Optikai kábelek

Optikai kábelek Nagysebességű adatátvitel

Az optikai kábeleken keresztül történő adatátvitel számos előnyt kínál. Ez nagy, max. 40 Gbit/s adatátviteli sebességeket tesz lehetővé sok kilométer hosszúságú szakaszokon keresztül, nem befolyásolja a párhuzamosan lefektetett vezetékeket, és egyidejűleg érzéketlen az elektromágneses befolyásokkal szemben. A különböző szálfajták (POF, PCF, GOF) és szálkategóriák (OM1 ... OM5 és OS2) lehetővé teszik a specifikus követelményekhez igazított kábelezési koncepciókat.

Fiber optics - high-speed data transmission for industrial applications
angol nyelvű letölthető anyag
Tudj meg többet: → Követelmények az optikai kábelen keresztüli adatátvitelre vonatkozóan → Különféle optikai kábel típusok és alkalmazási területeik → FO csatlakozási technológiák és jellemzőik
Kérem a szakmai anyagot
angol nyelvű letölthető anyag

Előnyök

  • A rézkábelekhez képest akár 90 %-kal vékonyabb optikai kábelek és vezetékek
  • A fémmentes átvitel miatt nincs szükség árnyékoló koncepciókra
  • Alacsony anyagfelhasználás a passzív kábelezéshez
  • Több jel továbbítása különböző hullámhosszakon ugyanazon az optikai szálon keresztül a nagy átviteli sávszélességnek köszönhetően
Az optikai adatátvitel elve

Az optikai adatátvitel elve

Az optikai kábeles átvitel elve

Az optikai kábelek (fiber optics, FO) fény formájában viszik át az adatokat nagy távolságokra. Ehhez az elektromos jeleket az adó optikai jelekké alakítja át, és műanyag vagy üvegszálakon keresztül a vevőhöz továbbítja. A vevő ismét visszaalakítja az átvitt fényjeleket elektromos jelekké, majd kiértékeli és tovább feldolgozza azokat.

A kábelek és vezetékek akár 90 százalékkal könnyebbek és vékonyabbak a rézkábeleknél, ennek ellenére hosszabb átviteli szakaszokat és akár 40 Gbit/s, sőt még ennél is nagyobb átviteli sebességeket tesznek lehetővé. Ugyanakkor nincs szükség költséges árnyékolási koncepciókra sem, mivel a fém nélküli átvitel miatt a rendszer teljesen érzéketlen az EMC és ESD zavaró hatásokkal szemben.

A passzív kábelezés anyagfelhasználása és ezzel járó költségei a legtöbb esetben alacsonyabbak a rézkábelezéshez képest. Ezenkívül a nagy jelsűrűséget eredményező nagy átviteli sávszélesség lehetőséget ad arra, hogy ugyanaz az optikai kábel több, különböző hullámhosszú jelet is átvigyen (multiplexelés).

Adatátvitel a számítóközpontban

Az üvegszálas kábelezés optimalizálja az adatátvitelt a számítóközpontban

Optikai kábel alkalmazása

Teljesen mindegy, hogy rövid, közepes vagy hosszú távolságokat áthidaló, 100 Mbit/s-nál kisebb vagy akár max. 40 Gbit/s sebességű, busz- vagy Ethernet-struktúrákon belüli adatátvitelről van szó: az ipari vagy félipari automatizálás gyakorlatilag minden követelményéhez létezik megfelelő adatátviteli optikai kábel. Az optikai kábelek megbízhatóan ellátják feladatukat még mostoha körülmények között is, például szélerőműtelepeken.

Az alkalmazási területek ezért a járműtechnikától és az ipari kábelezéstől kezdve az adatközpontok helyi hálózatain (LAN) keresztül egészen a távolsági közlekedési hálózatokig terjednek. A kábelezés szempontjából döntő fontosságú a megfelelő szálfajta és -kategória kiválasztása.

Minden alkalmazáshoz a megfelelő szálat Minden szálfajtának saját külön alkalmazási területe van. Minél kisebb a szál külső átmérője, annál finomabban kell bánni vele a konfekcionálás során. A kisebb szálmagátmérő nagyobb adatátviteli sebességet és nagyobb távolságokat tesz lehetővé. További információkért kattintson a türkiz színű pontra.

Interaktív kép: Az optikai kábelek szálmag- és köpenyátmérői
POF rövid átviteli szakaszokhoz 70 m-ig és 100 Mbit/s sebességig
A POF kábeleknél (polymer optical fiber, polimer optikai szál) mind a mag, mind a köpeny (cladding) műanyagból készül. Tipikusan a magátmérő 980 µm, a köpeny átmérője pedig 1 000 µm. A rövid, max. 70 m hosszúságú átviteli szakaszok és a max. 100 Mbit/s adatátviteli sebességek miatt a POF kábeleket a járműtechnika vagy az ipari kábelezés terén használják. A szálak robusztussága és mérete révén ezeket a terepen könnyen lehet konfekcionálni. A nagy csillapítás és szóródás miatt ez a száltípus nem alkalmas nagy adatátviteli sebességekhez és távolságokhoz.
POF rövid átviteli szakaszokhoz 70 m-ig és 100 Mbit/s sebességig
PCF közepes átviteli távolságokra 500 m-ig és 1 Gbit/s sebességig
A PCF (polymer clad fiber, polimerbevonatú szál) esetében műanyaggal bevont, üvegből készült optikai kábelekről van szó. A különböző, pl. PCS (polymer clad silica), HCS (hard-clad silica) és HPCF (hard polymer clad fiber) megnevezésű kábelek robusztus felépítésűek, és egyszerűen lehet őket konfekcionálni. A PCF kábelek tipikus magátmérője 200 µm, köpenyátmérője pedig 230 µm; gyakran alkalmazzák ezeket közepes, max. 300 m hosszúságú és általában ≤100 Mbit/s adatátviteli sebességű ipari kábelezéseknél. További alkalmazási területeik az autógyártás, az érzékelők és az orvostechnika.
PCF közepes átviteli távolságokra 500 m-ig és 1 Gbit/s sebességig
GOF multimódusú 550 m-ig és 10 Gbit/s átviteli sebességig
A GOF (glass optical fiber, optikai üvegszál) multimódusú esetében az üvegszál magja kvarcüvegből készül, és ezt körülveszi egy fényvisszaverő üvegből készült burkoló réteg. A multimódusú kábeleknél a magátmérő 50 µm ill. 62,5 µm. A nagyobb átmérő lehetővé teszi, hogy a szál elején több fényenergiát lehessen becsatolni. Ugyanakkor azonban a szál hossza mentén nagyobb a csillapítás. Ezért a multimódusú szálakat főként helyi hálózatokban (LAN) és számítóközpontokban alkalmazzák, ahol az átviteli szakaszok hossza max. 550 m-t érhet el, 10 Gbit/s sebesség mellett.
GOF multimódusú 550 m-ig és 10 Gbit/s átviteli sebességig
GOF monomódusú nagy átviteli távolságokra 50 km-ig és 40 Gbit/s sebességig
A GOF (glass optical fiber, optikai üvegszál) monomódusú szálak magátmérője lényegesen kisebb, kb. 8 µm. A monomódusú szálaknál különbséget kell tenni a magátmérő és a módusmező-átmérő fogalma között. A módusmező-átmérő függ a hullámhossztól. Minél nagyobb a hullámhossz, annál nagyobb a módusmező-átmérő. Mivel a szál csak egy fénymódust visz át, nagyon nagy teljesítményt lehet a szálba betáplálni és azon átvinni. A szál csillapítási együtthatója az átviteli tartományban nagyon kicsi. A csekély csillapítás és a kismértékű szóródás ideális előfeltételeket teremt ahhoz, hogy a monomódusú szálakat max. 50 km távolságon, max. 40 Gbit/s sebesség mellett lehessen alkalmazni.
GOF monomódusú nagy átviteli távolságokra 50 km-ig és 40 Gbit/s sebességig

A multimódusú szálak OM1, OM2, OM3 és OM4 szálkategóriáit, illetve a monomódusú szálak OS1 és OS2 szálkategóriáit az ISO/IEC 11801 nemzetközi szabvány rögzíti. Ezek a kategóriák megadják azt, hogy mekkora az adott szál átviteli sebessége és csillapítási értéke. Az átviteli sávszélességek folyamatos növekedése előrevetíti azt, hogy a jövőben további kategóriákat is meg fognak határozni, például OM5 a max. 400 Gbit/s átviteli sebességekhez.

Optikai kábelek veszteségei

A csillapítás a fényteljesítmény veszteségét jelenti, amely a fénynek az adótól a vevőig történő szállítása közben következik be. A cél a fényenergia lehető legkisebb csillapítással való eljuttatása a vevőhöz. Különbséget kell tenni a konkrétan egy adott helyen fellépő csillapítás és a hosszra vonatkoztatott csillapítás között; utóbbit a csillapítási együtthatóval lehet leírni. A csillapítási együttható az optikai kábel 1 km-es hosszára vonatkozik.

Szóródás optikai kábeleknél

A jel futásidejű torzulása az adótól a vevőig vezető úton

A szóródás hatásai

Az optikai kábelek adatátviteli sebességét és átviteli sávszélességét a szóródás is korlátozza. A szóródás a jel torzulását jelenti. A jel nagysága csökken az adótól a vevőig vezető úton, és a jelek élei is egyre kevésbé meredekek. Ha két egymás utáni jel összemosódik, akkor a vevő nem tudja felismerni, hogy egy vagy két jelről van-e szó.

Ez átviteli hibát okoz. Minél nagyobb az átviteli sávszélesség és minél nagyobb az összeköttetés távolsága, annál fontosabb szerepet játszik az alacsony szóródás. Éppen a hosszú monomódusú szakaszok esetén ez a megbízható és hibamentes adatátviteli minőség döntő tényezője.

A Phoenix Contact optikai kábeles kínálata

Bőséges termékválaszték az optikai kábelezéshez

Termékek az optikai kábelekre alapozott adatkábelezéshez

A Phoenix Contact széles termékválasztékot kínál az optikai kábelezéshez és az optikai kábeles adatvonali csatlakozókból. Az átfogó kábelválaszték és a megfelelő csatlakozástechnika mellett a programot készülékcsatlakozások, patchpanelek, valamint kalapsínekhez alkalmazható toldók és elosztók teszik teljessé.

• max. 40 Gbit/s adatátviteli sebességek,
• megoldások IP20, IP65/67 és IP68 védettséggel,
• minden szokásos szálfajtához,
• valamennyi elterjedt interfészhez,
• a lehető legnagyobb biztonság az elektromágneses és elektrosztatikus kisülési hatásokkal szemben.

Ideális alkalmasság ezen szektorok számára

Az üvegszálas kábelek számos alkalmazást tesznek lehetővé a következő alkalmazási területeken:

A modern csatlakozástechnika megteremti az intelligens épületautomatizálás alapjait

Intelligens készülékcsatlakozók az épületautomatizálásban

Az intelligens épületek a készülékcsatlakozást is megváltoztatják: az alkalmazások hálózatba kötése decentralizálttá válik. Az épületautomatizálás sikeréhez szabványosított és ugyanakkor méretezhető készülékcsatlakozókra van szükség.

Készülékgyártó az alkalmazásához szükséges csatlakozástechnika kiválasztása közben

Készülékgyártók

A csatlakozási megoldások egyre kisebbé és robusztusabbá válnak. A Phoenix Contact modern csatlakozástechnológiája az ipar és az infrastruktúra számára nagyfokú szabadságot tesz lehetővé az eszközgyártók számára az alkalmazások tervezése és fejlesztése során.