Немного об оптоволоконной среде передачи данных

Попалось на глаза несколько неплохих материалов, касательно волноводов для передачи данных. Решил подсобрать этот материал в одну статью со своими скринами.

Физическое явление полного внутреннего отражения.

Когда луч света попадает на границу двух сред (стекло-воздух), часть его отражается (пунктирные линии слева), а часть отражается обратно в среду. Но если угол падения луча начинает превышать некоторую величину, называемую критической, то луч света отражается полностью.

Полное внутреннее отражение
Полное внутреннее отражение

Таким образом условно волнопровод можно разделить на две части – сердцевину и оболочку. Разумеется, в случае если соблюдается полное внутреннее отражение, то передача данных происходит без затухания сигнала. Кроме этого нужно подавать луч света с определенным углом к поверхности, больше критического, чтобы организовать это полное отражение.

Угол падения ограничен двумя факторами: Числовой апертудой (набор углов) угла и количеством мод (направлений) распространения света.

Существенную роль играет количество мод и толщина световода. На скриншоте ниже я подвёл некоторые параметры, которые помогу разобраться с типом оптического волокна. Это – оптический патч-корд. На двух концах его LC-разъемы. Толщина 50/125 микрон (сердцевина, оболочка соответственно). Маркировка MM означает Multi-Modes – многомодовые. Есть SM (Single-Mode). Так же есть метка цвета (Orange).

Маркировка оптического патч-корда
Маркировка оптического патч-корда

А вот пример одной стороны другого патч-корда FC-LC. С одного края я снял защитный колпачок, чего вам делать не рекомендую, только для подключения непосредственно в адаптер, поскольку пыль, грязь негативно сказываются на качестве связи.

Оптический разъем
Оптический разъем

Нетрудно заметить, что оптические патчкорды парные. Один конец – для передачи данных, второй – для приёма. Таким вот образом реализуется дуплекс. :)

Важно не перепутать при подключении. Один из шнурков (может оба) будет помечен бирочкой.

Модуль расширения
Модуль расширения

А вот так выглядит SFP-модуль для подключения к коммутатору Cisco:

Вставляется в соответствующий порт
Вставляется в соответствующий порт

Штучка небольшая, но очень хорошо соответствует правилу “Мал золотник, да дорог”.

И к нему патч-корд
И к нему патч-корд

Таким образом коммутаторы можно соединить между собой или с другим оборудованием.

А вот так выглядит волокно в разрезе (в разрыве даже):

Волокно
Волокно
  1. Внешняя оболочка из ПВХ;
  2. Мохнатка, армирующие нити из волокна;
  3. Трубка из ПВХ, внутренний сепаратор;
  4. Отдельные световоды. Внутрь трубки 3 набит смазывающий гель, и эти волокна свободно в нём плавают;
  5. Тоненький волосок волокна. Вряд-ли видно.
Бухта кабеля
Бухта кабеля

В таких вот бухтах находится этот оптический кабель.

Сомневаюсь, что видно жилы, но всё-таки
Сомневаюсь, что видно жилы, но всё-таки
Сомневаюсь, что видно жилы, но всё-таки
Сомневаюсь, что видно жилы, но всё-таки

А вот определенное устройство, которое переводит оптический сигнал в электрические импульсы под витую пару, ну и наоборот.

Медиаконвертор
Медиаконвертор

На небольшую девайсину подается питание, так же есть два входа: парный оптический и под RJ45. Думаю, коллеги помогут дополнить эту статью дополнительной информацией.

Сейчас очень много сетей переходят на оптические линии связи. Переходят целыми офисами http://tacelaj.su/ofisnye-pereezdy-v-moskve. Это хорошо, когда инфраструктура нового офиса уже распологает разведенной сетью, где остается только подключить оконечное оборудование к стойкам и патч-панелям (для оптики, кстати, тоже существуют патч-панели). Иногда приходится учиться обваривать, разделывать и прокладывать кабель самостоятельно.

На практике всё-таки дешевле ещё тянуть медь, но в случае, если используются магистральные каналы (оптика позволяет подавать сигнал на десятки километров), высоконагруженные защищенные сети, Leadhost, да и многие другие ситуации – выгодно использовать оптику.
Подумайте сами, в медный кабель можно встроить Tap и снимать данные очень легко. А любое внедрение в линию ВОЛС не останется незамеченным. :)

С оптическим волокном нужно обращаться с осторожностью. Различные изгибы (если даже не переломы и перегибы) влияют на рассеивание света, частичный выход за пределы оболочки. Любые микротрещины, разности плотности, скручивания кабеля приводят к тому, что часть мод начинает падать на оболочку под углом меньше критического (см. выше) и частично преломляется, не отражаясь. Сигнал затухает.

Так же есть проблемы в случае стыков оптоволокна. Это вам не медь, которую можно зачистить ножом, а забить в Jack отвёрткой. Оптоволокно аккуратно скалывается перпендикулярно поверхности, шлифуется и стыкуется, производится сваркой.

Воздушный зазор
Воздушный зазор

Воздушный зазор между соединяемыми волокнами очень сильно ослабляет сигнал. Часть света отражается от границы сред и уходит обратно к передатчику.

Неровные края
Неровные края

Плохая обработка краёв стыка приводит к рассеиванию светового потока.

Неровный скол
Неровный скол

Неровный скол приводит к тому, что часть света отражается от угла, образованного сколом и покидает волокно через оболочку.


Like this post? Please share to your friends:

Comments:

Comments: 1
  1. PrihoD

    Добавить можно, что одномод технически сложнее реализовать на производстве, поэтому он намного дороже. Но зато работает на дальних расстояниях. Еще бывают, естественно, тестеры для оптики, без них сложно диагностировать проблемы с сетью. Но тестеры тоже весьма дороги. 

Leave a Reply