Оптоволоконный кабель: назначение, устройство и преимущества. Оптоволоконные кабели

09.07.2019

Windows 7

Рассказывалось о самых распространенных типах оптоволоконного кабеля, применяемых на Украине. А сегодня - кабель в разрезе, и по ходу повествования - некоторые практические моменты его монтажа.

Мы не будем останавливаться на подробной структуре всех видов кабеля. Возьмем некий усредненный типовой ОК:

Центральный (осевой) элемент.
Оптическое волокно.
Пластиковые модули для оптических волокон.
Пленка с гидрофобным гелем.
Полиэтиленовая оболочка.
Броня.
Внешняя полиэтиленовая оболочка.

Что же представляет каждый слой при подробном рассмотрении?

Центральный (осевой) элемент

Стеклопластиковый прут в полимерной оболочке или без нее. Основное назначение - придает жесткость кабелю . Стеклопластиковые стержни без оболочки плохи тем, что легко ломаются при изгибе и повреждают расположенное вокруг них оптоволокно.

Оптическое волокно

Нити оптического волокна чаще всего имеют толщину в 125 микрон (примерно с волос). Они состоят из сердечника (по которому, собственно, идет передача сигнала) и стеклянной же оболочки немного другого состава, обеспечивающей полное преломление в сердечнике.

В маркировке кабеля диаметр сердечника и оболочки обозначается цифрами через слэш. К примеру: 9/125 - сердцевина 9 мкм, оболочка - 125 мкм.

Количество волокон в кабеле варьируется от 2 до 144, это также фиксируется цифрой в маркировке.

В зависимости от толщины сердечника оптоволокно подразделяется на одномодовое (тонкий сердечник) и многомодовое (большего диаметра). В последнее время многомод применяется все реже, поэтому останавливаться на нем не будем. Отметим только, что предусмотрен он для использования на небольшие расстояния. Оболочку многомодового кабеля и патчкордов обычно делают оранжевого цвета (одномодовый - желтый).

В свою очередь одномодовое оптическое волокно бывает:

Стандартное (маркировка SF, SM или SMF );
Со смещенной дисперсией (DS, DSF );
С ненулевой смещенной дисперсией (NZ, NZDSF или NZDS).

В общих чертах - оптоволоконный кабель со смещенной дисперсией (в т.ч. с ненулевой) применяется на гораздо большие расстояния, чем обычный.

Поверх оболочки стеклянные нити покрыты лаком, и этот микроскопический слой тоже играет важную роль. Оптоволокно без лакового покрытия повреждается, крошится и ломается при малейшем воздействии. В то время как в лаковой изоляции его можно скручивать и подвергать некоторой нагрузке. На практике оптоволоконные нити неделями выдерживают вес кабеля на опорах, если в процессе эксплуатации рвутся все остальные силовые стержни.

Однако не стоит возлагать на прочность волокон слишком большие надежды - даже покрытые лаком они легко ломаются. Поэтому при монтаже оптических сетей, особенно при ремонте действующих магистралей, требуется предельная аккуратность.

Пластиковые модули для оптических волокон

Это пластиковые оболочки, внутри которых - пучок оптоволоконных нитей и гидрофобная смазка. В кабеле может быть либо одна такая туба с оптоволокном, либо несколько (последнее - чаще, особенно если волокон много). Модули выполняют функцию защиты волокон от механических повреждений и попутно - их объединения и маркировки (если модулей в кабеле несколько). Однако нужно помнить, что пластиковый модуль при изгибе довольно просто переламывается, и ломает находящиеся в нем волокна.

Какого-то одного стандарта на цветную маркировку модулей и волокон нет, но каждый производитель прикрепляет к барабану с кабелем паспорт, в котором это обозначено.

Пленка и полиэтиленовая оболочка

Это элементы дополнительной защиты волокон и модулей от трения, а также влаги - в некоторых видах оптического кабеля под пленкой содержится гидрофоб. Пленка сверху может быть дополнительно армирована переплетением нитей и пропитана гидрофобным гелем.

Пластиковая оболочка выполняет те же функции, что и пленка, плюс служит прослойкой между броней и модулями. Есть модификации кабеля, где ее вообще нет.

Броня

Это может быть либо кевларовая броня (сплетенные нити), либо кольцо стальных проволок, либо лист гофрированной стали:

Кевлар применяется в тех видах оптоволоконного кабеля, где содержание металла недопустимо или если нужно снизить его вес.
Кабель с броней из стальных проволочек предназначен для подземной укладки непосредственно в грунт - прочная броня защищает от многих повреждений, в т.ч. от лопаты.
Кабель с гофроброней прокладывают в трубах или кабельной канализации, защитить такая броня может лишь от грызунов.

Внешняя полиэтиленовая оболочка

Первый и практически самый важный уровень защиты. Плотный полиэтилен призван выдерживать все нагрузки, выпадающие на долю кабеля, поэтому если он повреждается, существенно увеличивается риск порчи кабеля. Нужно следить, чтобы оболочка:

a) Не была повреждена при монтаже - иначе попавшая внутрь влага увеличит потери на линии;

b) Не касалась в процессе эксплуатации о дерево, стену, угол или ребро конструкции и т.д., если есть риск возникновения трения в этом месте при ветровых и иных нагрузках.

Высокая скорость интернета лучше всего обеспечивается при помощи оптических линий связи. Сейчас эта технология пришла почти в каждую квартиру. Вопрос, как подключить оптический кабель интересует уже не только специалистов, но и обычных пользователей. Постараемся раскрыть тему подробнее.

Рассматривать будем подключение по технологии PON (пассивные оптические сети) как наиболее современное и получающее на сегодняшний день все большее распространение, вытесняя обычные проводные линии.

Начнем с азов, чтобы понять, с чем нам придется встретиться, ведь технология оптической связи отличается от обычных и привычных для нас проводов, как по принципу действия, так и по способам монтажа. Конечно, этот раздел можно опустить и приступить сразу к решению практических задач но, все же зная теорию легче решить многие проблемы, возникающие на практике. Постараемся не утруждать вас сложными терминами, а объяснить все просто и популярно.

Как действует передача данных через оптоволокно

Передача сигнала через обычные провода с помощью электрического тока упирается в два препятствия, которые ограничивают предел скорости.

Сигнал с высокой частотой быстро затухает на большом расстоянии.
У токов высокой частоты большие потери энергии через излучение в окружающую среду.
Рядом находящиеся провода и оборудование наводят помехи на сигнал.

С этими негативными факторами борются, применяя промежуточные усилители, экраны, свивая провода. Но всему есть предел. На сегодня повышение скорости передачи информации, в основном, решается с помощью разделения ее на параллельные потоки. Например, USB 3.0 отличается от более раннего USB 2.0 тем, что для передачи данных используются не одна, а несколько пар проводов.

Кардинально решить вопрос смогли только с помощью оптоволоконных кабелей. В них сигнал передается с помощью света, точнее лазерного излучения, которое слабо затухает на больших расстояниях. Для связи используются стеклянные волокна, в которых благодаря специально подобранным свойствам сердечника и внешнего слоя проявляется эффект полного отражения светового пучка.

Также благодаря небольшому диаметру они гибкие (с тонкими гибкими стеклянными волокнами мы встречаемся и в таких привычных материалах как стекловата и стеклоткань).

Работает система чрезвычайно просто - с одной стороны кабеля модулируют излучение лазера, кодируя в нем информацию, которую расшифровывает фотоприемник на другом конце. По одному оптоволокну можно передавать множество потоков, параллельно используя лазеры с разным спектром.

Скорость передачи по оптоволокну на порядки превышает возможности металлических проводников и достигает нескольких терра бит в секунду.

Имеет оптоволокно и другие преимущества:

Абсолютную защиту от внешних помех , навести посторонний сигнал на такой кабель невозможно.
Благодаря отсутствию металлических проводников такие линии не могут быть повреждены пробоем изоляции от высокого напряжения , поэтому они еще и безопасны для пользователей.
Современный оптоволоконный кабель имеет небольшой диаметр и занимает много места в лотках и канализации.
Считать информацию не повреждая кабель, и не нарушая его работоспособности известными методами (например, фиксируя электромагнитное излучение) невозможно.

Еще одно достоинство оптоволокна - оно не представляет интереса для злоумышленников, так как не содержит цветных металлов.

Но есть и некоторые минусы:

такие кабеля нельзя соединить обычной пайкой или скруткой, требуется сваривать стекло или применять специальные соединительные элементы;
стекловолоконные кабели нельзя изгибать по малому радиусу;
оборудование для приема и передачи сложное, хотя при отработанном и массовом производстве, как и для любой электроники, цена него постоянно снижается.

Как работает технология PON

На первый взгляд для построения абонентской сети можно сделать двумя способами:

Провести от базовой станции кабеля к каждому пользователю. Так действует стандартная городская сеть — от АТС пары проводов идут к каждому телефону.
Провести несколько магистральных линий с большой пропускной способностью, на которые подключаются активные коммутаторы - свитчи, которые распределяют доступ между абонентами. Так строились первые сети с использованием витых пар (LAN) а позже и оптоволокна в качестве магистральных линий. Например, к дому шла оптоволоконная линия, доступ к которой по квартирам распределяли уже с помощью витых пар подключенных через свитчи. Такие сети назывались FTTB (Fiber To Building) - волокно до здания.

Технология PON работает по несколько иному принципу:

Активное оборудование монтируется только у провайдера и клиента.
На одно волокно может быть подключено до 128 приемников. Сеть строится по принципу дерева, где от линии идут ветви отростки, а от них ветви второго порядка и так далее.
Все абонентские устройства, подключенные к одному волокну, получают доступ к сети с разделением по времени. То есть сразу передается пакет информации одному клиенту, затем второму и так по очереди. Из-за большой пропускной способности линии это ни в коей мере не снижает скорости передачи данных. Также осуществляется связь и в обратном направлении, но используется другая длина волны излучения лазера.

Такой подход стал возможен благодаря тому, что используются специальные устройства - сплитеры. Они разделяют поток одного волокна на несколько волокон. Потери излучения, конечно, при этом велики, но их компенсируют использованием мощных лазеров, на сегодня цена на них не столь уж и большая.

Достоинства сплитеров в том, что они сравнительно несложны, не требуют подключения к электросетям (это пассивный элемент отсюда и название технологии) и обслуживания.

Эти особенности технологии PON позволяют развивать сети в любых условиях. Если для более старых методов раздачи интернета в отличие от города, где разместить обычные свитчи и сервера можно без проблем на любом чердаке или подвале и нет проблем с подключением электропитания, в сельской местности возникали большие затруднения, для PON таких проблем нет.

Сплитер можно повесить на любой стене или опоре линии электропередач и даже разместить в колодце, устройства не боятся влаги.

Сеть PON

Чтобы было более понятно, как работает технология PON, приведем схему, как организована такая сеть.

Немного поясним схему:

У поставщика интернета или на АТС находится OLT (на английском - Optical Linear Terminal – Оптический Линейный Терминал) с которого идет раздача. К нему подключены кабельные линии. Это довольно компактное устройство на фото ниже показана стойка, которая может обслужить несколько тысяч абонентов.

От каждого OLT отходят несколько кабелей, на схеме показан только один, на четыре жилы. Их разводят по всему обслуживаемому участку в кабельной канализации, по опорам или другим способом.

Благодаря высокой мощности лазеров протяженность кабелей может достигать до 60 километров, хотя обычно производители гарантируют качественный сигнал на расстоянии до 20 км, но и этого вполне достаточно для среднего города.

На каждую жилу вешают сплитер (на схеме это коробки с надписью Spliter), от них идут ответвления либо на другие разветвители, либо сразу к клиентам. На схеме показано разветвление на два кабеля вверху и на четыре внизу, но сигнал может ветвиться и на большее количество кабелей, хотя многовыходные устройства обычно применяются редко.

После первого сплитера может быть установлено еще несколько.
В конце линии у абонента ставится ONU (на английском языке Optical Network Unit – Оптическая Сетевая Единица) его могут еще именовать ONT (на английском Optical Network Terminal – Оптический Сетевой Терминал) к которому можно подключить LAN кабеля. Иногда устройство называют оптическим модемом.

Кроме LAN соединений у ONU почти всегда есть розетки для телефона, так как почти всегда подключение по PON предусматривает пакет услуг: интернет, телефон, телевидение.

Как видно из схемы, сеть легко можно развивать без больших затрат. Например, в верхней части вместо первого по счету ONU установить еще один сплитер, к которому можно подключить уже два абонента. Еще можно заменить двухканальные разветвители на четырехканальные, такие как в нижней части схемы.

Какие проблемы могут возникнуть у обычного пользователя PON

Наша статья как мы уже говорили выше, не рассчитана на специалистов, они и так прекрасно знают, как подключить оптоволоконный кабель и настроить оборудование. При первичном подключении к PON провайдеры так же обычно оказывают помощь (правда чаще за отдельную плату, так что, сделав все самостоятельно можно сэкономить) с настройкой оборудования и сетей.

Как обычно происходит подключение

Обращаетесь к провайдеру и пишите заявление, при необходимости вносите предоплату.
Через некоторое время в вашем подъезде появляется несколько мастеров по монтажу сетей. Как правило, это не сотрудники компании поставщика интернета, а сторонние подрядчики. Они дырявят стену в вашей прихожей, проводят оптоволоконный кабель от распределительного щитка в подъезде к квартире, сваривают его и недалеко от входа устанавливают оптическую розетку.

Дальше появляются наладчики провайдера, которые вешают оптический модем (обычно он предоставляется в аренду) соединяют его кабелем с розеткой, затем настраивают его. Интернет уже в доме, осталось его раздать.

Примерно также происходит процесс и в частном доме, правда распределительные щитки будут либо находиться на опорах линий электропередач (электросвязи), в колодцах, либо вообще отсутствовать, а абонентский кабель будет подключен от отдельного сплитера.

Эти три этапа выполнить самостоятельно нельзя, только если наняться на подряд у провайдера. К тому же по договорам сети до границ домовладения или даже до розетки обслуживаются поставщиком интернет бесплатно (если не повреждены умышленно), после границ разделения линии считаются собственностью клиента и все расходы по их эксплуатации перелагаются на него.

Подключение ONT в квартире

На рисунке ниже изображена стандартная схема подключения устройств к оптическому терминалу. Разберем сразу ее реализацию своими руками, потом расскажем, как можно скорректировать в зависимости от возможностей оборудования, и как улучшить.

Обратите внимание, что с оптикой вам придется иметь дело меньше всего, достаточно знать, как подключить оптоволоконный кабель к модему, а все остальные сети обычные проводные.

Стандартное подключение услуг

Подробно опишем все узлы схемы, так как не специалисту может быт не все понятно.

Оптическая розетка, как и в большинстве случаев, расположена вблизи входа в прихожей. Связана она с распределительным щитком сварным оптическим кабелем, который смонтировали при установке.
Розетка с терминалом соединяется тоже оптическим кабелем, но он подключается на разъемы. Это патч-корд (так называются любые соединительные кабеля оптоволоконные и проводные, будем применять это термин и дальше) как правило, покупной.

Для соединения с телефоном используется обычный телефонный кабель. Вместо телефонной розетки он включается в разъем ONT, который соответствует стандартному телефонному, и прокладывается по квартире к месту, где стоит аппарат.

Для соединения со стационарным компьютером по квартире прокладывается витая пара (LAN кабель) который подключается в соответствующие разъемы ONT и ПК. Соединение аналогично подключению через обычный свитч.
Для того чтобы подключить ноутбук используется Wi Fi, для этого рядом с терминалом ставят роутер. На схеме он обозначен как PPPoE/Wi-Fi маршрутизатор. Соединяется с ONT он тоже с помощью витой пары.

Последнее подключение — телевизор, для этого рядом с ним ставится ресивер цифрового телевидения (на схеме Set Top Box, это английское обозначение устройства). Для соединения ресивера с ONT применяется опять витая пара, с телевизором стандартные HDMI, SCART или Composite (колокольчики) разъемы которые подключают любые видеоустройства.

Теперь перейдем к тому, как реализовать эту схему:

Для соединения с розеткой лучше всего использовать готовый оптический патч-корд. Такой провод небольшой длины легко приобрести в любом магазине. Можно изготовить его и самостоятельно приобретя оптоволоконный кабель и разъемы, об этом расскажем ниже, когда будем описывать, как перенести терминал дальше от розетки.
Дальше подключаем телефон — для этого тоже можно купить готовый провод нужной длины с разъемами. Если длину подобрать сложно, а запас делать не хочется, изготовляем сами.

Для изготовления нам понадобятся:

специальная обжимка (кримпер) для разъемов RJ11 – 14 или универсальный (он поможет и при обжимке витых пар);
кабель необходимой длины;
штекера RJ 11 или 14 (они стоят копейки);
инструмент для очистки изоляции (кусачки нож).

Совет. Не покупайте четырехжильный кабель под стандарт RJ14 для стандартных аппаратов достаточно 2-х жил.

Снимаем верхнюю изоляцию с провода, для этого можно использовать нож или кусачки или лезвия кримпера (если они есть).
Обнажаем верхнюю изоляцию на 6-8 миллиметров, изоляцию отдельных проводников не трогаем.
Вдвигаем их в корпус до упора. Причем если мы используем, как мы уже говорили, двухжильный провод то проводники должны лечь в гнезда двух центральных контактов. С какой стороны будет красный, а с какой зеленый не важно, несмотря на то, что существует схема распайки для этих разъемов, ее соблюдать необязательно, телефонные аппараты не чувствительны к полярности.

Затем вставляем разъем в кримпер, он должен правильно лечь в соответствующее гнездо и сжимаем его ручки. Планка вдвинется внутрь, ножи прорежут изоляцию жил и надежно соединят контакты.

Совет. Можно попытаться обжать разъем и без кримпера. Для этого, установив провода, отверткой с остро заточенным наконечником вдавливаем ножи по отдельности, а затем планку, чтобы закрепить провод внутри. Работу нужно выполнять аккуратно, впрочем, сами штекера стоят копейки, так что можно и сломать несколько штук пока сможете достичь нормального результата.

Еще телефон можно подключить и с помощью стандартных коротких патч-кордов. Для этого вблизи телефона и ONT устанавливаем розетки.

Проводники в них обычно зажимаются клеммами. При этом соединять нужно 2 и 3 контакт (к ним подходят красный и зеленый провод, так же как и в телефонном кабеле). Такой подход даже более удобный.

Подключаем компьютер с помощью витой пары. Как и в случае с телефоном можно попытаться найти готовый кабель нужной длины или приобрести витую пару и штекера. Обжатие происходит точно также, но с одной особенностью, перед тем как установить проводники в гнезда нужно развить концы проводников и расположить их в правильном порядке, он показан на рисунке ниже.

Готовя LAN линию не забывайте и еще одну особенность - витые пары имеют разную пропускную способность, для того чтобы полностью реализовать возможности оптического подключения нужно выбирать кабеля категории не меньше 5, они обеспечивают гигабитную скорость.

Затем подключаем ресивер телевидения и Wi Fi роутер все точно также как и для компьютера — протягиваем витую пару, которую включаем в соответствующие разъемы. Для последнего если он расположен как на схеме проще использовать готовый короткий патч-корд. Роутер нужно будет настроить, так как это описывает инструкция по его эксплуатации.

Упрощение схемы

Стандартная схема рассчитана на применение компонентов с минимальной функциональностью. Но современные устройства обладают расширенными возможностями, расскажем, как их использовать.

Как правило, почти все терминалы ONT могут раздавать Wi-Fi, поэтому от роутера можно отказаться.
Телевизоры с функцией «Смарт ТВ» тоже имеют чаще всего LAN вход и для них не нужен ресивер.

Если использовать радиотелефон, то его базовую станцию можно разместить рядом с терминалом и не протягивать телефонный провод по дому. Тем более у многих и так аппараты стоят в прихожей там, где чаще всего и смонтирована цифровая розетка.

Вообще, пользуясь соединением по Wi-Fi, можно отказаться от проводов, кроме телефонного. Многие телевизоры включаю в себя модуль приема беспроводных сетей, а для стационарного компьютера можно купить приемник, который включается либо в USB разъем, либо устанавливается на материнскую плату в PCI слоты.

Правда, при подключении по Wi-Fi вы не сможете добиться высоких скоростей, которые предполагает подключение интернета через оптоволоконный кабель. Возможности беспроводной сети ограничены и зависят от расстояния до роутера и наличия препятствия (стен).

Усовершенствования схемы

Теперь расскажем о возможностях усовершенствования схемы. Их можно предложить значительно больше. Как-то систематически дать варианты и описать их все трудно, но постараемся.

Телефонная линия

Начнем с самого простого - телефона, в доме может быть не один аппарат в кабинете, как на схеме, а несколько, в спальне, на кухне, в гостиной. Оптический модем чаще всего имеет только один разъем RJ 11 (RJ 14). Поэтому линию от него придется разветвлять сделать это можно тремя способами.

В нужном для разветвления месте установить телефонный сплитер - коробку с тремя выходами под разъемы RJ. Как вариант - установить двойную розетку. Этот вариант может быть даже предпочтительнее, так как потом при поломках, отключая участки, можно будет легко найти поврежденную линию.
Установить в месте разделения любую подходящую клеммную коробку и раздвоить линию с помощью нее.
Подсоединить к телефонному кабелю еще один с помощью пайки или скрутки.

Роутер

Установленный в прихожей роутер может не обеспечить четкий сигнал (чем он слабее, тем меньше скорость передачи данных) по всей квартире или дому, особенно если площадь строения большая. Желательно его перенести ближе к центру жилья. Правда этот вариант невозможен, если Wi-Fi раздает сам терминал. Как вариант, установите ближе к центру усилитель (ретранслятор) сигнала.

LAN линии

Из-за расположения оптоволоконного терминала линии витой пары получаются протяженные. Хотя сигнал в них затухает не сильно, но удобнее прокладывать все-таки от центра, особенно если в доме много оборудования подключенного к сети. Как наилучший вариант, конечно, было бы перенести сам ONT терминал к центру, но возможно так сделать не получится (об этом чуть ниже).

Но есть еще одна возможность - переносим роутер к центру, как мы уже говорили выше, а остальную разводку делаем от него. Почти все модели этих устройств, кроме того что раздают Wi-Fi, имеют от четырех LAN портов на выход и работают как свитчи.

Также в стандартной схеме подключение ноутбука предполагается только через беспроводную сеть. Но мы уже говорили, Wi-Fi не полностью реализует возможности скоростной передачи данных, которые предоставляет оптический терминал. Поэтому желательно в те места (гостиная, спальня, кухня) где вы чаще всего пользуетесь ноутбуком тоже протянуть витую пару для его подключения.

Телевидение

Как мы уже говорили, современные телевизоры с функцией «смарт» имеют разъемы для подключения витой пары (LAN) и Wi-Fi приемник позволяют отказаться от ресивера вообще. Правильно такие аппараты называть даже не телевизорами, а компьютерами-моноблоками с функциональностью телевизора.

Если телевизор поддерживает видео высокой четкости или даже 3D, подключатся все же лучше через LAN (из-за того возможного снижения скорости по беспроводному каналу). Также для таких аппаратов, если все же используется ресивер, то соединять его с телевизором для обеспечения качества видео лучше не через показанные на схеме SCART или Composite разъемы, а через HDMI или хотя бы DVI.

Еще одна особенность сегодня в доме обычно не один телевизор, а несколько. Как подключить их?

Если вам необходимо высокое качество то придется тянуть витую пару к каждому, если нет, то можно обойтись Wi-Fi. Даже если сам телевизионный приемник или ресивер к нему не поддерживает эту технологию, беспроводной адаптер стоит менее 10 долларов.

В этом подразделе статьи так же ответим на часто задаваемый вопрос - как подключить оптический кабель телевизора к ресиверу?

В принципе есть ресиверы, которые прямо подключаются к оптической сети, но они в основном применяются для вещания в кабельных сетях, то есть для профессионального использования. Все домашние приемники цифрового телевидения подключаются, так как мы описали выше.

Резервное питание

Недостатком современных высокотехнологичных линий связи и не только оптических является то, что оконечные устройства требуют подключения к электрической сети.

Если старый телефон мог работать от напряжения, подаваемого от АТС по проводам то аппарат, подключенный к терминалу, полностью зависит от его питания. То есть если у вас в доме погас свет, вы не сможете получать и принимать звонки. Поэтому продумайте источник резервного питания для оптического модема.

Учитывая, что потребляемая мощность ONT обычно в пределах 15-20 ватт для этой цели подойдет любой блок бесперебойного питания (принято сокращение ИБП - источник бесперебойного питания).

К примеру, если у бесперебойника батарея емкостью 9 А/ч то он сможет обеспечивать вас связью в течение 6-7 часов. За это время электросети обычно устраняют повреждения. Для сельской местности, где перебои с электроэнергией более продолжительны, можно выбрать блок с батареей большей емкости.

Желательно кроме оптического модема к ИБП подсоединить и Wi-Fi роутер. Тогда при отключении электроэнергии у вас будет не только телефонная связь, но и интернет, при условии, что аккумуляторы ноутбука, планшета или смартфона заряжены.

Перенос ONT терминала

Как мы уже говорили расположение модема у входной двери не оптимально, желательно разместить его ближе к центру квартиры, чтобы улучшить связь по Wi-Fi и уменьшить длину проводных линий.

Конечно, перенос устройства может быть проблематичен:

возможно, провайдер не разрешает самостоятельного перемещения модема;
абонентский оптический кабель довольно требователен к условиям укладки, не любит сгибания под небольшим радиусом, его нужно дополнительно защищать.

Но иногда переставить модем все же желательно особенно в больших квартирах с несколькими уровнями. Рассмотрим, как это можно сделать, точнее как удлинить оптический кабель.

Вариантов несколько:

Использовать оптический кабель с коннекторами соответствующим разъемам в розетке и модеме (своеобразный патч-корд) большой длины. Наиболее приемлемый вариант, правда, в продаже такие кабели не встречаются, но можно изготовить самостоятельно. К тому же при таком подходе не возникает проблем с провайдером.
Удлинить оптоволокно с помощью соединительных элементов . Ниже рассмотрим, как это можно сделать. Но заметим, что потери сигнала при этом способе будут больше чем при первом варианте.
Сварить волокно кабеля . На самом деле это не так сложно, и мы тоже рассмотрим, как это делается. Проблема только в том, что сварочный аппарат стоит несколько тысяч долларов и покупать ради одного двух стыков его не стоит. Хотя если вы собираетесь дальше продолжать строительств оптических сетей на уже профессиональном уровне…

Можно также взять попользоваться оборудование у знакомого или арендовать на день.

Кстати, иногда спрашивают - можно ли установить два ONT в одной квартире. В принципе можно, но в отличие от телефонных аппаратов они не могут работать параллельно, вам придется платить за два лицевых счета. Так что такой выбор имеет смысл только в том случае, если вам нужен бесперебойный интернет и есть возможность провести подключение к интернету через оптоволоконный кабель разных провайдеров.

Кстати подобная схема, правда проводная, реализована у меня дома. Через DSL модем я подключен к республиканскому провайдеру «Белтелеком», у которого выбрал тариф без абонентской платы. Второе соединение с помощью витой пары к серверу местного провайдера (директор предприятия сосед и друг), где получается интернет бесплатно. Если у кого то поломки, то я легко перехожу на резерв.

В помощь предлагаем также видео подключение оптического кабеля:

Подключение и соединение оптических кабелей

Все работы, которые описаны ниже, обычно делают мастера за приличную плату, хотя как вы сможете убедиться, они довольно несложны при наличии оборудования и инструмента. На мой взгляд, освоить соединение оптики также нетрудно, как и правильную пайку привычных медных проводов.

Правда такая необходимость возникает редко, но будем смотреть с прицелом на будущее, возможно уже скоро оптоволокно вытеснит медь повсеместно, и оконечные устройства будут подключаться к нему напрямую, а не через ONT.

Установка оптических коннекторов

Рассмотрим, как монтируются наиболее распространенные коннекторы типа SC. Подавляющее большинство модемов и розеток используют именно это тип. Для монтажа нам понадобится набор специального инструмента и материалов.

Хотя и стоит он прилично, но все равно дешевле аппарата для сварки оптоволокна. Такие наборы обычно снабжаются и подробными инструкциями, так что мы приведем примерный порядок операций для ознакомления.

Этапы установки коннектора на кабель следующие:

Специальным кусачками - стрипером снимаем изоляцию. Этот инструмент имеет калиброванные зазоры, между режущими кромками позволяющие снимать слои поочередно, не повредив при этом само волокно.
Затем обрезается кевларовое волокно, которое армирует оболочку провода. Сделать это обычными ножницами не получится из-за его большой прочности. Потребуются более крепкие лезвия, которые чаще всего имеются у стрипера.
Затем одевается часть коннектора, которая будет фиксировать его на кабеле.
Дальше специальным составом или просто спиртовыми салфетками удаляется гидрофобное покрытие на самом стеклянном волокне.
Далее готовится и набирается в шприц клей, который будет фиксировать волокно в коннекторе. Строго отмеренное его количество вводится в канал, в который затем продевается обнаженное оптоволокно.
После твердения клея специальным инструментом оптоволокно скалывается.
Затем его торец шлифуется.
В заключение одеваются остальные части коннектора, и он обжимается специальной обжимкой.

Соединение оптоволокна механическим соединителем

Это способ проще предыдущего берутся куски оптоволоконного кабеля, со смонтированными в промышленных условиях коннекторами (пиг-тэйлы), и стыкуются механическими соединителем. Недостаток метода в потерях сигнала на соединениях, оно сравнимо со снижением интенсивности света в самих коннекторах (понятно, что от коннекторов отказаться нельзя). Так что лучше все же либо сваривать, либо монтировать волокно в коннектор.

Интересно. Пиг-тейл переводится с английского как «поросячий хвост», довольно меткое сравнение.

На примере соединителя SNR-Link опишем выполнение работ.

Кабель очищается от изоляции и скалывается.
Концы очищенного кабеля устанавливается в соединитель.

Затем просто нажимается защелка фиксирующая стык.

На этом работа заканчивается. Как видно на фото ниже, тест данного соединения показывает потерю 0,028 дБ, это соизмеримо с потерями в коннекторе, хотя по паспортным данным у соединителя допускаются потери до 0,04 дБ. Кстати приспособление является многоразовым.

Сварка проводов

Как мы уже говорили лучше всего сваривать провода или пиг-тейлы, это тоже несложно вся проблема только в стоимости аппарата. Покажем, как происходит сварка поэтапно.

Аппарат включается и происходит его самотестирование.

Дальше вводим вид свариваемого кабеля. Причем для этого не надо профессионально разбираться во всех разновидностях оптоволоконных проводников, просто вводим маркировку указанную либо на упаковке, либо на самой поверхности изоляции.

Затем, сняв внешний защитный слой любым подходящим инструментом, устанавливаем провод в специальный держатель. Перед этим не забываем одеть гильзу КДЗС (комплект деталей защиты сварного стыка) которая потом закроет место сварки.

Затем держатель помещается в термострипер аппарата, и он включается. Изоляция удаляется нагревом, при этом риск повредить волокно гораздо меньше, чем при обычном механическом обнажении.

Крышка закрывается и запускается термострипер. Он сам очищает провод.

Дальше, не извлекая провод из держателя, протираем его спиртом (круглая емкость с тампоном находится на верхней крышке аппарата) для удаления гидрофобного покрытия и устанавливаем его в скалыватель. Держатель в него, как и в стрипер, крепится на магните. Скалывание проходит при закрытии крышки. Обрезки волокна падают в специальный контейнер, чтобы не потеряться (загнать под кожу тонкое, практически незаметное глазом волокно легко, а извлечь его потом сложно).

Внимание. Очень внимательно относитесь к отходам оптоволокна, они не должны теряться, так как могут нанести вред здоровью. Особенно опасно если куски стеклянного провода попадут в дыхательные пути.

Когда два провода подготовлены, не извлекая из держателей, устанавливаем их непосредственно под сварочные электроды.

Запускаем процесс сварки. Аппарат выравнивает и центрирует волокна и проводит их сварку, это занимает менее десяти секунд.

По окончании сварки аппарат показывает результат - какие потери будут на данном стыке. На изображении ниже они выделены овалом, всего лишь 0,01 дБ.

Осталось обсадить гильзу КЗДС, для этого она надевается на место стыка (предварительно снимаем держатели) и провод помещается в печь.

Процесс тоже занимает несколько секунд. Извлекаем из печи готовый сваренный оптоволоконный кабель (осторожно, он будет горячим).

Как видите все довольно несложно, если у вас не кривые руки, научиться сваривать оптоволокно можно быстро достаточно лишь прочесть мануал к аппарату для сварки (наша статья тоже подходит) или получить 10 минутный инструктаж. Отмечу, что так быстро приобрести навыки соединения обычных проводов с помощью паяльника и припоя гораздо сложнее.

Надеемся, что наша статья рассказала все про оптический кабель, как подключить его, соединить, согласовать работу оптоволоконного модема с другими устройствами. Даже если вы не собираетесь самостоятельно монтировать сети или коннекторы, зная, как это делается, вы сможете найти причину поломок и пути для их устранения. Пусть интернет в вашем доме всегда будет быстрый и без перебоев.

Многоволоконный кабель часто применяется в бытовых и промышленных условиях. Предлагаем рассмотреть, что такое однодомовый и многомодовый оптический кабель, для чего нужен этот шнур, где его купить, а также как подключить.

Общие сведения

Волоконно оптический кабель (ОГД, ОГЦ, ОКБ, ОКГ, ОККМ, ОКЛ, ОКЛЖ ОПЦ, ОСД, ОКС, ОКСТМ, ОМЗКГМ, ОПД, ОПС, МГТС) представляет собой шнур, содержащий один или несколько оптических волокон. Элементы которых представляют собой индивидуально покрытые слоя пластика, которые содержатся в защитной трубке подходящей для среды, в которой будет использоваться кабель.

Фото – Оптиковолоконный кабель

Область применения у провода очень широкая:

передача сигналов между зданиями на больших расстояниях с высокой скоростью;
создание междугородной телефонной связи;
создание сетей Интернет и т.д.

Работоспособность кабеля проверяют оптические рефлектометры (OTDR) – это оптико-электронные приборы, используемые для характеристики оптического волокна. OTDR является оптическим эквивалентом электронному рефлектометру времени. Он вводит серию оптических импульсов в волокно, благодаря чему проводится тестирование, после результат реакции отображают рефлектограммы, измерение осуществляют путем сравнения результатов. Он также извлекает из того же конца волокна свет, который рассеивается (эффект обратного рассеяния) или отражается от точек вдоль волокна. Прочность отраженных импульсов измеряется в интегрированной величине, зависимой от времени и длины волокон.

Купить тестеры можно на заводе Инкаб, как и инструменты, которыми проводят крепление и демонтаж проводов, их обрезку или модернизации в бытовых условиях.

Типы оптического кабеля и их конструкция

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оболочки, выбранной для полного внутреннего отражения сигналов из-за разницы в преломлении между ними. На практике оболочку обычно покрывают слоем полимера акрилата или полиимида. Эти вещества защищают волокна от повреждений, но не способствует его оптических волноводных свойств.

Отдельные волокна с покрытием (или группы волокон, собранные в ленты или пучки), имеют жесткие смолы в качестве буфера в основной трубе, они формируют ядро кабеля. Несколько слоев защитной оболочки, в зависимости от применения, добавляются, чтобы сформировать кабель. Жесткие сборки волокон иногда поставляют поглощающих свет («темное») стекло между волокнами, чтобы предотвратить свет, который просачивается из одного волокна и вводится в другой. Это уменьшает перекрестные помехи между нитями, уменьшает световые блики. Все четыре разъема имеют белые шапки, закрывающие наконечники.

Фото – Оптический кабель тонкий

Бывают такие типы провода по принципу производству и эксплуатации:

угловой;
водостойкий бронированный (область использования грунт – ТОС, вода, воздух);
внутриобъектный промышленный (применяет завод для передачи сигналов между цехами и т.д.).

Внутриобъектовый кабель (ДНС, ДПЛ, ДПМ, ДПО, ДПС,ДПТ, ДРОП) обычно закрытый, имеет гибкое волокно с пачкой эластичных волокнистых полимерных упрочняющих элементов, таких как арамидные (например Belkin, Luxmann, Gpon, Twaron или Кевлара), с легкой пластиковой крышкой, чтобы сформировать простой шнур. Каждый конец кабеля может быть оснащен специализированным разъемом оптического волокна, который позволяет ему легко подключаться к сети либо отключаться от неё.

Для использования в более напряженных условиях, гораздо чаще используется более мощный кабель, к которому более серьезные требования – бронированный . В нем используется специальная трубка с особой конструкцией, волокно укладывается по спирали в полужестких оболочках, что позволяет протянуть кабель, не растягивая сами волокна. Это защищает нити от напряжения во время укладки, в результате изменения температуры или физического воздействия. Сами нити с медными прожилками, помогают провести сигналы на самом высоком уровне в любой обстановке.

Комбинированный бронированный кабель широко используется для проложения сетей под водой или высоко в воздухе, где он может быть поврежден рыбами, сильными ветрами и атмосферными осадками. Это шнур негорючий, на него никак не действует влага, кислота и даже физическим путем его достаточно сложно разорвать. Его используют, как магистральный подвесной провод, подводный, для канализации, одноволоконный (кабель специального типа), который помогает провести сигнал между городами и т.д. Такой блок-удлинитель может быть сухим или покрытым гелем, для защиты и лучших проводящих свойств.

Фото – Оптический кабель

Сухой блок предлагает меньшую защиту для волокон, чем заполненный гелем, который также является более дорогим. Вместо свободной трубы, волокна могут быть встроены в тяжелой полимерной изоляции, которую обычно называют «жестким буфером» проводов. Плотный переходник используется как разветвитель или разводная панель, либо самонесущий провод, который помогает проводить сигналы в экстремальных ситуациях. Тросоход – это устройство, которое идет уже с вытяжным тросом (двухволоконный диэлектрический кабель, обычно изготовлен из эпоксидного стекла), арамидной пряжи, 3 мм защитной трубкой с дополнительным слоем Кевлара, окружающих каждое волокно. У провода высокая емкость, затухание сигнала практически невозможно даже в эстримальных условиях (50 150 С/Вт).

Фото – Тросоход

Приблизительно также выглядит грузотрос, за исключением того, что он еще и оснащен упроченными стальными жилами, из-за чего его характеристики позволяют перемещать данным тросом мощные станочные конструкции, машины, танкеры и прочие грузы. Такие провода можно подключать к любой строительной технике (трубостойка, сварка, бетономешалка, и т.д.), чаще всего их монтируют на опорах (используется арматура).

Распределительные кабели имеют общую кевларовую изоляцию, вытяжной трос, и 900 микрометров специального упрочненного покрытия, которым обработано каждое волокно. В основном такие провода также укреплены специальными стальными нитями, которые увеличивают передаточную способность, кроме того так легче подключить провод к сети питания или прибору.

Фото – Пачкод оптического кабеля

Оптический кабель для аудио устройств

Оптический абонентский кабель TOSLINK (маркировка расшифровывается как Toshiba Link) для ресивера, представляет собой стандартизированный провод с оптическим волокном, оконцовка подключается при помощи SPDIF, DNS, MINI, ODT, USB аудиовыхода. Его наиболее часто используют в потребительских аудио устройствах (при помощи специального «сокета»), где он несет цифровой аудио поток из таких приспособлений, как CD и DVD-плееры, DAT рекордеров, компьютеров и современных игровых консолей xbox, к ресиверу, который может декодировать два аудио канала. Эти провода используют такие марки, как Самсунг, Apple и прочие.

Кабель для домашнего кинотеатра и телевизора

Хотя TOSLINK поддерживает несколько различных медиа-форматов и физических стандартов, цифровые видео-соединения, используют прямоугольный коннектор EIAJ / JEITA RC-5720 (также CP-1201 и JIS C5974-1993 F05), этот разъем является наиболее распространенным на сегодняшний день.

В связи с использованием восстановления синхронизации, звуковой или цифровой оптический TOSLINK кабель для телевизоров lg, samsung передает помехи, дрожания, может прерываться связь. Часто плохую службу играет сопротивление шнура. Но в большинстве случаев пропускная способность очень высокая, человек без подготовки и специальных приборов не заметит никаких проблем со связью.

Определенное строение и технология работы, вынуждает кабель телевидения и акустики быть не длиннее 5 метров, иначе входной сигнал будет передаваться некачественно, станет шуметь звук, «поплывет картинка». В большинстве случаев, оптический кабель для звука или связи изначально встроен в прибор, но в случае его отсутствия, его можно купить в магазинах электротехники.

Принцип работы аудио-проводов основан на работе простого оптико-кабеля:

Могут использоваться как одножильные, так и многониточные кабеля;
Для проверки их работоспособности нужно применять рефлекторы, ими же осуществляется контроль качества соединения и изгиба;
Для работы любого кабеля связи, интернета, аудио-устройства необходима нормальная температура в пределах -10 до +40 градусов;
Оконцовка оснащена специальным тросом, который выглядит как микроштекер;
Его подключают к нужному разъему либо он заранее идет встроенным.

Соединить такие кабеля не составит труда при помощи специального разъема и штекера (вилки). Используется в основном инфракрасная пайка или разделка (разварка).

(он же волоконно-оптический) - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с другими типами электрических или медных кабелей. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически воз¬можная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля. Однако в данном случае необходимо применение специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Самый главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.

Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.

Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10-20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Чувствителен он также к резким перепадам температуры, в результате которых стекловолокно может треснуть. В настоящее времы выпускаются оптические кабели из радиационно стойкого стекла (стоят они, естественно, дороже).

Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) - так называемый микрофонный эффект. Для его уменьшения используют мягкие звукопоглощающие оболочки.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией «звезда» и «кольцо». Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели всех типов или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

Многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;
Одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие ха¬рактеристики.

Различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень не¬значительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не слишком долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным благодаря своим прекрасным характеристикам.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки - 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм. Допустимая длина кабеля достигает 2-5 км. В настоящее время многомодовый кабель - основной тип оптоволоконного кабеля, так как он дешевле и доступнее. Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м.