Podstawy i normy sieci komputerowych

Transkrypt

1 10 w PODSTAY TECHNOLOGII ŚIATŁOODOEJ normie EN okablowania światłowodowe zostały podzielone na klasy (OF-100, OF-300, OF-500, OF-2000, OF-5000 i OF-10000), a włókna światłowodowe na kategorie (OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2). łókna światłowodowe multimodowe (wielomodowe) charakteryzują się średnicą rdzenia od 50 do 62,5 μm, a włókna jednomodowe 9 μm. Kategorie Kategoria Faser łókno Klasse Klasa OF-100 OF-300 OF-500 OF-2000 OF-5000 OF OM OM OM3 - - OM4 - - OS OS2 - GRANICZNA ARTOŚĆ TŁUMIENNOŚCI ŚIATŁOODOYCH LINIACH TRANSMISYJNYCH Größte Maksymalne Dämpfung tłumienie der Übertragungsstecke toru transmisyjnego (db) Klasse Klasa Dla Multimode wielomodów Dla Singlemode jednomodów 850 nm 1300 nm 1310 nm 1550 nm OF-100 1,85 1, OF-300 2,55 1,95 1,80 1,80 OF-500 3,25 2,25 2,00 2,00 OF ,50 4,50 3,50 3,50 OF ,00 4,00 OF ,00 6,00

2 APLIKACJE PROTOKOŁY TRANSMISYJNE Następujące aplikacje sieci Ethernet (IEEE 802.3) są zdefiniowane w normie EN (wyciąg): 11 Kategorie Kategoria Bezeichnung Opis Bandbreite Prędkość Długość L fali (nm) Kern Średnica Ø (μm) Länge Długość (m)* Klasse Klasa Aplikacja Netzanwendung - protokół transmisyjny OM1 Ethernet 10 Mbit/s , OF-500 FOIRL , OF BASE-FL Fast Ethernet 100 Mbit/s , OF BASE-FX Gigabit Ethernet 1 Gbit/s ,5 275 OF BASE-SX ,5 550 OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s , GBASE-SR/S ,5 300 OF GBASE-LX4 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s , GBASE-SR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s , GBASE-SR10 OM2 Ethernet 10 Mbit/s OF-500 FOIRL OF BASE-FL Fast Ethernet 100 Mbit/s OF BASE-FX Gigabit Ethernet 1 Gbit/s OF BASE-SX OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s GBASE-SR/S OF GBASE-LX4 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s GBASE-SR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s GBASE-SR10 OM3 Ethernet 10 Mbit/s OF-500 FOIRL OF BASE-FL Fast Ethernet 100 Mbit/s OF BASE-FX Gigabit Ethernet 1 Gbit/s OF BASE-SX OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s OF GBASE-SR/S OF GBASE-LX4 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s OF GBASE-SR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s OF GBASE-SR10 OM4 Ethernet 10 Mbit/s OF-500 FOIRL OF BASE-FL Fast Ethernet 100 Mbit/s OF BASE-FX Gigabit Ethernet 1 Gbit/s OF BASE-SX OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s OF GBASE-SR/S OF GBASE-LX4 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s OF GBASE-SR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s OF GBASE-SR10 OS1 Gigabit Ethernet 1 Gbit/s OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s OF GBASE-LX OF GBASE-LR/L OF GBASE-ER/E 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s OF GBASE-LR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s OF GBASE-LR OF GBASE-ER4 OS2 Gigabit Ethernet 1 Gbit/s OF BASE-LX 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s OF GBASE-LX OF GBASE-LR/L OF GBASE-ER/E 40 Gigabit Ethernet 40 Gbit/s OF GBASE-LR4 100 Gigabit Ethernet 100 Gbit/s OF GBASE-LR OF GBASE-ER4 * Dłuższe odległości kanałów transmisyjnych są możliwe do osiągnięcia (poza protokołem).

3 12 CZYM JEST ŚIATŁO? Światło jest widoczną częścią promieniowania elektromagnetycznego. próżni fale elektromagnetyczne rozprzestrzeniają się z prędkością światła.: C km/s idoczne światło obejmuje jedynie wąski zakres całego widma pomiędzy 420 nm (fiolet) a 750 nm (czerwień). Jednakże technologia światłowodowa obejmuje szerokość pasma podczerwieni o długości fali w przybliżeniu od 800 do 1600 nm. Ultrafiolet Spektrum widzialne Podczerwień 420 nm 750 nm UAGA! Nigdy nie patrz do środka czynnego kabla światłowodowego. Diody emitujące światło lub promieniowanie laserowe może trwale uszkodzić wzrok! ŁÓKNA IELOMODOE GRADIENTOE kablu wielomodowym, gradientowym, światło rozprzestrzenia się sinusoidalnie pomiędzy rdzeniem a płaszczem. łókna takie produkowane są w kilku średnicach rdzenia. Typowe średnice to: 50/125 μm i 62,5/125 μm. łókna wielomodowe stosuje się do transmisji na krótsze odległości. Przekrój włókna Profil współczynnika załamania Impuls wejściowy Rozchodzenie się fali Impuls wyjściowy ŁÓKNA JEDNOMODOE łókno jednomodowe (zazwyczaj 9/125 μm) dzięki swej budowie przenosi osiowo w swym rdzeniu tylko jedną falę świetlną. Nie ma różnic w czasach przebiegu, dyspersja fali 0. łókna jednodomowe są używane najczęściej w drugim i trzecim oknie transmisyjnym. Światłowody jednomodowe w ciągu ostatnich kilku lat zyskały na popularności i są stosowane w sieciach teletransmisyjnych, gdzie wymagania odnośnie odległości transmisji i przepustowości przekraczają możliwości światłowodów wielomodowych. Przekrój włókna Profil współczynnika załamania Impuls wejściowy Rozchodzenie się fali Impuls wyjściowy

4 KONSTRUKCJA ŁÓKIEN ŚIATŁOODOYCH 13 1 Rdzeń szklany 2 Płaszcz, sylikon (ekran szklany) 3 Powłoka pierwotna (akryl uretanowy) KABLE ŚIATŁOODOE Z TUBĄ CENTRALNĄ łókna Fasern Szklane Zugentlastung, rowingi - wzmocnienie i Nagetierschutz ochrona przeciwgryzoniowa Płaszcz Mantel zewnętrzny Przykład: A/I-DQ(ZN)BH 24G50/125 OM3 Luźna Bündelader tuba wypełniona żelem OZNACZENIA KABLI ŚIATŁOODOYCH G. DIN/VDE 0888 A/I D Q (ZN) B H 24 G 50/125 OM3 Leistungsklasse Kategoria włókna: OM1, OM2, OM3, OM4, OS2 Średnica włókna (50μm, 62,5μm, 9μm) / średnica płaszcza (125μm) G Gradientenfaser włókno grandientowe, (Multimode), wielomodowe E Einmodenfaser (Multimode), E (Singlemode) włókno jednomodowe (Singlemode) Liczba włókien lub liczba tub x liczba włókien w tubie -Mantel, H płaszcz zewnętrzny bezhalogenowy, 2Y płaszcz Y zewnętrzny PVC-Mantel z PE, Y płaszcz zewnętrzny z PVC B metallfreier wzmocnienie Nagetierschutz, antygryzoniowe SR wykonane metallische z włókna Bewehrung szklanego bądź aramidu SR zmocnienie antygryzoniowe, metalowe (ZN) nicht centralny metallischer element wzmacniający Zugentlastungselement wykonany z tworzywa Q wodoodporny na całej długości ze względu na ułożenie włókien lub zastosowanie pęczniejącego materiału F wodoodporność zapewniona poprzez zastosowanie materiału samowypełniającego ubytki w płaszczu D tuba wypełniona żelem, V tuba ścisła, K tuba elastyczna, skręcone tuby luźne wypełnione żelem A/I oder lub U U kabel Universalkabel, uniwersalny, A Außenkabel, zewnętrzny, I wewnętrzny Innenkabel

5 14 TŁUMIENIE Tłumienie jest stratą transmitowanego światła w linii światłowodowej. Tłumienie jest istotnym parametrem w planowaniu sieci światłowodowych. tym kontekście tłumienie zależy od absorpcji i dyfrakcji, jak również od mechanicznego załamania przewodnika. Tłumienie db/km Tłumienie Rozproszenie Rayleigha Granica teoretyczna Tłumienie przez rozproszenie Tłumienie przez jony OH Tłumienie przez absorpcję w SiO2 1 Okno 850 nm Długość fali świetlnej 2 Okno 1300 nm 3 Okno 1550 nm ZJAISKO DYSPERSJI Zasadniczym zjawiskiem ograniczającym pasmo przenoszenia jest dyspersja. uproszczeniu, dyspersja jest rozszczepieniem, czyli zniekształceniem impulsu świetlnego na linii nadajnik-odbiornik. Dyspersją nazywamy różne czasy przesyłania w kablach światłowodowych. Powodują one zawężenie pasma transmisji za pośrednictwem włókien. Rozróżniamy trzy podstawowe typy dyspersji: dyspersja materiałowa, falowodowa, modalna. Suma dyspersji materiałowej i falowodowej nazywana jest dyspersją chromatyczną. Zjawiska dyspersji wpływają na ograniczenie pasma przenoszenia włókien wielomodowych. Dla światłowodów jednomodowych, gdzie źródłem światła są lasery o bardzo wąskim widmie, dyspersja jest niewielka i wyrażana w ps/nm km (pspikosekundy), w związku z czym można osiągnąć pasmo częstotliwości rzędu GHz. Dyspersja modalna jest zjawiskiem występującym w szkle oddziałującym na mody światła (różnica długości drogi światła dla różnych modów), powodującym rozszerzanie się impulsów. Zjawisko to ogranicza pasmo przenoszenia, ponieważ istnieje punkt, w którym zbocza impulsów tak się nałożą, że odbiornik nie będzie mógł rozróżnić impulsów, co będzie generować błędy odczytu. Dyspersja chromatyczna zależy od długości fali i szerokości widma emitowanego światła. Czym szersze widmo, tym więcej promieni o różnej długości fali (a co za tym idzie szybkości) przemieszcza się w rdzeniu włókna, docierając do odbiornika w różnym czasie (różnica czasu propagacji), pomimo tego, że są częścią tego samego impulsu. Ten rodzaj dyspersji szczególnie ogranicza pasmo przenoszenia i zależy od jakości nadajnika (źródła) światła. ŁAŚCIOŚCI FIZYCZNE Szkłem używanym dziś prawie wyłącznie w technologii światłowodowej jest SiO2 (stopiona krzemionka lub szkło kwarcowe). Tłumienie wtrąceniowe jest tak małe, że może nie być brane pod uwagę. Jakość szkła jest ważnym czynnikiem w technologii światłowodowej (zanieczyszczenia przez zabrudzenie). Z dużą częścią tych zanieczyszczeń można dziś sobie poradzić stosując odpowiednie technologie podczas produkcji. Innym parametrem stanowiącym nadal problem, przy produkcji włókien światłowodowych, jest zawartość wody. By zapobiec wpływowi wilgotności powietrza na włókna, niezwłocznie po ich wytworzeniu, nakłada się pierwotną powłokę.

6 Z JAKICH CZĘŚCI SKŁADA SIĘ TYK? 15 Ferrula to tulejka, która może być ceramiczna, plastikowa lub metalowa. Ferrula wypośrodkowuje włókno we wtyku. łókno jest prowadzone w centrycznym otworze przez całą długość do czoła ferruli. iększość złączy (wtyków) ma ferrulę o średnicy 2.5 mm, jednak we wtykach typu SFF (Small Form Factor) ma ona średnicę 1.25 mm. Czoło ferruli jest interfejsem dla sygnału świetlnego. Koszulka Obudowa Ferrula CO OZNACZA PC I APC? PC... Physical Contact przypadku łączenia włókien światłowodu metodą PC (Phisycal Contact) wypolerowane pod kątem prostym (90 stopni) powierzchnie są umieszczanie naprzeciwko siebie w jak najmniejszej odległości, aby zminimalizować tłumienność złącza. APC... Angled Physical Contact złączkach kątowych oznaczonych symbolem APC czoło światłowodu jest polerowane pod kątem 8 stopni, co sprawia, że tłumienność odbiciowa takiego połączenia jest mniejsza niż dla złącz typu PC. Norma EN sugeruje następujący kod kolorów dla wtyków światłowodowych: ielomodowych beżowy lub czarny Jednomodowe (PC) Jednomodowe (APC) niebieski zielone

7 16 NAJCZĘŚCIEJ STOSOANE TYKI TYK LC Cechy: małogabarytowy, zajmujący tylko połowę miejsca wtyku SC, z wyraźnie mniejszą ferrulą niż w w/w złączu. Dostępny również w wersji dupleksowej (dwa równoległe wtyki). Używany zarówno do zastosowań wielomodowych jak i jednomodowych. TYK SC Cechy: Prostokątny, z ferrulą i montażem typu push-pull. Dostępny także jako APC. Stosowany zarówno dla kabli wielomodowych, jak i jednomodowych. Jedyny rodzaj wtyku, wymieniony w normie EN tyk SC występuje także w wersji dupleksowej (2 połączone ze sobą wtyki). TYK ST Cechy: Zamknięcie bagnetowe (jak w złączach BNC) dzięki temu jest odporny na skręcanie. Stosowany głównie dla kabli wielomodowych, rzadziej dla jednomodowych. TYK FC Cechy: wkręcany z małym nacięciem pełniącym rolę ochrony przed skręceniem. Dostępny także jako APC. Rzadziej stosowany z kablem wielomodowym, a częściej z jednomodowym. Preferowane złącze austriackich i niemieckich operatorów telekomunikacyjnych. TYK E2000 Cechy: E2000 charakteryzuje się sposobem łączenia push & pull, dodatkowo ma tzw. "klapkę" zabezpieczającą ferrulę przed zabrudzeniem i redukującą poziom emitowanej mocy w przypadku rozłączenia złącza (dla zabezpieczenia oczu instalatora). Dostępny w wersji wielomodowej i jednodomowej. Pozostałe typu złącz funkcjonujące na rynku: MTRJ, minisd, (MU), ESCON, FSMA, FDDI, Volition (VF45).