Соединение оптоволоконного кабеля своими руками

#225 Экстремальное соединение оптоволокна

Убивайте всех.
Господь узнает своих!
(с) А. Амальрик

В предверьи главного патриотического праздника сезона отличились спецслужбы. С классическим желанием «расширить контроль» над Сетью, которая, судя по всему, стала основным неподконтрольным правительству СМИ.

. В частности, нужно выработать новые требования к работе интернет-провайдеров в сфере обеспечения более широких возможностей правоохранительных органов по контролю за деятельностью в Сети. Необходимо также обязать интернет-провайдеров фиксировать и хранить все логи, то есть статические и динамические IP-адреса, всех пользователей бесплатных служб электронной почты. Целесообразно также, по мнению Д.Фролова, обязать интернет-провайдеров вести учет незапрошенных массовых рассылок по электронной почте (спама) для адресной борьбы с авторами таких рассылок (по версии Ведомостей).

Большинство интернет-изданий уже «выразил мнение» по данной инициативе спецслужб, но добавлю и свои несколько строчек.

Во-первых, не очень понятно, что еще ФСБ собралась контролировать. Есть приснопамятная система СОРМ-2, по которой «прослушивающие» компьютеры установлены на узлах всех крупных и средних провайдеров (причем за их же счет). Любой проходящий трафик может быть досмотрен, описан и поставлен на учет. В теории.

Как используются данные спецсредства не слишком понятно. Госшифрация таит гостайны. Но очевидно, что просто контроль трафика ничего не дает — нужно уметь анализировать огромные потоки данных. Это совершенно реально и на имеющейся технической базе, но банально дорого и сложно.

Можно предположить, что для реализации серьезных задач и сейчас хватает квалифицированных людей и техники. Даже на небольшие зарплаты найдутся квалифицированные патриоты страны. Ничего нет удивительного — это нормально и правильно. В конце концов, терроризм не придуман — он более чем реален.

Но вот когда у госслужащих немалого ранга возникают желания по тотальному, полному контролю сети — это навевает далеко не радужные мысли. Цветной страх просто нельзя показывать так явно и неприкрыто!

Ситуация начинает походить на комедию с праздничным милитаристским уклоном. Представим, солдат стреляет по мишени из автомата. Но ничего не выходит — мажет и мажет. То ли со зрением что-то, то ли желания нет, то ли сил не хватает машинку держать прямо от недостатка питания. И требует такой боец чтоб мишень поближе поставили. Вот тогда точно попадет, и получит на грудь медаль отличника боевой и политической подготовки.

Вот ведь коллизия — не финансирования дополнительного требует, не условия создать для привлечения грамотных специалистов. А просто мелочь — тотальный контроль. И даже не пытаясь задуматься, что этот самый контроль над сетью уже давно есть, и им надо только уметь пользоваться.

Впрочем, когда такое серьезное ведомство всерьез ставит тотальную задачу — то вполне может ее и тотально решить. Введут права на пользование интернетом, с обязательным посещением нарколога, психиатра, окулиста и обладателя внимательного взгляда в штатском.

Так же обяжут каждого провайдера создать специальную службу учета пользователей с цифровой подписью и авторизацией по сетчатке глаза (конечно, все затраты за счет самого оператора — назовем это СОРМ-3). Кто помнит правила пользования ксероксами в советском союзе? Сейчас они кажутся дикими, но были реально.

А ведь понимание так просто — интернет нельзя контролировать, это мировая сеть. Можно только фильтровать доступ людей к информации. Например, давать допуск только до разрешенных сайтов. Отдельный список по спецдопускам категорий А, Б и В. Несогласных — на лесоповал. Просто, дешево, и очень эффективно. Какая экономия для народного хозяйства.

Впрочем, именно эти очевидные соображения и сводят всю шумиху к досадному, но не принципиальному ляпу не разбирающегося в связи чиновника. Когда спецслужбы действительно хотят что-то сделать, они действуют молча и эффективно. Громко и мимо делают public relations.

Забавное — пример экспорта технологий из мира домашних сетей.

История такова — в курилке начали пропадать пепельницы, в качестве которых использовались банки из-под кофе. Неизвестно, кому они были нужны, но в конце концов решили вопрос просто: на базе подъездного ящика для коммутатора сделали. Вандалозащищенную пепельницу.

Хорошо видно, что она полностью совместима с изделиями мирового лидера в производстве банок для окурков (прислал Alexander Melnik).

Еще одно обсуждение проблем спама и черных списков. Особенно порадовал один из комментариев о листе SORBS:
Пострадавшие, мой совет — рубите почту от уродов, использующих такую бяку в ответ. И давайте в ответе сервера ссылку на эту статью. Пусть пользователи этих сервисов читают правду о своем провайдере, которому лень заниматься почтой, а свои проблемы перекладывает на плечи заморскому дяде.

Шутка шуткой, но блок-война набирает обороты. Уже есть предложение составлять списки провайдеров, использующих SORBS, и блокировать почту от них. 🙂 Так что скучно не будет, это точно.

Еще одно письмо по теме украинского Сириуса-128.

Во-первых, что такое Сириус и почему он 128? К сожалению, разработчики особо не рассказывают об его начинке, но, судя по поведению, он базируется на технологии IDSL, поэтому-то и 128кБит/c, и поэтому адаптивности у него кот наплакал. Если работает — хорошо, не работает — значит абоненту облом, «нет технической возможности», но хуже всего, когда он работает с перебоями, потому что телефон реально работает через него же. В момент разговора скорость снижается в два раза, а если связь между модемами рвется, то и телефон перестает работать.
Учитывая, что линейно-кабельное хозяйство «Укртелекома» далеко от идеала, можно представить, насколько легко поддерживать эту систему в работоспособном состоянии. Поэтому лично я не удивлен регулярно просачивающимися из «Укртелекома» слухами о грядущем переходе на ADSL, особенно в свете успехов «Стрима». И тогда понятно беспокойство разработчиков «Сириус» — цены на ADSL оборудование соизмеримы, а то и меньше цены на их детище, но вот качество, а главное, удобство в эксплуатации — совсем не в их пользу.
А попытка поправить свое положение на рынке за счет партнера (они же не предлагают понизить цену на свое оборудование, они предлагают снизить цены на интернет, к которому отношение имеют весьма косвенное) — ну так тут комментарии излишни.
Еще один нюанс — «Укртелеком» крупнейший покупатель их оборудования, потому что остальные провайдеры уже давно преимущественно используют ADSL, но тут есть нюанс: «Укртелеком» не пускает никого на свои кроссы, вернее, в городах- «миллионниках», где на каждый вес есть свой противовес, все-таки договорится можно, в остальных — шансов нет, проверено.
Ну и немного о нас. Находимся мы в небольшом (около 200 тыс. населения) городе который является областным центром одноименной области, работаем же по всей области, имеем узлы доступа во всех районных центрах. Конкурировать с засильем «Укртелекома» очень тяжело, но мы стараемся. Кроме инета в списке наших услуг — frame relay и X25, инет раздаем диалапом (у нас он еще не скоро отомрет), радиоэзернетом, выделенками, с прошлого года активно растягиваем домашние сети (которые изначально строим на portbased VLAN’ах, в будущем, надеюсь, перейдем полностью на .1q VLAN’ы).
С ADSL не сложилось, не смогли договориться, отказ официально звучал как: «такая услуга не предусмотрена» (имелось в виду установка оборудования на кроссах АТС), неофициально же ссылались на запрет из Киева и рекомендовали не нарываться, потому что будет только хуже. Учитывая, что с «Укртелекомом» нам приходится работать довольно много, пришлось отступить.
Alexander

«Лекции про интернет» в одном из институтов. Смешно на столько, что похоже на постановочную запись. Хотя — в жизни иной раз бывает еще и не такое.

Весьма интересный сайт (или форум, понять в данном случае сложно) — о приеме спутникового телевидения.

Это, конечно, не душевые кабины Cisco, а система сигнализации.

Снято в Сингапуре, прислал Alexey Pavlyuts

И обновление в разделах.

Экстремальное соединение оптоволокна

Уже давно обещал в дискуссии на форуме попробовать сращивание оптики при помощи соединителей Corelink. Причем с использованием подручных инструментов (канцелярский нож, грубые кусачки), и неопытным человеком.

Опыт экстремальный, поэтому экспериментировал «на себе» (благо есть резервный канал). Цель — подключить небольшой офис к сети при при помощи случайно завалявшегося 70-ти метрового куска шестиволоконной оптики, пары патчкордов, и соединителей.

Этап прокладки кабеля через шахту слаботочки пропущен как тривиальный. Можно только сказать, что делалось это весьма грубо — т.е. работа шла точно так же как с обычной витой парой.

Надо отдать должное технологии. При полном отсутствии опыта использования (человек ни разу не имел дела с оптоволокном), с грубыми инструментами — соединение получилось успешно со второй попытки.

Еще раз, прошу не считать данный опыт образцом для подражания. Это экстрим, не более того. Хотя по линии (ее длина с учетом кабеля провайдера более полутора километров) уже неделю работает как сеть, так и IP-телефония.

Наверно это хорошая демонстрация того, что даже простой монтажник может починить разорванную оптоволоконную линию в течении получаса и своими руками. На срок вплоть до нескольких лет, и с близкими к нулю материальными затратами (соединитель многоразовый). А не ждать пару дней приезда «спецов со сварочником».

Вот так ловят нелегалов

«Укрчастотнадзор» закупил техники на мониторинг широкополосных систем. Не пожалел немалых денег.

Переносной мониторинговый комплекс. Возможно, уже многие нелегалы с ним столкнулись.

Пеленгационные машины, одна на отечественной платформе, вторая на платформе «Рудешварц».

Так сказать, сладкая парочка с использованием которой с большой вероятностью можно определить источник помех.

Неизвестно, как дела у как нелегалов. А вот легальных операторов стали контролировать еще больше.

Прислал IMC

Галерея.

Узел кабельного интернета Украина, г. Днепропетровск.

Прислал Дима

Стойки

Прислал Венедикт Слюсарев

Прислал Andrey E. Korchagin, г. Челябинск

Кросс на локомотиво-ремонтном заводе г. Ивано-Франковск.

Прислал Igor BAT

Анонс

• Четвертая часть, Основы технологии MPLS, и ее практическое применение (Edward Afontsev).

• Борьба с провайдерами глазами клиента;
• Антенна во льду;
• Как нельзя прокладывать оптику;
• Веселая сеть;
• Грозозащиты и пинговалки, надеюсь на письма;
• Зарисовки узлов разных провайдеров. Вечная тема (много фотографий гарантировано);
• Традиционный пункт — ссылки на интересные места Сети. Присылайте письма — они очень нужны для обзоров. Обязательно сообщайте, нужна ли Ваша подпись, ссылка, или лучше обойтись без нее;
• В «ужастиках» — крепеж телефонного кабеля на дереве.

Разъемы и соединение оптоволокна для домашней сети

Разъемы и соединение оптоволокна для домашней сети.

При всех достоинствах оптических волокон, для монтажа сетей их необходимо соединять. Именно сложность этого процесса для световодов из кварцевого стекла является основным сдерживающим фактором оптоволоконной технологии.

Несмотря на весь прогресс технологии последних лет, непрофессионалам доступно только соединение кабелей, не имеющих особых требований по качеству. Серьезные работы по монтажу магистралей регионального значения требуют наличия дорогостоящего оборудования и высоко квалифицированного персонала.

Но для создания междомовой разводки «последней мили» такие сложности уже не нужны. Работы доступны специалистам без серьезной подготовки (или вообще без нее), комплект технологического оборудования стоит менее $300. В сочетании с этим, огромные (не побоюсь этого слова) преимущества оптоволокна над медными кабелями при воздушных прокладках делают его очень привлекательным материалом для домашних сетей.

Рассмотрим подробнее виды и способы соединения оптических волокон. Для начала, нужно принципиально разделить сростки (неразъемные соединения), и оптические разъемы.

В сравнительно небольших сетях (до нескольких километров диаметром) сростки не желательны, и их следует избегать. Основной на сегодня способ их создания — сварка электрическим разрядом.

Принцип сварки оптического волокна.

Такое соединение надежно, долговечно, и вносит ничтожно малое затухание в оптический тракт. Но для сварки нужно весьма дорогостоящее оборудование (в районе нескольких десятков тысяч долларов), и сравнительно высокая квалификация оператора.

Обусловлено это необходимостью высокоточного совмещения концов волокон перед сваркой, и соблюдения стабильных параметров электрической дуги. Кроме этого, нужно обеспечить ровные (и перпендикулярные оси волокна) торцы (сколы) свариваемых волокон, что само по себе является достаточно сложной задачей.

Соответственно, выполнение таких работ «от случая к случаю» своими силами не рационально, и проще пользоваться услугами специалистов.

Так же подобный способ часто используется для оконечивания кабелей путем сварки волокон кабеля с небольшими отрезками гибких кабелей с уже установленными разъемами (pig tаil, буквально — поросячий хвост). Но с распространением клеевых соединений, сварка постепенно сдает позиции при терминировании линий.

Второй способ создания неразъемных соединений — механический, или с использованием специальных соединителей (сплайсов). Первоначальное назначение этой технологии — быстрое временное соединение, используемое для восстановления работоспособности линии в случае разрыва. Со временем, на «ремонтные» сплайсы некоторые фирмы начали давать гарантию до 10 лет, и до нескольких десятков циклов соединения-разъединения. Поэтому целесообразно выделить их в отдельный способ создания неразъемных соединений.

Принцип действия сплайса достаточно прост. Волокна закрепляются в механическом кондукторе, и специальными винтами сближаются друг c другом. Для хорошего оптического контакта в месте стыка используется специальный гель с похожими на кварцевое стекло оптическими свойствами.

Несмотря на внешнюю простоту и привлекательность, способ не получил широкого распространения. Причин этому две. Во-первых, он все-таки заметно уступает по надежности и долговечности сварке, и для магистральных телекоммуникационных каналов не пригоден. Во-вторых, он обходится дороже, чем монтаж клеевых разъемов, и требует более дорогого технологического оборудования. Поэтому, он достаточно редко применяется и при монтаже локальных сетей.

Единственное, в чем эта технология не знает себе равных — это скорость выполнения работ, и не требовательность к внешним условиям. Но этого на сегодня явно не достаточно для полного завоевания рынка.

Рассмотрим разъемные соединения. Если предел дальности действия высокоскоростных электропроводных линий на основе витой пары зависит от разъемов, то в оптоволоконных системах вносимые ими дополнительные потери достаточно малы. Затухание в них оставляет около 0, 2-0, 3 дБ (или несколько процентов).

Поэтому вполне возможно создавать сети сложной топологии без использования активного оборудования, коммутируя волокна на обычных разъемах. Особенно заметны преимущества такого подхода на небольших по протяженности, но разветвленных сетях «последней мили». Очень удобно отводить по одной паре волокон на каждый дом от общей магистрали, соединяя остальные волокна в коммутационной коробке «на проход».

Что основное в разъемном соединении? Конечно, сам разъем. Основные его функции заключаются в фиксация волокна в центрирующей системе (соединителе), и защите волокна от механических и климатических воздействий.

Основные требования к разъемам следующие:

внесение минимального затухания и обратного отражения сигнала;

минимальные габариты и масса при высокой прочности;

долговременная работа без ухудшения параметров;

простота установки на кабель (волокно);

простота подключения и отключения.

На сегодня известно несколько десятков типов разъемов, и нет того единого, на который было бы стратегически сориентировано развитие отрасли в целом. Но основная идея все вариантов конструкций проста и достаточно очевидна. Необходимо точно совместить оси волокон, и плотно прижать их торцы друг к другу (создать контакт).

Принцип действия оптоволоконного разъема контактного типа.

Основная масса разъемов выпускается по симметричной схеме, когда для соединения разъемов используется специальный элемент — coupler (соединитель). Получается, что сначала волокно закрепляется и центрируется в наконечнике разъема, а затем уже сами наконечники центрируются в соединителе.

Таким образом, можно видеть, что на сигнал влияют следующие факторы:

Внутренние потери — вызванные допусками на геометрические размеры световодов. Это эксцентриситет и эллиптичность сердцевины, разность диаметров (особенно при соединении волокон разного типа);

Внешние потери, которые зависят от качества изготовления разъемов. Возникают из-за радиального, углового смещения наконечников, непараллельности торцевых поверхностей волокон, воздушного промежутка между ними (френелевские потери);

Обратное отражение. Возникает из-за наличия воздушного промежутка (френелевское отражение светового потока в обратном направлении на границе стекло-воздух-стекло). Согласно стандарта TIA/EIA-568А, нормируется коэффициент обратного отражения (отношение мощности отраженного светового потока к мощности падающего). Он должен быть не хуже -26 дБ для одномодовых разъемов, и не хуже -20 дБ для многомодовых;

Загрязнение, которое, в свою очередь, может вызвать как внешние потери, так и обратное отражение.

Несмотря на отсутствие официально признанного всеми производителями типа разъема, фактически распространены ST и SC, весьма похожие по своим параметрам (затухание 0, 2-0, 3 дБ).

Разъемы оптических волокон.

ST. От английского straight tip connector (прямой разъем) или, неофициально Stick-and-Twist (вставь и поверни). Был разработан в 1985 году AT&T, ныне Lucent Technologies. Конструкция основана на керамическом наконечнике (феруле) диаметром 2, 5 мм с выпуклой торцевой поверхностью. Фиксация вилки на гнезде выполняется подпружиненным байонетным элементом (подобно разъемам BNC, использующимся для коаксиального кабеля).

Разъемы ST — самый дешевый и распространенный в России тип. Он немного лучше, чем SC, приспособлен к тяжелым условиям эксплуатации благодаря простой и прочной металлической конструкции (допускает больше возможностей для применения грубой физической силы).

Как основные недостатки, можно назвать сложность маркировки, трудоемкость подключения, и невозможность создания дуплексной вилки.

SC. От английского subscriber connector (абонентский разъем), а иногда используется неофициальная расшифровка Stick-and-Click (вставь и защелкни). Был разработан японской компанией NTT, с использованием такого же, как в ST, керамического наконечника диаметром 2, 5 мм. Но основная идея заключается в легком пластмассовом корпусе, хорошо защищающим наконечник, и обеспечивающим плавное подключение и отключение одним линейным движением.

Такая конструкция позволяет достичь большой плотности монтажа, и легко адаптируется к удобным сдвоенным разъемам. Поэтому разъемы SC рекомендованы для создания новых систем, и постепенно вытесняют ST.

Дополнительно нужно отметить еще два типа, один из которых используется в смежной отрасли, а другой постепенно набирает популярность.

FC. Очень похож на ST, но с резьбовой фиксацией. Активно используется телефонистами всех стран, но в локальных сетях практически не встречается.

LC. Новый «миниатюрный» разъем, конструктивно идентичный SC. Пока достаточно дорог, и для «дешевых» сетей его применение бессмысленно. Как главный аргумент «за» создатели приводят большую плотность монтажа. Это достаточно серьезный довод, и в отдаленном (по телекоммуникационным меркам) будущем вполне возможно, что он станет основным типом.

Разъемы и соединение оптоволокна для домашней сети.

Монтаж ВОЛС.
Оптические разъемы

Один из заключительных этапов монтажа ВОЛС — это разводка и подключение входящего оптоволоконного кабеля непосредственно в точке назначения: в серверной, дата-центре и т.д. Для этого кабель заводится в оптический кросс и волокна подсоединяются к разъемам. На этом этапе используется такая группа, как оптические компоненты — это патчкорды, пигтейлы, адаптеры (розетки) и всякого рода зажимы. Их также объединяют под названием пассивное оптоволоконное оборудование.

Пигтейл — это кусок оптического кабеля, оконцованный коннектором только с одной стороны.

Патчкорд имеет коннекторы на обоих концах, типы разъемов при этом могут отличаться (переходной патчкорд) или быть одинаковыми (соединительный).

Оптический адаптер — это, собственно, розетка, в которую подключается пигтейл или патч-корд.

Что важно учитывать?

Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.

Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект — патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.

То есть кроссовое соединение должно обеспечить:

• идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
• защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний — сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
• механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
• механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.

В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.

Но это еще не все сложности

Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем — след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. — это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.

Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки — продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.

На рисунке справа — наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.

Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:

• особо прочный материал наконечника коннектора — керамика, металлокерамика;
• защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
• защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в «вилках»;
• кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.

Виды оптических патчкордов, пигтейлов, адаптеров

Классификация оптических пигтейлов, патчкордов и адаптеров в целом одинакова и основана на следующих параметрах:

• стандарт коннектора (разъема);
• тип шлифовки;
• тип волокна — многомодовое или одномодовое;
• тип коннекторов — одинарный иди дуплекс.

В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На этой картинке далеко не все:

Что означают все эти буквы?

Возьмем типичную маркировку оптического патчкорда. К примеру, SC/UPC-LC/UPC MultiMode Duplex.

• SC и LC — это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом — переходником, так как два разных типа разъема;
• UPC — тип шлифовки;
• Multimode — вид волокна, здесь многомодовое волокно, еще может быть обозначено аббревиатурой MM. Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM;
• Duplex — два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Обратный случай — это Simplex, один коннектор.

Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов

Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов призвана обеспечить идеально плотное соприкосновение сердечников оптоволокна. Между их поверхностями не должно быть воздуха, так как это ухудшает качество сигнала.

На данный момент используются такие типы полировки, как PC, SPC, UPC и APC.

PC — прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.

Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.

Может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.

SPC — улучшенный вариант PC, но шлифовка производится только машинным способом.

UPC — почти плоский (но не свосем) разъем, который производится с применением высокоточной обработки поверхности. Дает отличные показатели отражательной способности (по сравнению с PC и SPC), поэтому активно применяется в высокоскоростных оптических сетях.

Коннекторы с этим типом разъема чаще всего — синие.

APC — разъем, обработанный по совсем другому принципу: концы скошены под углом 8 градусов. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери.

Разъемы с полировкой APC применяются в сетях с высокоми требованиями к качеству сигнала: передача голосовых, видеоданных. Как пример — кабельное телевидение.

Коннекторы с этим типом разъема — зеленого цвета.

Внимание!

Коннекторы с шлифовкой APC не подходят к разъемам с другой полировкой ( PC, SPC, UPC) и вызывают взаимное повреждение.

Полировки PC, SPC, UPC взаимно совместимы.

Сравнение формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:

Зависимость потерь на линии от типа полировки оптического коннектора изложена в таблице:

Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) — эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.

Типы оптических разъемов

На практике наши монтажники оптоволоконных сетей в подавляющем большинстве случаев работают с типами FC, LC, SC. На более редких видах коннекторов мы пока останавливаться не будем.

FC

Старый, зарекомендовавший себя стандарт. Отличное качество соединения, особенно FC/UPC, FC/APC.

• подпружиненное соединение, за счет чего достигается «вдавливание» и плотный контакт;
• металлической колпачок — прочная защита;
• коннектор вкручивается в розетку, а значит, не может выскочить, даже если случайно дернуть;
• шевеление кабеля не влияет на соединение.

Однако плохо подходит для плотного расположения разъемов — необходимо пространство для вкручивания/выкручивания.

SC

Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.

Однако пластиковая оболочка может сломаться, да и на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.

В общем, используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.

LC

Уменьшенный аналог SC. За счет малого размера применяется для кроссовых соединений в офисах, серверных и т.п. — внутри помещений, там где требуется высокая плотность расположения разъемов.

Автор разработки этого типа коннектора — ведущий производитель телекоммуникационного оборудования, Lucent Technologies (США) — изначально прогнозировал своему детищу судьбу лидера рынка. В принципе, так оно и есть. Особенно учитывая то, что этот тип разъема относится к соединениям с повышенной плотностью монтажа.

Способы соединения оптических волокон

Для объединения сетей, расположенных в разных зданиях, в единое информационное пространство, не обойтись без построения магистральных кабельных линий. В зависимости от требуемой скорости передачи данных или сигналов, расстояний между портами активного оборудования для магистрали могут применяться различные технологии и среды передачи данных: коаксиальные кабели, кабели витая пара, оптические кабели и беспроводные технологии.

С функциональной точки зрения, когда расстояния между сетями свыше 150 метров, и когда требуется передать данные свыше 10 мбит/сек, самым лучшим вариантом на сегодняшний день является применение оптических кабелей и построение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Средой передачи данных в ВОЛС является оптическое волокно (оптоволокно).

Рис. 1 Структура оптоволокна

Конструкция оптического волокна изображена схематично на рисунке 1, а и б – сердцевина и оболочка оптоволокна; в, г и д – буферная, упрочняющая и защитная оболочки. При построении магистрали в СКС стандартами допускается использовать два типа оптических волокон: одномодовое и многомодовое оптоволокно.

Преимущества использования оптических кабелей очевидны, это и широкая полоса пропускания, на сегодняшний день ограниченная исключительно возможностями оконечного оборудования, низкий уровень затухания, позволяющий использовать линию связи на расстоянии нескольких десятков километров без усиления оптического сигнала, хорошую защищенность информации, которую нельзя считать из линии не нарушив ее целостность, и многое другое. Но у ВОЛС есть и недостатки, одним из которых являются некоторые сложности при соединении отдельных участков кабеля. И одна из самых ответственных работ после прокладки кабеля, требующая наличия на фирме высококвалифицированных специалистов, соединение оптических волокон.

На сегодняшний день существует множество технологий соединения оптических волокон. Я в данной статье рассмотрю две из них – это дуговая сварка, осуществляемая при помощи сварочного аппарата и механическое соединение внутри специальной муфты – сплайса (не путайте с кабельной муфтой, служащей для соединения, двух или нескольких оптических кабелей).

Сварка оптических волокон

Для сварки оптических волокон применяется специальный сварочный аппарат. Это комплексное устройство, содержащее в себе микроскоп, служащий для юстировки волокон, зажимы с v-образными желобками для надежной фиксации волокон и микроприводами, служащими для автоматизации процесса, дуговую сварку, термоусадочную камеру для прогрева защитных гильз, микропроцессор, служащий для управления аппаратом и систему контроля качества.

Технология процесса сварки оптических волокон состоит из следующих шагов:

• Снятие оболочек, изображенных на рис. 1 в-г с помощью стриппера буферного слоя – инструмента, предназначенного для работы с волокнами различных диаметров.
• Подготовка волокна к сварке. Сначала на один из концов одевается термоусадочная гильза, необходимая для защиты места сварки. Затем зачищенные концы оптоволокон обезжириваются с помощью безворсовой салфетки, смоченной в спирте. После обезжиривания торец волокна скалывается особым приспособлением – скалывателем. Угол скола должен составлять 90°±1.5°, в противном случае на месте сварки образуется неоднородность, приводящая к большому затуханию и обратным отражениям. После скола оптические волокна укладываются в сварочный аппарат.
• Сварка. Сначала волокна в аппарате выравниваются. Если аппарат автоматический, то он сам оценивает угол скола, юстирует волокна друг относительно друга и, после подтверждения со стороны оператора, проводит процесс сварки. Если аппарат неавтоматический, то все эти операции производятся специалистом вручную. В процессе сварки волокна нагреваются и плавятся электрической дугой, затем совмещаются, и место сварки дополнительно прогревается для устранения внутренних напряжений.
• Контроль качества сварки. Автоматический сварочный аппарат анализирует изображения, полученные от микроскопа и выдает приблизительную оценку уровня потерь. Более точно результат можно оценить с помощью оптического рефлектометра – прибора, позволяющего выявить неоднородности и степень затухания на протяжении всей линии.
• Защита места сварки. Защитная гильза, одетая на один из концов кабеля, сдвигается на место сварки и помещается в термоусадочную печь примерно на минуту. После остывания гильза помещается в защитную сплайс-пластину муфты или оптического кросса, где укладывается технологический запас волокна.

Механическое соединение оптических волокон – механический сплайс

Для механического соединения оптических волокон используется специальное устройство – сплайс (splice), схематичная конструкция которого изображена на рисунке 2.

Рис. 2 Конструкция сплайса для механического соединения оптических волокон

Сплайс состоит из корпуса (а), в который, через специальные каналы и направляющие в вводятся сколотые концы волокон (г). Направляющие служат для прецизионной стыковки торцов в камере, заполненной иммерсионным гелем (д), необходимым для сведения к минимуму переходного затухания и герметичности соединения. Показатель преломления геля близок к показателю сердцевины волокна, что позволяет свести к минимуму обратное отражение. Сверху корпус закрывается крышкой (б).

Технология процесса соединения оптоволокон при помощи механического сплайса состоит из следующих шагов:

1. и 2. Аналогично пунктам 1 и 2 при использовании сварки волокон. Концы волокон зачищаются, обезжириваются и у них скалываются торцы. Допуски по углам скола так же очень жесткие. Отличие механического сплайса от сварного сплайса – не требуется использование термоусадочной гильзы, так как механический сплайс выполняет функцию механической защиты оптических волокон.

3. Механическое соединение. Подготовленные концы волокон вводят с разных сторон через боковые каналы сплайса в камеру, заполненную иммерсионным гелем. Волокна вводятся до взаимного контакта. После введения крышка сплайса закрывается и надежно скрепляет место соединения.

4. Укладка. Собранный сплайс устанавливается на сплайс-пластину муфты или кросса, вместе с ним укладывается технологический запас волокна.

Качество механического соединения можно проверить с помощью оптического тестера или рефлектометра.

Сравнение использования сварки или механического соединения оптических волокон

Каждый из двух приведенных способов имеет свои достоинства и недостатки.

К достоинствам сварного соединения можно отнести низкое переходное затухание, высокую надежность и быстрая скорость соединения волокон. Недостатком является высокая стоимость оборудования (сварочного аппарата), наличие квалифицированного оператора, необходимость в большей площади для выполнения работ и электропитание (либо подзарядка) сварочного аппарата.

Достоинствами механического соединения являются простота и малые затраты времени на монтаж, меньшая длина технологического запаса волокна, недостатки – более высокий уровень переходного затухания.

Применение описанных в статье способов применения

Сварное соединение имеет смысл использовать при построении длинных участков магистралей. В случаях, требующих высокого качества линии, например, при построении высокоскоростных ВОЛС для ЦОД, где требуются низкие параметры затухания и обратных отражений.

Сращивание при помощи механического сплайса применимо чаще всего для временных соединений, например, при срочном устранении повреждений кабеля, для монтажа малобюджетных линий и при работе в труднодоступных местах.

Соединение оптоволоконного кабеля своими руками

четверг, января 17, 2013

Азы волоконно-оптических сетей

Конструкция оптического волокна

Конструкция оптического кабеля

Внешний вид SFP модулей

Коммутатор с разъемами для установки SFP модулей

Установка SFP модулей

Внешний вид оптического патч-корда

Внешний вид оптического кроса

Принцип действия оптического кросса

Соединение двух удаленных площадок при помощи волоконно-оптической сети

37 коммент.:

Спасибо за статью, было крайне познавательно.
Меня интеесует такой вопрос, читал в других источниках, но не смог разобраться, при прокладке внутри здания кабеля, возникает необходимость поворотов(от сервера до ролтера, от ролтера до конечного пользователя), так вот советывают использовать промежуточный пункт протягивания, при изменении направлении кабеля на 90 градусов после третьего раза. Я не могу понять что есть промежуточный пункт протягивания, и есть ли его необходимость при протяговании в зданиях, на расстояние к примеру 20 метрах от сервера до роултера?

Гм. не скажу что сильно разбираюсь в вопросах протяжки кабеля. Но обычно делают так. Грубо говоря от серверов до коммутатора серверной фермы прокладывают медью, дабы ее на такие короткие расстояния обычно вполне хватает. Гнуть ее можно как хочешь (конечно в разумных пределах). А вот для связи коммутаторов уже можно прокладывать оптику. Оптику нужно прокладывать аккуратно, при повороте на 90 градусов не нужно делать прямые углы, а необходимо огибать угол по дуге с радиусом больше минимального радиуса изгиба оптического волокна. Надеюсь вы это именно и имели ввиду. Если хотите скиньте ссылочку на ту статью что вы читали, попробую разобраться.

А зачем необходим оптический кросс, можно ли обойтись без него, если например на другой стороне находится один ПК с сетевой картой с разъемом SFP?

В теории можно. Но на практике так никто обычно не делает, так как это вызовет много проблем. Обычно Оптическая линия строится по следующей упрощенной схеме: Оборудование 1 <> Оптический патчкорд 1 <> Оптический кросс 1 <> Оптический кабель <> Оптический кросс 2 <> оптический патчкорд 2 <> Оборудование 2.

Волокна оптического кабеля «развариваются» на входах оптического кросса, и необходимость в изменение их положения и повторной «сварке» возникает не часто. А вот необходимость перекоммутации вашего оборудования с одного оптического волокна на другое может возникать на много чаще. Для упрощения этой задачи и используется оптический кросс.

Чтобы было понятнее приведу пример. Пусть у нас есть оптический кабель содержащий 8 оптических волокон. Для связи двух коммутаторов мы используем 2 волокна. Пусть в результате аварии одно из волокон было повреждено. В случае если мы используем оптические кроссы на обоих концах оптического кабеля, нам достаточно переткнуть на обоих сторонах оптической линии патчкорды, идущие от оборудования, из одного разъема оптического кросса в другой. В случае же если вы умудрились не использовать оптический кросс, то для того чтобы перейти на резервное волокно вам потребуется заново разваривать ОК.

Все вышесказанное относится к организации связи на большие расстояния.

Если же вы хотите соединить устройства находящиеся близко друг от друга, то в кроссе нет необходимости, можете просто соединить устройства напрямую оптическими патчкордами.

Большое спасибо за ответ.

a mozhno vopros?

Подскажите нормальный ли это вариант, из серверной идет один кабель (24 волокна) доходит до оптического кросса, где разваривается на несколько оптических кабелей по 8 волокон, а оставшиеся к разъемам кросса для подключения оборудования?

Немного не понял схему:
Вы имели ввиду «Оборудование»<>«Кросс в серверной»<>«Несколько ОК».
Если так то это совершенно нормальный вариант. Если вы имели ввиду что то другое то главное чтобы:
1)Выбранный вами вариант работал.
2)Удовлетворял по параметрам на затухания и т.д.
3)Был вам удобен.

Шкаф 1 в серверной из него выходит два кабеля по 24 волокна — заходит в шкаф 2 в кросс.
Кроссе в шкафу 2 он разваривается на 5 кабелей по 8 волокон которые идут в шкаф 3, шкаф 4, шкаф 5, шкаф 6, шкаф 7.
Или же лучший вариант из каждого шкафа по одному кабелю (8 волокон) вести сразу в серверную?

Если вы не планируете отводить в кроссе волокна в другие направления, то мне кажется лучше сразу вести от всех шкафов в серверную.

Здравствуйте, подскажите пожалуйста, если прокладываем оптику 16 волокон на 16 домов, каждый дом на своем волокне , то обязательно в каждом доме делать разводку в кросс? или можно просто на каждый дом отвести свое волокно, при этом остальные 15 не трогать, на доме где они не нужны. Я так понимаю , что и на каждый дом по модулю нужно ставить, получается , что в северной будет 16 модулей с одного района к примеру? а если 100 домов, то 100 модулей получается ? или другая система ?

Тут возникает несколько встречных вопросов:
1)А вы уверены что вам нужно по одному волокну на дом? Во первых не все системы работают по одному волокну, многие системы передачи работают по двум волокнам (одно под передачу другое под прием). Во вторых оптика штука хрупкая, так что нужно закладывать какой то резерв. Намного дешевле заложить дополнительные волокна сразу, чем выполнять строительство новой линии в случае обрыва (естественно это в основном касается больших многоэтажных домов, а не котеджей частного сектора, там и по одному волокну прокатит).
2)Исходя из пункта 1. если вы хотите заводить по Y волокон на каждый дом то для этих целей вам понадобится преобрести минимум Y волоконный кабель (такие кабели для внешний прокладки если я не ошибаюсь содержат минимум 4 волокна) , ведь не будите же вы вести голые хрупкие волокна от одного дома к другому.Как следствие раз вы ведете в каждый дом по несколько волокон, то чтобы их оконечить, то в доме желательно поставить оптический кросс и сразу разварить волокна на него (опять же актуально в случае больших домов, котеджей не касается).
3)Схемы разводки волокон могут быть различными и зависят от применяемых технологий:
3.1 При FTTH от серверной до каждого дома идет свой оптический кабель с нужным числом волокон (очень дорогой вариант).
3.2 При FTTH от кросса серверной до кросса первого дома идет кабель на 16*Y волокон, в кроссе первого дома вы отводите Y волокон, а 15Y волокон пускаете на следующий дом и так далее. То есть дома получаются связанными по цепочке. Аналогичный вариант можно сделать и без кроссов с отводом волокон на муфтах (Удачная схема по ссылке http://hkar.ru/iZBM).
3.3 При PON ведете одно волокно (в составе кабеля) и ветвите его.
4)Если вы ведете в частный сектор и все таки по одному волокну то у абонента обычно ставятся оптическая абонентская розетка (хорошая статья http://telekomza.ru/2012/09/14/osvaivaem-chastnyj-sektor-po-texnologii-ftth-chast-2/), но при желание не кто не мешает вам поставить и кросс. В случае больших домов лучше все таки поставить кроссы.

5)По поводу оборудования (модулей) опять же зависит от применяемой технологии. В случае PON это одно, в случае FTTx другое. C PON не знаком, так что промолчу. В FTTH(x) на стороне серверной в зависимости от ваших возможностей ставите: отдельные медиаконвертеры, шасси медиаконвертеров, коммутаторы с оптическими интерфейсами. На стороне абонента медиаконвертеры.

Могу где то сильно ошибаться, так что прошу сильно не пинать, и по возможности указать на ошибки.