Облегченная конфигурация

В качестве среды передачи в оптоволоконном кабеле используется оптическое волокно (световод), представляющее собой тонкую стеклянную или пластмассовую нить толщиной 8,3-10мк. Световод покрыт стеклянной оболочкой, имеющей другой коэффициент отражения, чем у световода. Стеклянная оболочка отражает свет, направляя его вдоль световода. Между оболочкой световода и внешней пластиковой оболочкой может помещаться жидкий гель (облегченный кабель) или усиливающие жилы (усиленный кабель). Внутренняя стеклянная оболочка обеспечивает необходимую жесткость и устойчивость к разрывам, перегреву и переохлаждению. Гель и усиливающие жилы обеспечивают дополнительную защиту от механического воздействия и влияния окружающей среды. Кабель может содержать одно светопроводящее волокно, но обычно их несколько.

Сигнал по оптическому волокну может распространяться по одному пути (рис. 5.9) в виде достаточно тонкого пучка света, либо в виде нескольких пучков света (рис. 5.10). В первом случае говорят об одномодовом, во втором случае — о многомодовом кабеле. Световод одномодового кабеля значительно тоньше световода многомодового кабеля. Сигнал в одномодовом кабеле генерируется с помощью лазерного источника света. При выборе в качестве источника света лазерного диода, который может переключаться с частотой в несколько тысяч МГц, обеспечивается достаточно высокая скорость передачи цифровых сигналов. Одномодовый кабель используется в высокоскоростных соединениях (выше 10 Гбит/с) или на длинных дистанциях (до 30 км). Для передачи аудио и видео наиболее целесообразным является применение кабелей «OM2». Вице-президент европейского отделения компании Extron по маркетингу Райнер Штайль отмечает, что оптоволоконные линии стали более доступными, их чаще применяют для организации сети внутри зданий — это ведет к росту применения АВ-систем на основе оптических технологий. Штайль говорит: «В плане интеграции ВОЛС уже сегодня обладают несколькими ключевыми преимуществами. По сравнению с аналогичной медно-кабельной инфраструктурой оптика позволяет использовать одновременно и аналоговые, и цифровые видеосигналы, обеспечивая единое системное решение для работы с существующими, а также с перспективными видеоформатами. Кроме того, т.к. оптика предлагает очень высокую пропускную способность, тот же кабель будет работать с большими разрешениями и в будущем. ВОЛС легко адаптируется к новым стандартам и форматам, появляющимся в процессе развития АВ-технологий».

Многомодовый кабель, наиболее часто используемый в небольших промышленных, бытовых и коммерческих проектах, имеет самый высокий коэффициент ослабления и работает только на коротких расстояниях. Более старый тип кабеля, 62,5/125 (эти цифры характеризуют внутренний/ внешний диаметры световода в мкм), часто называемый «OM1», имеет ограниченную пропускную способность и используется для передачи данных со скоростью до 200 Мбит/с. Недавно стали применять кабели 50/125 «OM2» и «OM3», предлагающие скорости 1Гбит/с на расстояниях до 500 м и 10 Гбит/с на до 300 м.

В многомодовом кабеле в качестве источника сигнала используется светодиод, что существенно снижает стоимость передающей аппаратуры. В многомодовом кабеле все световые пучки рассматриваются получателем как один импульс. Учитывая, что каждый пучок света в многомодовом кабеле распространяется по своему пути, время получения их адресатом различно. В результате этого увеличивается длительность импульса и, соответственно, снижается возможная скорость передачи сигнала.

Оптоволоконные кабели различаются по диаметру световода/оболочки и способу передачи сигнала (одно- и многомодовые). Наиболее распространены следующие типы кабеля:

- с 8,3мк сердечником/ 125мк оболочкой, одномодовый;

- с 50мк сердечником/ 125мк оболочкой, многомодовый;

- с 62,5мк сердечником/ 125мк оболочкой, многомодовый;

- с 100мк сердечником/ 125мк оболочкой, многомодовый.

Основным стандартным соотношением номинальных диаметров сердцевины и окружающего ее слоя считается соотношение 62,5/125мк.

Следует заметить, что прозрачность оптического волокна на несколько порядков выше прозрачности обычного стекла, что позволяет передавать световой сигнал на десятки километров без существенного снижения уровня сигнала.

Оптическое волокно достаточно гибкое, это дает возможность прокладывать оптоволоконный кабель практически по тем же каналам, что и коаксиальный кабель. При соответствующей технологии изготовления оптоволоконного кабеля можно добиться того, что свет будет распространяться вдоль световода и не излучаться наружу, даже при скручивании кабеля. Наряду с высокой скоростью передачи, оптоволоконный кабель значительно тоньше и легче обычного кабеля. К преимуществам кабеля оптоволоконной средой передачи следует отнести невосприимчивость к электрическим помехам, что позволяет использовать его вблизи источников сильных электромагнитных полей, например электросварочных аппаратов.

Стоимость оптоволоконного оборудования и его установка значительно выше стоимости других видов сетевого оборудования. В связи с этим в настоящее время оптоволоконный кабель используется в основном в сетях значительной протяженности, при наличии высокого уровня электромагнитных помех, а также в целях зашиты от несанкционированного съема информации с передающей среды.

Для подключения сетевых устройств к оптоволоконному кабелю используются разъемы типа MIC, ST или SC (рис. 5.11).

Сегодня многие производители коммутационного оборудования предлагают версии видео-удлинителей (экстендеров) для работы с оптическими линиями. ATEN International, TRENDnet, Rextron, Gefen и другие выпускают различные модели для целого ряда видео- и компьютерных форматов. При этом служебные данные — HDCP** и EDID*** — могут передаваться с помощью дополнительной оптический линии, а в некоторых случаях — по отдельному медному кабелю, связывающему передатчик и приемник. В результате того, что формат HD стал стандартом для рынка вещания, на других рынках — инсталляционном, например — тоже стали применять защиту от несанкционированного копирования контента в форматах DVI и HDMI. С помощью выпускаемого устройства HDMI-ONE пользователи могут отправить видеосигнал с DVD- или Blu-Ray плеера на монитор или дисплей, расположенный на расстоянии до 1000 метров. Ранее ни одно устройство, работающее с многомодовыми линиями, не поддерживало систему защиты от копирования HDCP». Те, кто работает с ВОЛС, не должны забывать и о специфических инсталляционных проблемах – концевой заделке кабелей. В этом плане многие производители выпускают как собственно разъемы, так и монтажные наборы, включающие в себя специализированный инструмент, а также химические препараты.
Между тем, любой элемент ВОЛС, будь то удлинитель, разъем или место состыковки кабелей, должен с помощью оптического измерителя быть проверен на предмет ослабления сигнала – это необходимо для оценки общего бюджета мощности (power budget, основной расчётный показатель ВОЛС). Естественно, собрать разъемы волоконных кабелей можно и вручную, «на коленке», но действительно высокое качество и надежность гарантируется только при использовании готовых, произведенных на заводе «разделанных» кабелей, подвергнутых тщательному многоступенчатому тестированию.

Несмотря на огромную пропускную способность ВОЛС, у многих всё еще остаётся желание «впихнуть» в один кабель побольше информации.Здесь развитие идет в двух направлениях — спектрального уплотнения (optical WDM), когда в один световод направляется несколько световых лучей с разными длинами волн, а другое – сериализация / десериализация данных (англ. SerDes), когда параллельный код преобразуется в последовательный и обратно. При этом оборудование для спектрального уплотнения стоит дорого из-за сложного проектирования и применения миниатюрных оптических компонентов, но не увеличивает скорость передачи. Применяемые в оборудовании SerDes высокоскоростные логические устройства также увеличивают расходную часть проекта. Кроме того, сегодня выпускается оборудование, позволяющее мультиплексировать и демультиплексировать из общего светового потока управляющие данные – USB или RS232/485. При этом световые потоки можно отправлять по одному кабелю в противоположных направлениях, хотя цена выполняющих эти «трюки» приборов обычно превышает стоимость дополнительного световода для возврата данных.

Оптика открывает широкие возможности там, где требуются высокоскоростные коммуникации с высокой пропускной способностью. Это хорошо себя зарекомендовавшая, понятная и удобная технология. В АудиоВизуальной области она открывает новые перспективы и предоставляет решения, недоступные с помощью других методов. По крайней мере, без значительных рабочих усилий и денежных затрат.

В зависимости от основной области применения волоконно-оптические кабели подразделяются на два основных вида:

Кабель внутренней прокладки. При монтаже ВОЛС в закрытых помещениях обычно применяется Волоконно-оптический кабель с плотным буфером (для защиты от грызунов). Используется для построения СКС в качестве магистрального или горизонтального кабеля. Поддерживает передачу данных на короткие и средние расстояния. Идеально подходит для горизонтального каблирования.

Кабель внешней прокладки. Волоконно-оптический кабель с плотным буфером, бронированный стальной лентой, влагостойкий. Применяется для внешней прокладки при создании подсистемы внешних магистралей и связывают между собой отдельные здания. Может прокладываться в кабельные каналы. Подходит для непосредственной укладки в грунт.

Внешний самонесущий оптоволоконный кабель. Волоконно-оптический кабель самонесущий, со стальным тросиком. Применяется для внешннй прокладки на большие расстояния в рамках телефонных сетей. Поддерживает передачу сигналов кабельного телевидения, а также передачу данных. Подходит для прокладки в кабельной канализации и воздушной прокладки.