Какие бывают оптические патч-корды и как их правильно выбирать?

От правильности выбора оптоволоконных шнуров, их соответствия оборудованию и условиям зависит стабильность коммутационной линии ВОЛС. В материале рассказываем про основные виды оптических патч-кордов и их характеристики.

Как выбрать подходящий патч-корд - характеристики оптических шнуров и критерии выбора

1. Тип разъема

Коннекторы – базовые элементы оптико-волоконных шнуров, без них не удастся провести подключение. При ошибочном выборе коннектора – линия окажется уязвимой для механических, атмосферных воздействий, загрязнений, нарушающих прохождение световой волны. Основные версии разъемов:

• ST (Straight Tip). Разработка, появившаяся на заре развития оптоволоконных сетей, в 80-е годы XX века. Цилиндрический разъем с 2.5-миллиметровым наконечником надежно фиксируется за счет подпружиненного контакта и байонета. В последнее время встречается нечасто, уступая более технологичным аналогам. ST компактен, надежен, но требует бережного обращения. Неаккуратное движение может спровоцировать поломку хрупкого наконечника.
• FC (Fiber Connector). Модернизация ST от японской корпорации NTT. Фиксация – резьбовая, что исключает смещения под нагрузкой и вибрациями, случайные потери контакта и обрывы связи. Минус схемы – необходимость дополнительного пространства для откручивания и вкручивания, плотной компоновки добиться невозможно. Корпус изготовлен из металла, наконечник – из керамики. Надежность максимальна. Область применения – ответственные соединения, подключения к измерительным приборам, коммутационные линии в ЦОД.
• SC (Subscriber Connector). Упрощенная FC-версия для абонентских сетей, где нет жестких требований к надежности. За крепление отвечает пластиковая защелка, из аналогичного материала выполнен корпус. Установить или извлечь разъем можно в одно движение, допустима плотная компоновка. Минус – подверженность вибрационным, механическим нагрузкам, нарушающим плотность контакта.
• LC (Lucent Connector). Уменьшенная вдвое SC-копия. Диаметр наконечника – не 2.5, а 1.25 миллиметра. Габариты усложняют коммутацию – она невозможна без специального инструмента, но значительно повышают плотность. Применяется при подключении базовых станций сотовой связи, антенн, абонентских устройств, формировании локальных коммерческих сетей.
• LSH (E2000). Защищенный разъем. За основу взят LC. Защелка работает по аналогичному принципу, упрощает коммутацию, исключает ослабление контакта под воздействием вибраций, отрыв – при случайной механической нагрузке. Особенность – автоматический колпачок, закрывающийся при отсоединении. Он исключает попадание на наконечник пыли, влаги. При комплектации уплотнительным кольцом E2000 можно использовать даже во влажной, запыленной среде. Индекс защиты такой версии – IP65.

2. Полировка оптоволокна

Различия коннекторов – не только в конструкции, принципе фиксации в разъеме, но и в полировке оптоволоконного сердечника. Она определяет плотность контакта соединяемых волокон. Чем выше – тем лучше проходит световой сигнал, тем меньше выраженность потерь и искажений. Сейчас распространены следующие классы полировок:

1. PC (Physical Contact). Первые версии были плоскими, но такая конфигурация приводила к появлению воздушных зазоров, нарушающих прохождение светового импульса. Недостаток был исправлен небольшим скруглением. Минус – образование “инфракрасного слоя” в контактной зоне. Для скоростных линий PC не подходит.
2. UPC (Ultra Physical Contact). Предыдущий метод полировки осуществим вручную, этот – только на технологичном оборудовании. Цена разъемов выше, но она компенсируется отсутствием “инфракрасного слоя”, минимальной выраженностью отражений и искажений. Детали подходят для высокоскоростных ВОЛС.
3. APC (Angled Physical Contact). Наиболее совершенная методика. Наконечник скошен под углом от 8 до 12 градусов, что исключает обратные отражения и потери сигнала. Назначение – ответственные линии связи, по которым передаются большие объемы данных.

Разъем и полировка – наиболее важные, но не единственные значимые факторы. Рассмотрим другие типы оптических шнуров.

3. Simplex и Duplex

Симплексное оптоволокно обеспечивает одностороннюю передачу информации, дуплексное – двустороннюю. Первое – используется в системах, где обратная связь не требуется, например, телеметрии, охране. Для прокладки офисных сетей, подключения оборудования в центрах обработки данных требуется, IP-телефонов требуется duplex.

Максимум вносимых потерь для дуплексных патч-кордов – 0.3 дБ, возвратных – 50 дБ. Превышение показателей не позволит организовать стабильную коммутацию.

4. Уличные и внутренние

Наружный монтаж возможен при соответствующей оболочке, устойчивой к термическим нагрузкам, высоким и низким температурам, не разрушающейся под воздействием ультрафиолета. Таким требованиям отвечает полиэтилен (ПЭ). ПВХ подобных нагрузок не выдержит, быстро потеряет эластичность, покроется трещинами и разрушится.

5. Размерность волокна

Стандарты для одномодового волокна – 125 и 9 микрометров. Первый диаметр – основное волокно, второй – сердцевина, в которой и распространяется световая волна. В многомодовых аналогах диаметр больше. Для OM1 характерно значение 62.5 на 125, OM2 и старше – 50 на 125.

6. Прямые и угловые

На коммутационных шнурах второго типа коннектор установлен под углом в 45, 90 градусов. Сделано это для упрощения подключения, рационального использования пространства на коммутационной панели.

7. Модовость

Тонкий сердечник кабеля SMF (Single Mode Fiber) достаточен для прохождения одной моды света. Уменьшение диаметра помогает справиться с искажениями и возвратными потерями, что важно для передачи информации на большие дистанции. Одномодовые патч-корды востребованы в CaTV, телефонных линиях и подобных системах.

Многомодовые кабели MMF (Multi Mode Fiber) передают несколько мод света. Это увеличивает объем транслируемой информации, но снижает устойчивость к помехам. Соединительные шнуры MM оптимальны для коротких дистанций, локальных сетей, наладки связи между офисной техникой.

8. OM1, OM2, OM3, OM4

Расшифровка аббревиатуры – “optical multimode”. Цифра в данных видах оптических патч-кордов указывает на класс по стандарту ISO 11801. Особенности шнуров:

1. OM1. Диаметр сердечника – 62.5 мкм. На 33-метровой дистанции удается скорость 10 гигабит в секунду. Световой импульс, как правило, продуцируется не лазером, а светодиодом. Сейчас используется редко.
2. OM2. Диаметр уменьшен до 50 микрон, дальность связи с поддержкой 10-гигабитной скорости – увеличена до 82 метров. Оптимум для гигабитных сетей.
3. OM3. Источник света – лазер, что увеличивает дальность. 10 Гбит доступны на 300 метрах, 40 и 100 – на сотне. Характеристики достаточны для ответственных систем с высокой пропускной способностью, вплоть до ЦОД.
4. OM4. 10 Gbit на 400 метрах, 100 – на 150.

9. Длина

На коротких дистанциях используются шнуры 1, 2, 3, 5 метров, на дальних – 15, 20 и более. Ограничения связаны со стандартом. Например, 40-метровый многомодовый патч-корд OM1 уже не даст максимума в 10 Gbit. Скорость снизится в несколько раз.

10. Дроп

Особенность оптического дроп-кабеля – минимальный диаметр. Назначение – FTTH-сети, PON, функция – подключение конечного абонентского оборудования. Несмотря на легкость, коммутационные волоконно-оптические шнуры прочные, подходят для вертикального и горизонтального монтажа, проброса между зданиями или опорами на небольшое расстояние.

11. PVC/LSZH

Материалы внешней оболочки. PVC (ПВХ) – классический вариант для внутренней прокладки, гибкий, прочный, долговечный. LSZH – модифицированный полимер с нулевым содержанием галогенов. Используется на объектах с жесткими противопожарными требованиями, социальных, коммерческих. Выдерживает интенсивные термические нагрузки, при воздействии пламени – не выделяет едкого дыма и токсичных веществ, что упрощает эвакуацию.

12. Бронирование

Армированные разновидности оптических патчкордов ориентированы на жесткие условия, допускающие выраженные механические нагрузки. Активность грызунов, вероятность наступа или проезда транспорта, статическое давление грунта – усиленная оболочка защищает световод от деформаций, разрушения, исключает обрыв связи.

Несмотря на усиление, кабель остается гибким. Бронированные оптические патч-корды допускают формирование линии сложной конфигурации. Для структурного укрепления используют стеклопластиковые прутки, арамидные нити, стальную проволоку или обмотку.

13. OS1 и OS2

Классификация OM введена для многомодовой оптики, OS – для одномодовой. OS1 – стандарт, разработанный в 90-х, OS2 – современный. Максимальная дистанция передача данных в первом случае – 10 километров. Кабели используются для сетей небольшой протяженности, вплоть до локальных.

Для оптических шнуров типа OS2 характерны расстояния в сотни километров, ориентир – магистральные, междугородние ВОЛС. Впрочем, OS2 подойдет и для внутренних линий. Минимальное затухание повышает надежность, стабильность передачи данных.

14. Особые параметры

А) В отдельную группу выделены коммутационные шнуры Uniboot. В их конструкции объединены два волокна, что ценно для коммутационных линий с высокой плотностью кабелей. Без вреда для пропускной способности можно сократить количество проводов вдвое, провести монтаж в стесненных условиях.

Б) Для внедрения одномодового оборудования в многомодовый комплекс применяются шнуры “Mode Conditioning” с комбинированной конструкцией. Они помогают обойти технические ограничения, исключить сбои при передаче световой волны.

В) BIF – вид оптических патч-кордов, особо устойчивый к изгибам. Конфигурация сердечника модифицирована, сводит к минимуму потери при изгибах различного радиуса.

Г) Для частой смены полярности требуются переключаемые патч-корды. Замыкания разъемов исключены даже при регулярной повторной коммутации. Вдобавок, изменение удается провести без специального инструмента.

15. Цвет оптического патч-корда

Цветовой оттенок оболочки не стандартизован, но позволяет определить класс, пропускную способность. Примеры:

• Желтый – одномодовый коммутационный шнур.
• Оранжевый – многомодовый, OM1 или OM2.
• Бирюзовый или голубой – OM3.
• Розовый – OM4.

16. Производитель

Оптический соединительный шнур – технологичное изделие. Важно не только качество оптоволокна, но и строгое соблюдение технологии установки коннекторов, проведение сварки с микроскопической точностью. Продукция безымянных марок нередко оказывается нерабочей, неэффективной. Лучше предпочесть бренды с крепкой репутацией:

• LANMASTER;
• TWT;
• Enginova.

Рейтинг: ТОП-5 оптических шнуров

1) Оптоволоконный патч-корд LC(UPC) SM LSZH 1m. Хорошо зарекомендовал себя на коротких расстояниях. Он укомплектован LC-разъемами с UPC-полировкой, что упрощает коммутацию, позволяет добиться ее высокой плотности, снижает потери. Материал оболочки – безопасный LSZH, допускающий прокладку в офисных центрах, коммерческих и административных учреждениях. Обеспечено соответствие жестким противопожарным нормам.

2) Дуплексный шнур от LANMASTER. Поддерживает двунаправленную передачу данных. 10-метровой длины достаточно для крупного офисного помещения. Оболочка из LSZH допускает монтаж на объектах с высокой посещаемостью.

3) Симплексный провод от TWT. ПВХ-оболочка пластична, подходит для внутреннего монтажа. Оптимален для 5-метровых коммутационных линий, где двусторонняя связь не требуется.

4) Оптический патчкорд OM4 от LANMASTER. Длина – 2 метра, назначение – высокоскоростные линии. В соответствии со стандартом, поддерживает скорость до 400 гигабит в секунду.

5) Дуплексный коммутационный шнур OM3 от LANMASTER. Разработка для панелей с высокой плотностью коммутации с LC-коннекторами. Длина – 5 метров. Поддерживает скорость до 100 Гбит/с.

Вопросы и ответы

1. Что такое эталонный оптоволоконный патч-корд?

Коммутационный шнур для проведения точных измерений характеристик ВОЛС. Производство мастер-шнуров ведется со строгими допусками, позволяет без погрешности зафиксировать величины прямых и возвратных потерь.

2. Переходный патч-корд: что это?

Оптический кабель, укомплектованный разъемами не одинакового, а разного типа. Например, на одном конце установлен коннектор SC, на другом – FC. “Прямыми” называют шнуры, оба конца которых с идентичными разъемами.

3. Можно ли сделать оптический коммутационный шнур самому?

Можно, но процесс сложен и затратен. Витую пару удастся обжать ножом и отверткой, оптический – потребует специальных скалывателей, полировальных пленок, сварочных аппаратов. Микронная погрешность сделает линию неработоспособной. Проще приобрести готовый оптоволоконный патч-корд.

4. Что такое пигтейл?

Тот же оптико-волоконный шнур, но с односторонним размещением разъема. Вторая сторона свободна, предназначена для сращивания, сваривания с кабельным отрезком ВОЛС.

Итог

Характеристики оптических патч кордов определяют стабильность, эффективность работы ВОЛС, четкость прохождения сигнала. Оптоволоконные шнуры подбирают под конкретное оборудование, учитывают пропускную способность, характер работы: односторонний или двусторонний.

Важно учесть и эксплуатационные условия, исключить повреждения кабеля температурным, химическим, механическим воздействием, случайный отрыв разъема и другие негативные явления, замедляющие сеть или делающие ее неработоспособной.