Światłowody Transmisja danych wysokiej prędkości

Optyczna transmisja danych światłowodami ma liczne zalety. Umożliwia przesyłanie danych z dużą prędkością do 40 Gb/s na odległość wielu kilometrów, nie wpływa na kable ułożone w pobliżu i jest jednocześnie odporna na zakłócenia elektromagnetyczne. Różne rodzaje włókien (POF, PCF, GOF) i kategorie włókien od OM1 do OM5 oraz OS2 umożliwiają realizację koncepcji okablowania dostosowanych do specjalnych wymagań.

Korzyści

Nawet 90% cieńsze kable i przewody światłowodowe w porównaniu do kabli miedzianych
Brak konieczności ekranowania dzięki transmisji bez metalu
Niskie zużycie materiałów w okablowaniu pasywnym
Transmisja wielu sygnałów o różnych długościach fali przez ten sam światłowód dzięki dużym szerokościom pasma transmisji

Tablet z White paper na temat światłowodów

White paper na temat technologii światłowodowej

Bezpieczna i niezawodna szybka transmisja danych za pomocą światłowodów: Technologia ta przesyła dane w postaci światła na duże odległości. Przeczytaj nasz White paper, aby dowiedzieć się, jakie ma to zalety. Poznaj różne rodzaje kabli i włókien oraz dowiedz się, do jakich zastosowań jest odpowiednia dana technologia.

Pobierz White paper na temat światłowodów

Zasada optycznej transmisji danych

Zasada działania transmisji światłowodowej

Światłowody (ang.: Fiber Optics (FO)) przesyłają dane w postaci światła na duże odległości. W tym celu sygnały elektryczne są przekształcane w nadajniku na sygnały optyczne i przesyłane do odbiornika przez włókna plastikowe lub szklane. Tam przesłane sygnały świetlne są przekształcane z powrotem na sygnały elektryczne i przetwarzane dalej.

Kable i przewody są nawet 90 procent lżejsze i cieńsze od kabli miedzianych, dzięki czemu umożliwiają przesył na większą odległość i z większą szybkością do 40 Gb/s. Jednocześnie nie są konieczne skomplikowane sposoby ekranowania, ponieważ transmisja bez metalu jest całkowicie odporna na zakłócenia EMC i ESD.

Koszty materiałów i związane z tym koszty okablowania pasywnego są zazwyczaj niższe w porównaniu z okablowaniem miedzianym. Ponadto duże szerokości pasma transmisji przy dużej gęstości sygnałów umożliwiają przesyłanie tym samym światłowodem wielu sygnałów o różnych długościach fali (multipleks).

Przesyłanie danych w centrum obliczeniowym

Okablowanie światłowodowe optymalizuje przesył danych w centrum obliczeniowym

Zastosowanie światłowodów

Do krótkich, średnich i długich odległości, do prędkości poniżej 100 Mb/s lub do 40 Gb/s, do struktur magistralnych lub Ethernetu: oferujemy kable światłowodowe do transmisji danych do praktycznie każdego zastosowania w automatyce przemysłowej i półprzemysłowej. Światłowody spełniają swoje zadanie nawet w trudnych warunkach, np. na farmach wiatrowych.

Obszar zastosowania sięga od branży motoryzacyjnej i okablowania przemysłowego po sieci lokalne (LAN) w centrach obliczeniowych i sieci rozległe (WAN). Decydujące znaczenie dla okablowania ma wybór odpowiedniego rodzaju i kategorii włókna.

Właściwy światłowód do każdego zastosowania Każdy rodzaj światłowodu ma inny obszar zastosowania. Im mniejsza jest średnica zewnętrzna włókna, tym bardziej filigranowo zachowuje się ono podczas konfekcjonowania. Mniejsze średnice rdzenia światłowodu pozwalają na uzyskanie większych prędkości przesyłu danych i odległości. Kliknij na turkusowe punkty, aby uzyskać więcej informacji.

Interaktywna mapa: Średnica rdzenia i płaszcza światłowodów

POF do krótkich odcinków transmisji do 70 m do 100 Mb/s

W przypadku kabli POF (Polymer Optical Fiber) zarówno rdzeń, jak i płaszcz (sladding) są wykonane z tworzywa sztucznego. Typowa średnica rdzenia wynosi 980 µm, a średnica płaszcza 1000 µm. Przy transmisji na krótkie odległości do 70 m z szybkością do maks. 100 Mb/s stosuje się w zależności od komponentu aktywnego kable POF do okablowania w motoryzacji lub przemyśle. Dzięki wytrzymałości i wielkości włókien kable te są łatwe w montażu bezpośrednio w miejscu instalacji. Ze względu na wysokie tłumienie i dyspersję ten rodzaj światłowodu nie nadaje się do dużych szybkości transmisji i dużych odległości.

PCF dla średnich odległości transmisji do 500 m i do 1 Gb/s

PCF (Polymer Clad Fiber) to światłowód szklany powlekany tworzywem sztucznym. Kable znane pod różnymi nazwami, jak PCS (Polymer Clad Silica), HCS (Hard-clad silica) i HPCF (Hard Polymer Clad Fiber), są wytrzymałe i łatwe w montażu. Światłowody PCF o typowej średnicy rdzenia 200 µm i średnicy płaszcza 230 µm stosuje się często w okablowaniu przemysłowym przy średnich długościach do 300 m i prędkościach przesyłu najczęściej ≤100 Mb/s. Inne obszary zastosowania to motoryzacja, czujniki i sprzęt medyczny.

GOF wielomodowe dla dużych odległości transmisji do 550 m z prędkością 10 Gb/s

Światłowód wielomodowy GOF (Glass Optical Fiber) to światłowód szklany z rdzeniem ze szkła kwarcowego, otoczony warstwą osłonową ze szkła refleksyjnego. W kablach wielomodowych średnica rdzenia wynosi 50 µm lub 62,5 µm. Większa średnica pozwala na wprowadzenie większej ilości energii świetlnej na początku włókna, lecz wiąże się to również z większym tłumieniem wzdłuż światłowodu. Dlatego światłowody wielomodowe są stosowane głównie w sieciach LAN (Local Area Network) i centrach obliczeniowych, gdzie pozwalają na transmisję na odległość do 550 m z prędkością 10 Gb/s.

Światłowód jednomodowy GOF dla dużych odległości transmisji do 50 km z prędkością do 40 Gb/s

Światłowody jednomodowe GOF (Glass Optical Fiber) mają rdzeń o znacznie mniejszej średnicy wynoszącej ok. 8 µm. W przypadku światłowodów jednomodowych rozróżnia się pojęcia średnicy rdzenia oraz średnicy pola modu. Średnica pola modu zależy od długości fal. Im większa długość fal, tym większa średnica pola modu. Ze względu na to, że światłowód transmituje tylko jeden mod światłowodowy, można do niego wprowadzić i przesłać dużą ilość energii. Współczynnik tłumienia światłowodu w zakresie transmisji jest bardzo niski. Dzięki niskiemu tłumieniu i niskiej dyspersji światłowody jednomodowe nadają się idealnie do transmisji na odległość do 50 km z prędkością do 40 Gb/s.

Kategorie OM1, OM2, OM3, OM4 dla kabli wielomodowych oraz OS1 i OS2 dla kabli jednomodowych są zdefiniowane w normie międzynarodowej ISO/IEC 11801. Kategorie te określają szerokość pasma transmisji oraz wartości tłumienia. Ze względu na coraz większe szerokości pasma transmisji, rośnie również liczba przyszłych kategorii, np. OM5 do transmisji z szybkością do 400 Gb/s.

Straty w światłowodach

Tłumienie to spadek mocy światła, następujący podczas transportu światła z nadajnika do odbiornika. Dąży się do przesyłania energii świetlnej do odbiornika z jak najmniejszym tłumieniem. Rozróżnia się tłumienie występujące konkretnie w danym miejscu oraz tłumienie w odniesieniu do długości, czyli współczynnik tłumienia. Współczynnik tłumienia odnosi się do światłowodu o długości 1 km.

Straty wtrąceniowe i sprzęgające

Straty wtrąceniowe i sprzężeniowe mogą wystąpić w momencie wprowadzenia światła do światłowodu, zarówno z nadajnika, jak i przy połączeniu wtykowym i spawanym na łączu i w odbiorniku. Przyczyny tego rodzaju strat mogą być wielorakie. Bardzo często są to zabrudzenia czoła złączy.

Do strat prowadzi połączenie rdzeni o różnej średnicy w jednym łączu. Połączenia spawane wykonane spawarką światłowodową (ang. Fusion splicer) mają bardzo niskie tłumienie poniżej 0,1 dB. Tłumienie mogą powodować również podłużne, poprzeczne i kątowe przesunięcia końców włókien. Zarysowania i ubytki na powierzchniach czołowych nie tylko powodują wzrost tłumienia, lecz mogą prowadzić dodatkowo do uszkodzenia przeciwległej powierzchni czołowej. Przyczyną tłumienia, a nawet późniejszego pęknięcia, mogą być błędy montażowe, np. nacięcie na zewnętrznej stronie włókna szklanego podczas montażu.

Straty z powodu zgięcia

W kartach katalogowych światłowodów są podane minimalne promienie zgięcia. W przypadku niższego promienia powstają straty i tłumienie wzrasta odpowiednio. Część światła ulatuje z rdzenia. Jakiś czas temu stworzono światłowody wielomodowe i jednomodowe GOF umożliwiające bardzo mały promień gięcia. Można je zginać z promieniem poniżej 10 mm. Światłowody te zostały zdefiniowane w odpowiednich normach serii IEC 60793-x oraz normach międzynarodowych ITU-Tx. Ich zaletą jest możliwość montażu w niekorzystnych warunkach instalacyjnych w budynkach, lokalach mieszkalnych i środowiskach przemysłowych.

Straty produkcyjne

Materiał użyty do produkcji światłowodu oraz proces produkcyjny mogą podlegać tłumieniu. Może to wynikać ze specyfiki materiału lub np. zabrudzeń. Światłowody szklane są produkowane do określonych zakresów długości fal. W tych zakresach fal tłumienie jest zminimalizowane. Współczynniki tłumienia obowiązujące dla tych długości fal są podane w kartach katalogowych. Światłowody powinny być używane w tych zakresach.

Odkształcenie sygnału podczas przesyłania z nadajnika do odbiornika

Efekty dyspersji

Szybkość przesyłania danych i szerokość pasma transmisji w światłowodach są również ograniczone przez dyspersję. Dyspersja to odkształcenie sygnału. Podczas drogi z nadajnika do odbiornika sygnał traci wysokość. Zbocze coraz bardziej opada. Jeśli dwa sygnały zbiegną się jeden po drugim, odbiornik nie jest w stanie stwierdzić, czy jest to jeden czy dwa sygnały.

W ten sposób dochodzi do błędów transmisji. Im większa szerokość pasma transmisji i im dłuższe łącze, tym istotniejsze jest zapewnienie niskiej dyspersji. Zwłaszcza w przypadku długich łączy jednomodowych ma to decydujący wpływ na niezawodną i bezbłędną transmisję.

Szeroka oferta produktów do okablowania światłowodowego

Produkty do okablowania światłowodowego

Phoenix Contact oferuje szeroki wybór produktów w zakresie okablowania światłowodowego oraz złączy światłowodowych do transmisji danych. Poza szerokim wyborem kabli wraz z odpowiednią techniką przyłączeniową ofertę uzupełniają przyłącza urządzeń, panele krosownicze, łączniki i rozdzielacze na szynę DIN.

• Szybkości transmisji do 40 Gb/s
• Stopień ochrony IP20, IP65/67 i IP68
• Do wszystkich popularnych rodzajów światłowodów
• Do wszystkich popularnych interfejsów
• Bezpieczeństwo i najlepsza ochrona przed zakłóceniami EMC i ESD

Do oferty produktów w dziedzinie okablowania światłowodowego i złączy światłowodowych do transmisji danych

Inne produkty do okablowania światłowodowego

Rozdzielnice światłowodowe

Kompaktowe rozwiązania do montażu na szynie DIN i w szafie.

Do listy rozdzielnic światłowodowych

Kable krosowe światłowodowe, narzędzia i akcesoria

Narzędzia, akcesoria i kable światłowodowe na metry do okablowania obiektowego.

Do listy kabli krosowych światłowodowych, narzędzi i akcesoriów

System okablowania światłowodowego z wtykami M17 MPO

Złącza M17 MPO

Rozwiązanie Plug and Play do trudnych warunków.

Do listy złączy M17 MPO

Transceivery światłowodowe

Do nowoczesnego przesyłania danych przez światłowody.

Do listy produktów transceivery światłowodowe

Nadają się idealnie dla następujących branż

Światłowody umożliwiają liczne zastosowania w następujących dziedzinach:

Nowoczesna technika przyłączeniowa stanowi podstawę dla inteligentnej automatyki budynkowej

Inteligentne przyłącza urządzeń w automatyce budynkowej

Inteligentne budynki zmieniają również przyłącza urządzeń: aplikacje są podłączone do sieci w sposób rozproszony. Aby automatyka budynkowa była skuteczna, konieczne są ustandaryzowane i jednocześnie skalowalne przyłącza urządzeń.

Dowiedz się więcej na temat przyłączy urządzeń w automatyce budynkowej

Producent urządzeń przy wyborze techniki przyłączeniowej dla swojej aplikacji

Producenci urządzeń

Rozwiązania przyłączeniowe są coraz mniejsze i wytrzymalsze. Nowoczesna technika przyłączeniowa firmy Phoenix Contact dla przemysłu i infrastruktury daje producentom urządzeń dużą swobodę przy projektowaniu i rozwoju aplikacji.

Rozwiązania dla producentów urządzeń

Broszura: Złącza do transmisji danych

Nasze portfolio światłowodowe wśród złączy do transmisji anych

Chcesz przejrzeć naszą ofertę produktów światłowodowych? – W broszurze na temat złączy do transmisji danych można znaleźć również przegląd odpowiednich przyłączy światłowodowych.

Otwórz e-paper