2 Fiber İç Mekan Dış Mekan Fiber Optik Kablo Nasıl Çalışır?
2 fiberli iç mekan dış mekan kablosu, toplam dahili yansımayı kullanarak ışık sinyallerini taşıyan iki ayrı cam veya plastik fiber aracılığıyla verileri iletir. Her fiber, hem iç hem de dış ortamlarda güvenilir şekilde çalışacak şekilde tasarlanmış bir çekirdek, kaplama ve koruyucu katmanlardan oluşur.
Çekirdek İletim Mekanizması
Temel işlem ışık fiziğine dayanır. Bir optik fiber, dielektrik malzemelerden yapılmış bir kaplama tabakasıyla çevrelenmiş bir çekirdek ile ışığı kendi ekseni boyunca toplam iç yansıma yoluyla iletir. Işık fiber çekirdeğine uygun açıyla girdiğinde, kaçmak yerine sürekli olarak çekirdek ile kaplama arasındaki sınırdan yansıyor.
Bunun nedeni, optik sinyali sınırlamak için çekirdeğin kırılma indisinin kaplamanınkinden daha büyük olması gerektiğidir. Bunu, duvarlarında aynalar bulunan bir koridor gibi düşünün-ışık sinyalleri, bu iç sınırları metre başına binlerce kez yansıtarak uzunluk boyunca ilerler.
İki Lif Nasıl Çalışır?
2 fiberli konfigürasyonda her iplik bağımsız olarak çalışır. Bir fiber tipik olarak iletim sinyallerini yönetirken, diğer fiber alım sinyallerini yöneterek çift yönlü bir iletişim yolu oluşturur. Bu kablolar, siyah PVC dış kılıfla sarılmış, suyu engelleyen Aramid iplik içinde 9 mikron çekirdekli 2 adet tek modlu fiberden oluşur.
"2 fiber" tanımı, tek bir kablo düzeneği içerisinde iki ayrı optik yol olduğu anlamına gelir. Bu, her bir fiber optik olarak diğerinden izole edildiğinden, sinyal girişimi olmadan eşzamanlı iki-yollu iletişime olanak tanır.
Fiziksel Yapı Katmanları
İç mekan/dış mekan fiber optik kablolar, dış mekan kablolarının neme dayanıklılık, suya dayanıklılık ve iyi mekanik performans gibi avantajlarını, iç mekan kablolarının alev geciktirme ve elektriksel iletkenlik gibi- özellikleriyle birleştirir.
Çekirdek Katmanı: Işığın yayıldığı en iç kısım. Tek-modlu fiberler, 1310nm veya 1550nm ışık dalga boyları için optimize edilmiş 9 mikronluk bir çekirdek kullanır.
Kaplama: Kaplama çekirdeğin etrafına sarılır ve çekirdeğe kıyasla daha düşük kırılma indisine sahip farklı bir cam türünden yapılır ve ışık sinyallerinin içeride tutulmasına yardımcı olur. Bu optik sınır, toplam iç yansımanın meydana geldiği yerdir.
Tampon Kaplama: İç mekan kablolarında 900μm çapında sıkı{0}}tamponlu fiberler kullanılırken, dış mekan kablolarında genellikle 250μm veya 200μm çapında renkli fiberler kullanılır. İç/dış mekan kabloları bu boşluğu ara bir yaklaşımla kapatır.
Güç Üyeleri: Aramid elyaflar (Kevlar gibi), elyafla birleştirilmiş esnek mukavemet elemanları olarak görev yapar. Bunlar, kurulum sırasında kablonun çekilmesi veya bükülmesi sırasında hassas cam elyaflarının kırılmasını önler.
Dış Ceket: Kılıfta polietilen, polivinil klorür veya düşük-duman sıfır halojenli alev-geciktirici poliolefin gibi alevi-geciktiren malzemeler kullanılır. Dış kılıf neme-dayanıklı, mantarlara-dayanıklı ve UV ışınlarına dayanıklıdır; yer altı kanalları, havai veya iç/dış mekanlar için uygundur.
İç Mekan ve Dış Mekan Performans Gereksinimleri
İkili-derecelendirilmiş tasarım, farklı çevresel zorlukları ele alır.
İç mekan kullanımında kablonun yangın güvenliği kurallarına uygun olması gerekir. Yükseltici Dereceli (CMR) kablo, UL-1666 ile uyumludur; bu, dikey yanma testinde kendi kendine söndüğü ve alevlerin kablodan yukarıya doğru ilerlemesini önlediği anlamına gelir. Bu, kabloların yükselticiler veya asansör boşlukları aracılığıyla katlar arasında dikey olarak ilerlediği binalarda önemlidir.
Dış mekan kullanımında dayanıklılık kritik hale gelir. Dış mekan fiber optik kabloları, iç mekan kablolarına kıyasla daha yüksek çekme mukavemetine ve daha kalın koruyucu kaplamaya sahiptir; bu da onları zorlu dış ortam ortamlarına daha dayanıklı hale getirir. UV radyasyonuna, aşırı sıcaklıklara, neme ve fiziksel strese dayanmaları gerekir.
İç/dış mekan kabloları, kablo dikey olarak yerleştirildiğinde yağ sızıntısını önlemek için kuru su geçirmezlik önlemleri uygular ve yapıda metalik bileşenlerin bulunmamasını veya elektrikle kolayca bağlantısı kesilebilen metalik takviye bileşenlerini kullanır.. Bu, dış mekanın mekanik gücünü korurken elektriğin binalara iletilmesi riskini ortadan kaldırır.
Sinyal İletim Süreci
Verilerin gönderilmesi gerektiğinde, elektronik ekipman, lazerleri veya LED'leri kullanarak elektrik sinyallerini ışık darbelerine dönüştürür. Bu ışık darbeleri fiber çekirdeğine bir uçtan girer.
Işık, fiber-optik kabloda duvarlardan tekrar tekrar sıçrayarak ilerler-her foton borudan tekrar tekrar seker. Kritik açı, ışığın yansıyıp yansıyacağını veya kaçacağını belirler. Işığın tamamen yansıtılabilmesi için, fiberin içindeki kaplamanın duvarında sürekli yansımaların meydana gelmesi için geliş açısının kritik açıdan büyük olması gerekir.
Alıcı uçta, fotodetektörler ışık darbelerini ağ ekipmanının işleyebileceği elektrik sinyallerine dönüştürür. Aktarımın tamamı, camdaki ışığın-saniyede yaklaşık 200.000 kilometre hızında gerçekleşir.
Sinyal Kaybı ve Mesafe
Hiçbir iletim mükemmel değildir. Tek-modlu fiber için, 1550 nm'de tipik zayıflama yaklaşık 0,2 dB/km'dir, 1310 nm'de ise yaklaşık 0,5 dB/km'dir. Bu, 10 kilometrelik bir kablonun sinyal gücünü dalga boyuna bağlı olarak 2-5 desibel kadar azaltabileceği anlamına geliyor.
SMF28 fiberde, esas olarak saçılma nedeniyle kayıp kilometre başına 0,15 dB'den azdır, dolayısıyla bir kilometrelik fiber boyunca, metalik bir aynanın tek bir kez sıçramasından daha az ışık kaybedersiniz. Bu olağanüstü verimlilik, fiber optiğin uzun-mesafeli iletişime hakim olmasının nedenidir.
Bağlantı noktalarında ek kayıplar meydana gelir. Fabrikada monte edilen tek modlu konnektörlerin kayıpları 0,1-0,2 dB aralığındadır ve sahada sonlandırılmış konnektörlerin kayıpları 0,2-1,0dB kadar yüksek olabilir. Her ekleme 0,1-0,3 dB'lik bir kayıp daha ekler.
Kurulum Esnekliği
İç mekan/dış mekan derecelendirmesi, montajcıların kabloların duvarlardan veya binaların arasından geçtiği geçiş kutularına ihtiyaç duymadığı anlamına gelir.
İç mekan-Dış mekan kablolaması, ağ yönlendirmelerinin harici yollar içerdiği uygulamalardaki boşluğu doldururken Kampüs Binalarına geçişler için Alev Güvenliği gereksinimlerini sağlar. Tek bir sürekli kablo, elektrik yasalarını ihlal etmeden dış mekan kanalından doğrudan iç mekan plenum alanlarına geçebilir.
Bu, kampüs ağlarını, fiber-evden-evlere-dağıtımları ve bağlantıların-kuruluşunu{- basitleştirir. Sıkı tamponlu fiber, tepsilere, raflara, bağlantı panellerine ve birden fazla yön değişikliğinin olduğu alanlara kurulumu destekleyen daha küçük minimum bükülme yarıçapına sahiptir.
Ancak hala bükülme yarıçapı sınırları vardır. Kablonun dar muhafazalar ve keskin dönüşler için minimum 7,50 mm bükülme yarıçapı vardır. Keskin bükülmeleri zorlayarak bunun aşılması, içerideki cam elyafların kırılmasına veya mikro bükülme nedeniyle sinyal kaybına neden olabilir.
Neden Bir Lif Yerine İki Lif
Pek çok uygulama teorik olarak çift yönlü alıcı-vericiler kullanan tek bir fiberle çalışabilir, ancak pratik nedenlerden dolayı iki-fiber tasarımı baskındır.
Ayrı gönderme ve alma yolları, her iki uçta da dalga boyu bölmeli çoğullama ekipmanına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu, çoğu kurulum için maliyeti ve karmaşıklığı azaltır. Optik, tek bir fiberi paylaşan iki dalga boyundan ziyade-her fiber üzerinde tek yönde bir dalga boyuna sahip olmaktan daha basittir.
Her yönün kendi fiziksel yolu olduğunda sorun giderme daha kolay hale gelir. Bir fiber arızalanırsa diğerinin performansı, sorunun fiberin kendisinden mi yoksa alıcı-verici ekipmanından mı kaynaklandığını hemen ortaya çıkarır. Tek bir-fiber sistemde teşhis daha karmaşık hale gelir.
Yükseltme esnekliği de artar. Her iki fiber de işlevsel kaldığı sürece, her iki tarafı aynı anda yükseltmeye gerek kalmadan bir uçtaki alıcı-vericileri değiştirebilirsiniz.
Işık Kaynakları ve Fiber Çeşitleri
Tek modlu fiber, 1310nm veya 1550nm ışık dalga boylarını kullanan fiber optik ekipmanlarla çalışacak şekilde optimize edilmiştir. Bu spesifik dalga boyları, cam elyafındaki zayıflamayı en aza indirdikleri için seçilmiştir-silika camın en şeffaf olduğu "iletim pencerelerine" düşerler.
Tek-modlu fiberler çok ince bir çekirdek içerir ve merkez parçası çok küçük olduğundan ışık gerçekten etrafa yansımaz; tüm sinyaller kenarlardan sekmeden doğrudan ortasından geçer. Bu düz-yol iletimi, dağılmayı önleyerek sinyallerin uzun mesafelerde şekillerini korumasına olanak tanır.
Bunun alternatifi, ışığın birden fazla yoldan geçmesine izin veren daha büyük çekirdekli çok modlu fiberdir. Çok modlu fiberler, kısa-mesafeli iletişim bağlantıları ve yüksek optik gücün iletilmesi gereken uygulamalar için kullanılır. İç mekan/dış mekan kabloları, uygulama gereksinimlerine bağlı olarak hem tek-modlu hem de çok modlu versiyonlarda mevcuttur.
Su Engelleme Teknolojisi
En zorlu zorluklardan biri jel kullanmadan su hasarını önlemektir.
Gevşek-boru fiberi, suyu bloke eden ve fiberleri tamponlayan jel-dolu tüpler kullanırken, kuru su-bloke edilmiş seçenekler daha temiz, daha kolay birleştirme sağlar. Birçok iç/dış mekan kablosu, nemle temas ettiğinde şişen özel ipliklerle kuru su-bloklama teknolojisini kullanır.
Optik fiber kablolar su blokelidir ve ICEA S-104-696 ve GR-20-CORE'un su nüfuzu gerekliliklerini aşarak, kabloya gelebilecek herhangi bir hasarın ve sonrasında su girişinin onarılabilir birkaç metrelik uzunlukla sınırlandırılmasına yardımcı olur.
Bu önemlidir çünkü su, çekirdek{0}kaplama sınırındaki kırılma indisi özelliklerini değiştirerek zayıflamayı artırabilir. Küçük miktarlardaki nem bile zamanla sinyal kalitesini bozabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
İç/dış mekan kabloları gerçekten her iki ortamı da idare edebilir mi?
Evet, ama ödünlerle. Bu kablolar, her iki bağlam için de ideal olmaktan ziyade, her iki bağlam için de minimum gereksinimleri karşılar. Saf iç mekan kablolarından daha sağlamdırlar ancak özel dış mekan zırhlı kablolarından daha az sağlamdırlar. Çoğu kampüs ve ticari uygulama için performans, maliyet ve kurulum esnekliği arasında mükemmel bir denge sağlarlar.
2 fiber kablo için maksimum mesafe nedir?
Modern optik kablolardaki zayıflama, bakır elektrik kablolarına göre çok daha azdır; bu da, 70-150 kilometre tekrarlayıcı mesafeli uzun mesafeli fiber bağlantılara yol açar. Pratik kurulumlar için mesafe, alıcı-vericinin güç bütçesine ve fiber uzunluğu, konektörler ve eklemelerden kaynaklanan toplam bağlantı kaybına bağlıdır. Tipik bir hesaplama, zayıflamayı (0,3-0,5 dB/km) artı konektör kayıplarını (her biri 0,5-0,75 dB), ekleme kayıplarını (her biri 0,1 dB) artı 3 dB güvenlik marjını ekler.
İki fiberi ekipmana nasıl bağlarsınız?
Her fiber,{0}}genellikle LC, SC veya ST türleri olan bir bağlayıcıda sonlanır. Fiber, ulaşılması zor alanlar için seramik yüksüklü LC konektörlerle sonlandırılır ve her bir fiber çıkışının etrafında ekstra dayanıklılık için 18" 2,0 mil'lik çatallı boru bulunur. Konektörler anahtarlar, yönlendiriciler veya medya dönüştürücüler üzerindeki alıcı-verici modüllerine takılır. Fiber çekirdekler yalnızca 9 mikron genişliğinde olduğundan uygun konektör hizalaması kritik öneme sahiptir.
Bükmek kabloya zarar verir mi?
Keskin virajlar anında sinyal kaybına veya sonunda fiberin kırılmasına neden olabilir. İki tür bükülme fiber optik kabloları etkiler-makro bükülme, kablodaki büyük bükülmeyi, mikro bükülme ise küçük bükülmeyi ifade eder. Her zaman üretici tarafından belirtilen minimum bükülme yarıçapını (genellikle kablo çapının 10-15 katı) koruyun. Modern bükülmeye duyarsız fiberler daha sıkı bükülmeleri tolere eder ancak yine de sınırları vardır.
Kablo Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler
Saf iç mekan, saf dış mekan veya iç mekan/dış mekan kablosu arasında seçim yaparken tüm kurulum yolunu düşünün.
Kablo binayı hiç terk etmiyorsa, iç mekan{0}}kablosunun maliyeti daha düşük olur ve dar alanlar için daha iyi esneklik sunar. Kanal veya hava yollarında tamamen dışarıda kalırsa, ağır zırhlı dış mekan kablosu maksimum koruma sağlar.
Çevresel sınırların ötesinde sürekliliğe ihtiyaç duyduğunuzda iç mekan/dış mekan kablosu mantıklıdır. Bu, kablonun dış mekan terminallerinden ofislere gittiği masadan-masaya fiber dağıtımlarını, binaları birbirine bağlayan kampüs ağlarını ve bu akışın kesilmesinin bir bağlantı kutusunda füzyon eklemesi gerektireceği her türlü senaryoyu içerir.
İç mekan/dış mekan fiber optik kablonun çekirdeği ve kaplaması, ITU-T G.652.D uyumlu ve diğer eski tek modlu fiberlerle geriye doğru uyumlu olan yüksek kaliteli tek modlu fiber kullanılarak yapılmıştır. Bu standart uyumluluğu, mevcut altyapı ve gelecekteki yükseltmelerle birlikte çalışabilirliği sağlar.
Çoğu ihtiyacı 2 fiber kablo karşılasa da, birden fazla devre veya yedeklilik gerektiren uygulamalar için daha yüksek fiber sayılarının (4, 6, 12 veya daha fazla) mevcut olduğunu unutmayın. Çalışma prensibi aynı kalır-daha fazla fiber, tek bir kablo kılıfında daha fazla paralel iletişim yolu anlamına gelir.
Fiber optiğin güzelliği, ister bir odaya ister okyanusa veri gönderiyor olun, camdan ışık iletiminin fiziksel prensiplerinin sabit kalmasıdır. Koruyucu ambalaj çevreye uyum sağlıyor ancak içeride bu iki cam iplik, fotonları bir uçtan diğer uca yakalamak ve yönlendirmek gibi aynı zarif numarayı gerçekleştiriyor.