Mūsdienu datu pārraides arhitektūra ir cilvēka atjautības apliecinājums, strauji pārejot no vara-balstiem elektriskiem signāliem uz fotonikas gaismas izplatīšanās gandrīz-ātrumu-. Šajā plašajā hipermēroga datu centru, telekomunikāciju operatoru tīklu, uzņēmumu lokālo tīklu un dzīvojamo platjoslas savienojumu infrastruktūrā fiziskā savstarpējā savienojamība ir būtisks elements, kas savieno dažādas sistēmas. Lai gan lielas kapacitātes maģistrāles, ieraktas āra caurules un strukturēti maģistrāles kabeļi pārnēsā datus pa ēkām un kontinentiem, pēdējā, būtiskā saikne starp aktīvām tīkla iekārtām, ielāpu paneļiem un serveru saskarnēm balstās uz maldinoši vienkāršu, taču ļoti izstrādātu komponentu: optiskās šķiedras kabeļa plākstera vadu. Šis specializētais optiskais mezgls, ko bieži dēvē vienkārši par ielāpu vadu, džemperi vai ielāpu, savieno aktīvos raiduztvērējus ar pasīvām sadales sistēmām, padarot ātrdarbīgu{8}}datu pārraidi elastīgu, modulāru un apkopjamu.
Plākstera vada anatomija un galvenā uzbūve
No pirmā acu uzmetiena plākstera vads var šķist vienkāršs stieples garums, kas aprīkots ar plastmasas savienotājiem abos galos. Tomēr tā iekšējā konstrukcija ietver izsmalcinātu optisko un mehānisko inženieriju, kas izstrādāta, lai aizsargātu trauslās stikla šķiedras, vienlaikus nodrošinot īpaši-zemus ievietošanas zudumus un augstu signāla precizitāti. Katrs standarta plākstera vads sastāv no iekšējās optiskās šķiedras serdeņa un apšuvuma, aizsargājošiem buferpārklājumiem, stiprības elementiem, ārējās aizsargapvalka un rūpnīcas -gala savienotājiem abos galos.
Visdziļākā sastāvdaļa ir pati optiskā šķiedra, kas sastāv no mikroskopiskā serdeņa, caur kuru pārvietojas gaisma, ko ieskauj apšuvuma slānis ar zemāku refrakcijas koeficientu, lai nodrošinātu kopējo iekšējo atstarošanos. Atkarībā no lietojuma šī šķiedra var būt viena-modu vai vairāku{2}}modu. Šķiedras apvalks ir primārais aizsargpārklājums, kas parasti ir izgatavots no divslāņu-akrilāta, kas pasargā stiklu no mitruma un mikroskopiskiem nobrāzumiem ražošanas un apstrādes laikā. Standarta plākstera vadu dizainā šī pārklājuma šķiedra ir vēl vairāk aizsargāta ar sekundāru 900{7}}mikronu blīvu buferi vai ir ievietota vaļīgā caurules struktūrā atkarībā no tā, vai kabelis ir paredzēts lāpīšanai telpās šaurās telpās vai izturīgākā vidē.
Ap buferšķiedru ir aramīda dzijas slānis, kas visbiežāk pazīstams ar zīmolu Kevlar. Šī augstas-stiepuma-sintētiskā šķiedra ir būtisks optiskās šķiedras kabeļa savienojuma vada konstrukcijas elements, kas absorbē vilkšanas spriegumu un mehānisko spriegumu uzstādīšanas, maršrutēšanas un ikdienas apkopes laikā. Bez šī aramīda pastiprinājuma kabeļa apvalka vilkšana vai vilkšana radītu tiešu stiepes slodzi uz stikla serdi, izraisot mikro-lūzumus, signāla degradāciju vai katastrofālu šķiedras pārrāvumu.
Visbeidzot, viss komplekts ir ievietots ārējā aizsargapvalkā, kas izgatavots no specializētiem polimērmateriāliem, piemēram, polivinilhlorīda (PVC) vai zemas dūmu nulles halogēna (LSZH) savienojumiem. LSZH apvalki ir kļuvuši par nozares standartu mūsdienu uzņēmumu datu centriem un slēgtām telpām, jo tie neizdala toksiskas halogēna gāzes vai blīvus dūmus, pakļaujoties ārkārtējam karstumam vai ugunsgrēkam, ievērojami uzlabojot personāla un aprīkojuma drošību. Specializētās plāksteru auklas var būt aprīkotas arī ar metāla bruņām vai lieljaudas poliuretāna apvalkiem, kas paredzēti rūpnieciskai, skarbai-videi vai izmantošanai ārpus telpām, kur grauzēji, mitrums un graujošas slodzes pastāvīgi apdraud fizisko integritāti.
Savienotāju veidu dekodēšana un pulēšanas apdare
Mehānisko saskarni, kas savieno plākstera vadu ar aktīvo slēdža portu, raiduztvērēju vai plākstera paneli, nosaka tā savienotāja veids un pulēšanas apdare. Ir ļoti svarīgi izvēlēties pareizo savienotāju kombināciju, jo neatbilstošas saskarnes novērsīs fizisku pārošanos vai radīs nopietnu optisko vājināšanos un atstarošanu.
Mūsdienu telekomunikāciju vidē dominē vairāki primāro savienotāju stili. Lucent Connector, kas plaši pazīstams kā LC savienotājs, ir neapstrīdams augsta blīvuma datu centru vides karalis. Ar kompaktu 1,25-milimetru keramisko uzgali un ērtu stumšanas-uzvilkšanas mehānismu, kas ir līdzīgs RJ-45 vara savienotājam, LC dizains ļauj tīkla inženieriem iekļaut divreiz vairāk savienojumu noteiktā statīva blokā, salīdzinot ar vecākiem mantotajiem savienotājiem. Šis vietu taupošais atribūts padara LC optiskā kabeļa plākstera vadu par primāro izvēli modernu ātrgaitas slēdžu, serveru un raiduztvērēju, piemēram, SFP+ un QSFP moduļu, savienošanai.
Abonenta savienotājs jeb SC savienotājs izmanto lielāku 2,5-milimetru keramikas uzgali un stumšanas-uzvilkšanas mehānismu ar skaidru klikšķi, lai apstiprinātu drošu piesaisti. Lai gan SC savienotāji ir apjomīgāki par LC savienotāju, tie joprojām tiek plaši izmantoti mantotās telpu elektroinstalācijās, kabeļtelevīzijas sistēmās un īpašās viena -moda šķiedras-uz--mājas (FTTH) sadales arhitektūrā, pateicoties to spēcīgajai fiziskajai apstrādei un ērtai lietošanai. Pie citiem mantotajiem vai specializētajiem savienotājiem pieder Straight Tip (ST) savienotājs, kuram ir bajonetes -stikla pagrieziena-bloķēšanas mehānisms, kas popularizēts vecākos daudzrežīmu industriālajos tīklos, un Ferrule Connector (FC), kurā tiek izmantota vītņota skrūve-uz stobra, lai nodrošinātu ārkārtēju mehānisko stabilitāti, piemēram, militārās sakaru laboratorijās.
Papildus savienotāja fiziskajam korpusam keramikas uzgaļa gala virsmas ģeometrija un pulēšana{0}} nosaka, kā gaisma pāriet pāri savienojuma robežai. Kad saskaras divas šķiedras gala -virsmas, mikroskopiskas gaisa spraugas var izraisīt gaismas atstarošanos atpakaļ virzienā uz raidītāju. Šo parādību sauc par atgriezenisko-atspīdumu vai optiskās atgriešanās zudumu (ORL), kas var destabilizēt lāzera avotus un radīt bitu kļūdas. Lai to novērstu, ražotāji izmanto standartizētu pulēšanas apdari.
Fiziskā kontakta (PC) pulēšanai ir nedaudz noapaļots, izliekts uzgaļa gals, kas nodrošina fizisku kontaktu starp stikla serdeņiem, samazinot gaisa spraugas un samazinot atpakaļ{0}}atspīdumu, salīdzinot ar plakanajiem-pulētajiem savienotājiem. Ultra Physical Contact (UPC) pulēšana pastiprina šo koncepciju, izmantojot paplašinātu mehānisko pulēšanas procesu, kas rada vēl gludāku, kupolveida stikla virsmu, panākot izcilu atdeves zuduma rādītāju, kas piemērots standarta digitālajai datu pārraidei.
Liela-joslas platuma lietojumprogrammām, analogā video pārraidei un jutīgiem viena -moda tīkliem leņķiskā fiziskā kontakta (APC) pulēšana ir galīgais nozares standarts. APC savienotājam ir uzgaļa gala-virsma, kas nopulēta precīzā astoņu- grādu leņķī. Šis asais leņķis nodrošina, ka jebkura atstarotā gaisma tiek iesprostoti apšuvuma-gaisa robežās un izplūst apkārtējā materiālā, nevis virzās taisni atpakaļ pa serdi uz lāzera avotu. APC savienotājiem parasti ir izcilas atdeves zudumu vērtības, kas pārsniedz 60 decibelus, padarot tos viegli atpazīstamus pēc raksturīgās zaļās ārējā korpusa vai bagāžnieka krāsas, kas krasi kontrastē ar standarta UPC savienotāju zilajiem korpusiem.
Viens{0}}režīms pret vairāku-režīmu: pareizā optiskā datu nesēja izvēle
Lai veiksmīgi izvietotu optiskās šķiedras kabeļa plākstera vadu, ir rūpīgi jāizprot atšķirība starp viena{0}}režīmu un daudzmodu{1}}optisko datu nesēju. Lai gan abi veidi kalpo galvenajam mērķim gaismas impulsu pārnešanai no punkta A uz punktu B, to iekšējie serdes izmēri, gaismas -savākšanas īpašības, pārraides attālumi un raiduztvērēja savietojamība krasi atšķiras.
Viena{0}}režīma šķiedra ir izstrādāta liela attāluma-telekomunikācijām, universitātes pilsētiņas mugurkauliem un ātrdarbīgiem-datu centru savienojumiem, kas aptver kilometrus. Tam ir ārkārtīgi mazs serdes diametrs, kas parasti ir aptuveni 9 mikroni, un to ieskauj 125{8}}mikronu apšuvums. Tā kā kodols ir gandrīz mikroskopisks, gaismai ir atļauts pārvietoties pa šķiedru vienā, tiešā ceļā, neatlecot no apšuvuma sienām. Šī netraucētā izplatīšanās novērš modālo izkliedi-parādību, kad gaismas stari iekļūst šķiedrā dažādos leņķos un galamērķī nonāk nedaudz atšķirīgos laikos,{10}}ļaujot viena režīma plāksteru vadiem pārraidīt datus desmitiem vai pat simtiem kilometru ar īpaši lielu joslas platumu, ja tie ir savienoti pārī ar lāzera gaismas avotiem, kas darbojas ar 1 viļņa garumu nm. 1550 nm. Viena režīma plākstera vadi ir universāli identificēti pēc to dzeltenās ārējās apvalka.
Turpretim daudzrežīmu šķiedra ir paredzēta neliela-darbības diapazona saziņai ēkās, uzņēmuma lokālajos tīklos un lokalizētos datu centru serveru statīvos. Tam ir ievērojami lielāks serdes diametrs, parasti 50 mikroni, vai vecāks mantotais izmērs 62,5 mikroni, kas ir ietverts tajā pašā 125{8}} mikronu ārējā apšuvumā. Lielāks kodols ļauj vairākiem gaismas režīmiem vienlaikus izplatīties pa šķiedru dažādos leņķos. Lai gan tas padara daudzrežīmu šķiedru vienkāršāku un izmaksu ziņā izdevīgāku savienošanu ar augstas{11}}jaudas, zemākas maksas{12}}gaismas avotiem, piemēram, vertikālās{13}}dobuma virsmas-izstarojošajiem lāzeriem (VCSEL) un gaismas diodēm (LED), salīdzinot ar tā maksimālo modālo un modu pārraides attāluma ierobežojumu.
Lai klasificētu vairāku{0}}režīmu veiktspēju mainīgos tīkla ātrumos, telekomunikāciju nozare izmanto OM (Optical Multi-mode) klasifikācijas sistēmu, sākot no OM1 līdz OM5. OM1 un OM2 šķiedras, kurās tiek izmantoti attiecīgi 62,5 mikronu un 50 mikronu serdeņi, lielākoties ir mantoti standarti, kas ir ierobežoti ar mazāku datu pārraides ātrumu un īsākiem attālumiem. OM3 un OM4 šķiedras ir lāzera-optimizētas 50{20}}mikronu daudzrežīmu šķiedras, kas spēj atbalstīt 10 gigabitu, 40 gigabitu un 100 gigabitu Ethernet pārraidi vairāku simtu metru attālumā, padarot tās par modernu uzņēmumu datu centru ielāpu pamatelementiem. OM5 ir jaunākā evolūcija daudzrežīmu tehnoloģijā, kas īpaši izstrādāta platjoslas daudzrežīmu šķiedras (WBMMF) lietojumprogrammām. OM5 ir izstrādāts, lai atbalstītu īsviļņu dalīšanas multipleksēšanu (SWDM), kas ļauj vienlaikus pārraidīt vairākus atšķirīgus gaismas viļņu garumus pa vienu vairāku režīmu šķiedru pāri, tādējādi palielinot pārraides jaudu, neprasot papildu fiziskus kabeļus. Daudzrežīmu plākstera vadi atšķiras ar standartizētu apvalka krāsu kodējumu, ar oranžu apzīmē OM1 un OM2, aqua apzīmē OM3 un OM4 un laima zaļu apzīmē OM5.
Paraugprakse izvietošanai, maršrutēšanai un uzturēšanai
Pat augstākās -klases rūpnīcas-sertificētais optiskās šķiedras kabeļa plākstera vads nedarbosies uzticami, ja tas tiks pakļauts sliktai uzstādīšanai, nepareizai maršrutēšanai vai fiziskai vardarbībai. Tā kā optiskās šķiedras būtībā ir augstas-tīrības stikla šķiedras, tām ir fiziski ierobežojumi, kas tās krasi atšķir no tradicionālajiem vara kabeļiem. Stingru darbības protokolu ieviešana instalēšanas un pastāvīgas apkopes laikā nodrošina maksimālu tīkla darbības laiku un signāla integritāti.
Vissvarīgākais fizikālais parametrs, kas regulē šķiedru plākstera kabeļa izvietošanu, ir minimālais lieces rādiuss. Ja plākstera vads ir pārāk asi saliekts ap šauru stūri vai agresīvi iestrēdzis pārpildītā kabeļa pārvaldniekā, tiek pārkāpts kopējā iekšējā atstarojuma kritiskais leņķis. Tas izraisa gaismas izplūdi caur ārējo apšuvumu apkārtējā vidē. Šo parādību sauc par makro-lieces zudumu. Makro-locīšana izpaužas kā tūlītēja signāla vājināšanās, liels ievietošanas zudums un periodiskas saites kļūmes, kas var samulsināt tīkla inženierus. Tehniķiem ir stingri jāievēro ražotāja -norādītās līkuma rādiusa vadlīnijas-parasti ne mazāk kā desmit reizes lielāks par kabeļa ārējo diametru statiskām instalācijām un piecpadsmit reizes aktīvā spriegojuma laikā,-izmantojot rādiusa-vadības klipus, ūdenskrituma maršrutēšanas kronšteinus, lai uzturētu vienmērīgus horizontālos kabeļu ceļus, kā arī saudzīgus trošu ceļus.
Tikpat svarīgi ir novērst mehānisko spriegumu un saspiešanu. Atšķirībā no vara vadiem, kas var izturēt ciešas kabeļu saites un smagu sasaistīšanu bez iekšējiem bojājumiem, optiskās šķiedras kabeļi ir ļoti jutīgi pret sānu saspiešanas spēkiem. Pārmērīgi pievelkot Velcro siksnas vai neilona rāvējslēdzēju saites ap plākstera auklu saišķi, var deformēt ārējo apvalku, izspiest iekšējās bufera caurules un radīt mikroskopisku spriegumu stikla serdei, izraisot lielus no polarizācijas atkarīgus zudumus un vājināšanos. Tehniķiem vienmēr ir jāizmanto brīvi-pieguļoši āķi-un-cilpu stiprinājumi, nevis rāvējslēdzēji, nodrošinot, ka kabeļi var brīvi pārvietoties, nesaspiežot tos.
Tīrība joprojām ir absolūts optiskās uzticamības pamats. Optisko šķiedru zelta likums nosaka, ka katra savienotāja gala -virsma ir rūpīgi jāpārbauda un jānotīra pirms savienošanas neatkarīgi no tā, vai plākstera vads ir pilnīgi jauns no iepakojuma vai ir izmantots gadiem ilgi. Mikroskopiskas putekļu daļiņas, gaisā esošās eļļas, ādas eļļas no cilvēka pirkstu galiem vai ražošanas šķīdinātāju atlikumi, kas palikuši uz keramikas uzgaļa, darbosies kā fiziska barjera vai absorbējoša lēca, kad ir savienoti divi savienotāji. Šis piesārņojums var izkliedēt gaismu, izraisīt nopietnus ievietošanas zudumus, radīt lielu atspīdumu-un pat neatgriezeniski sadedzināt vai iedragāt stikla virsmu zem lielas-jaudas lāzera pārraides. Lai efektīvi noņemtu piesārņotājus, tehniķiem ir jāizmanto specializēti optiskās pārbaudes mikroskopi, lai pārbaudītu uzmavas gala virsmas, un jāizmanto mehāniski ar vienu-klikšķi tīrītāji vai bezplūksnāmas salvetes, kas piesātinātas ar augstas-tīrības izopropilspirtu. Ikreiz, kad plākstera vads tiek atvienots no aktīvā porta, atklātajiem savienotājiem nekavējoties jāuzstāda tīri putekļu aizsargvāciņi, lai novērstu apkārtējo putekļu nogulsnēšanos uz pulēta stikla galiem.
Apvienojot stingru tīrības standartu ievērošanu, rūpīgu līkuma rādiusa pārvaldību, pareizu datu nesēja izvēli un skaidru izpratni par savienotāju mehāniku, tīkla inženieri var pilnībā izmantot optiskās infrastruktūras potenciālu. Tā kā digitālās satiksmes prasības turpina pieaugt arī nākotnē, pieticīgais ielāpu vads joprojām būs neaizstājams tilts, kas nodrošina ātrgaitas globālo savienojumu.
