптические порты не сгорают при грозе, в отличие от медных линий.

Расстояние: оптоволокно передаёт информацию на десятки и сотни километров. Для сравнения: Ethernet по меди — до 100 м, RS-485 — до нескольких километров (у Bolid до 3 км), коаксиал для аналогового видео — до 500 м.

Применение оптоволоконных кабелей

Структурированные кабельные системы: оптоволокно используют для подключения абонентов к интернету (города, квартиры, предприятия, коммерческая недвижимость). Локальные вычислительные сети: объединение отдельных зданий или сегментов ЛВС в единую сеть.

Системы видеонаблюдения: когда длина линии от камеры до коммутатора превышает 100 м (Ethernet) или 500 м (аналог), применяют оптоволокно, медиаконвертер и уличный шкаф с розеткой 220 В для питания.

Системы пожарной и охранной сигнализации: оборудование Bolid подключается по RS-485; для объединения зданий или при сильных наводках используют преобразователи интерфейса RS-485 в оптику с дальностью до 40 км. Для пожарной сигнализации требуется огнестойкая кабельная линия (ОКЛ) с сертификатом соответствия.

Системы контроля и управления доступом: сетевые контроллеры (например, Sigur E510, Parsec NC8000) подключаются по Ethernet; при длине линии более 100 м прокладывают оптоволокно и ставят медиаконвертеры.

Военные цели: оптоволоконная катушка на квадрокоптере длиной до 10 км обеспечивает защиту от средств радиоэлектронной борьбы и невозможность обнаружения по радиоканалам.

Активное оборудование: SFP-модули

SFP-модули преобразуют электрический сигнал в оптический и наоборот; устанавливаются в специальные порты коммутаторов (например, коммутатор с 24 портами SFP). SFP поддерживают скорость до 1 Гбит/с, SFP+ — до 10 Гбит/с.

SFP-модули бывают одноволоконные и двухволоконные; у двухволоконных одно волокно для передачи, второе для приёма. При использовании двухволоконного SFP-модуля на одноволоконной линии связь работать не будет — нужно менять модуль или прокладывать вторую линию.

Оптические коннекторы, пигтейлы и оптические кроссы

Популярные типы оптических коннекторов: FC, SC, LC, ST. Пигтейл — отрезок оптического кабеля с коннектором на одном конце; используется для оконечивания кабеля путём сварки с оптической линией.

Оптический кросс по назначению похож на патч-панель: в него заводится кабельная линия, устанавливаются разъёмы, подключаются пигтейлы; кроссы бывают настенные и для 19-дюймовой стойки. При сварке кабеля с пигтейлами устанавливают защитные гильзы КДЗС, затем кросс закрепляют и соединяют с коммутатором оптическими патч-кордами.

Медиаконвертеры

Медиаконвертер выполняет ту же функцию, что SFP-модуль, но подключается к обычному порту Ethernet с помощью патч-корда UTP (кабель UTP 4 пары 5e).

Схема подключения: медиаконвертер — оптический патч-корд — оптический кросс — оптоволоконная линия — второй оптический кросс — оптический патч-корд — медиаконвертер — патч-корд UTP — устройство (компьютер, видеокамера, коммутатор, точка доступа). Медиаконвертер позволяет строить оптическую линию без коммутатора с SFP-портами.

Практика

Чек-лист по материалу

• Определите тип линии и требуемую скорость: для 1 Гбит/с подойдут SFP-модули, для 10 Гбит/с — SFP+.
• Выберите SFP-модуль по количеству волокон: одноволоконный или двухволоконный, в зависимости от проложенной линии.
• Подберите оптические коннекторы (FC, SC, LC, ST) и пигтейлы для оконечивания кабеля.
• Сварите оптоволоконный кабель с пигтейлами, установите защитные гильзы КДЗС.
• Смонтируйте оптический кросс (настенный или в 19-дюймовую стойку) и подключите его к коммутатору оптическими патч-кордами.
• При отсутствии SFP-портов используйте медиаконвертеры с патч-кордами UTP.
• Для пожарной сигнализации применяйте огнестойкую кабельную линию, указанную в сертификате соответствия.
• При подключении камер на удалении более 100 м устанавливайте уличный шкаф с медиаконвертером и розеткой 220 В.

Справка

Термины из видео

Оптическое волокно

Структура из сердцевины и оптической оболочки диаметром, сравнимым с человеческим волосом, передающая информацию с помощью света.

SFP-модуль

Устройство, преобразующее электрический сигнал в оптический и наоборот, устанавливаемое в специальный порт коммутатора; поддерживает скорость до 1 Гбит/с.

SFP+

Модификация SFP-модуля, поддерживающая скорость до 10 Гбит/с.

Пигтейл

Отрезок оптического кабеля с коннектором на одном конце, предназначенный для оконечивания оптической линии путём сварки.

Оптический кросс

Устройство, аналогичное патч-панели, для ввода кабельной линии, установки разъёмов и коммутации с помощью пигтейлов и патч-кордов.

Медиаконвертер

Устройство для передачи информации по оптоволокну, подключаемое к обычному порту Ethernet с помощью патч-корда UTP.

Огнестойкая кабельная линия (ОКЛ)

Кабельная линия, сохраняющая работоспособность при пожаре; оптоволоконный кабель должен быть указан в сертификате соответствия.

КДЗС

Защитная гильза, устанавливаемая на место сварки оптического волокна.