Fibră optică

Fibră optică Transmisie de date de mare viteză

Transferul de date prin fibră optică (LWL) oferă numeroase avantaje. Acest tip de transmisie permite rate de date ridicate de până la 40 Gbps pe distanțe de mai mulți kilometri, nu influențează cablurile învecinate și, în același timp, nu este sensibil la influențele electromagnetice. Diversele tipuri (POF, PCF, GOF) și categorii de fibre OM1 până la OM5, precum și OS2 permit implementarea unor concepte de cablare adaptate în funcție de solicitările specifice.

Avantaje

  • Cabluri de fibră optică cu până la 90 % mai subțiri decât cablurile din cupru
  • Nu sunt necesare concepte de ecranare datorită transmiterii prin fibră optică
  • Mai puține materiale utilizate la cablarea pasivă
  • Datorită lățimilor de bandă mari din fibra optică se pot transmite mai multe semnale cu lungimi de undă diferite
Tabletă cu broșură tehnică despre subiectul fibrei optice

Broșură tehnică despre tehnologia cu fibră optică

Transmisia de date de mare viteză în mod sigur și eficient prin fibră optică: cu această tehnologie datele sunt transmise sub formă de lumină pe distanțe lungi. Citește broșura noastră tehnică pentru a afla ce avantaje aduce această tehnologie. Informează-te despre diferitele tipuri de cabluri și fibre și despre aplicațiile pentru care această tehnologie este adecvată.

Principiul transmisiei optice de date

Principiul transmisiei optice de date

Principiul transmisiei prin fibră optică

Fibrele optice (Fiber Optics (FO)) transmit datele sub formă de lumină pe distanțe lungi. În acest scop, semnalele electronice de la transmițător sunt transformate în semnale optice și transmise către destinatar prin fibre de plastic sau de sticlă. Acolo, semnalele luminoase transmise sunt transformate din nou în semnale electrice, evaluate și prelucrate.

Cablurile sunt cu până la 90 % mai ușoare și mai subțiri decât cablurile din cupru și, totuși, permit transmisii pe distanțe lungi și rate de transfer al datelor de până la 40 Gbps sau mai mult. În același timp, nu sunt necesare concepte de ecranare costisitoare, deoarece transmiterea fără metale garantează o rezistență absolută la interferențele electromagnetice și ESD.

Utilizarea materialului și costurile aferente pentru cablarea pasivă sunt adesea mai mici comparativ cu cele pentru cablarea din cupru. De asemenea, lățimile de bandă de transmisie mari cu densitate ridicată a semnalelor oferă posibilitatea de a transmite mai multe semnale prin aceeași fibră optică la diverse lungimi de undă (multiplexare).

Transmisia de date în centrul de calcul

Cablarea cu fibră optică optimizează transmiterea datelor în centrul de date

Domenii de utilizare ale fibrei optice

Fie că vorbim de distanțe scurte, medii sau lungi, de viteze mai mici de 100 Mbps sau de până la 40 Gbps, de structuri de magistrală sau Ethernet: pentru aproape orice cerință în automatizarea industrială sau semi-industrială există un cablu potrivit pentru transmisia de date prin fibră optică. Chiar și la utilizarea în condiții severe, de exemplu, în parcurile eoliene, fibrele optice își îndeplinesc în mod eficient sarcina.

Prin urmare, domeniile de aplicare variază de la tehnologia vehiculelor și cablarea industrială până la rețele locale (LAN) din centre de date și rețele de arie largă. Pentru cablare este decisivă alegerea tipului și a categoriei corecte de fibră.

Fibra potrivită pentru fiecare domeniu de utilizare Fiecare tip de fibră are un domeniu de utilizare propriu. Cu cât diametrul exterior al fibrei este mai mic, cu atât fibra se comportă mai filigranat în timpul procesului de configurare. Diametrele mai mici ale miezului de fibră optică permit rate de transfer al datelor și distanțe mai mari. Pentru mai multe informații, fă clic pe punctele turcoaz.

Imagine interactivă: diametrul miezului fibrei și al învelișului în cazul fibrelor optice
POF pentru distanțe de transmisie scurte de până la 70 m și până la 100 Mbps
La cablurile POF (Polymer Optical Fiber), atât miezul, cât și învelișul (cladding) sunt din plastic. Diametrul specific al miezului este de 980 µm, iar diametrul învelișului de 1.000 µm. Cu distanțe scurte de transmisie de până la 70 m și rate de date de până la maxim 100 Mbps, în funcție de componenta activă, cablurile POF se folosesc pentru cablare în tehnologia vehiculelor sau pentru cablarea industrială. Datorită rezistenței și dimensiunii fibrei, aceasta se configurează foarte ușor pe teren. Datorită gradului mare de atenuare și dispersie, acest tip de fibră este adecvat pentru rate de date mai mari și distanțe mai lungi.
POF pentru distanțe de transmisie scurte de până la 70 m și până la 100 Mbps
PCF pentru distanțe medii de transmisie de până la 500 m și până la 1 Gbps
PCF (Polymer Clad Fiber) este o fibră de sticlă învelită în plastic. Cablurile cunoscute sub diverse denumiri, precum PCS (Polymer Clad Silica), HCS (Hard-clad silica) și HPCF (Hard Polymer Clad Fiber) sunt robuste și se configurează ușor. Fibrele PCF cu un diametru specific al miezului de 200 µm și un diametru al învelișului de 230 µm sunt utilizate frecvent în cablarea industrială cu lungimi medii de până la 300 m și rate de date ≤100 Mbps. Alte domenii de utilizare sunt industria auto, industria sistemelor cu senzori și tehnologia medicală.
PCF pentru distanțe medii de transmisie de până la 500 m și până la 1 Gbps
GOF multimod pentru căi mari de transfer de până la 550 m cu 10 Gbps
La GOF multimod (Glass Optical Fiber), fibra optică are un miez din sticlă de cuarț și este înconjurată de un strat de placare din sticlă reflectorizantă. În cazul cablurilor multimod, diametrul miezului este de 50 µm, respectiv 62,5 µm. Diametrul mai mare permite cuplarea unei cantități mai mari de energie optică la capătul inițial al fibrei. Dar, simultan, apare și un grad mai mare de atenuare pe lungimea fibrei. Din acest motiv, fibrele multimod se folosesc cu precădere în rețele locale (LAN) și centre de calcul, acolo unde distanțele de transmisie pot ajunge până la 550 m cu 10 Gbps.
GOF multimod pentru căi mari de transfer de până la 550 m cu 10 Gbps
GOF monomod pentru căi mari de transfer de până la 50 km și până la 40 Gbps
Fibrele GOF monomod (Glass Optical Fiber) au un diametru mult mai mic al miezului, de cca. 8 µm. În cazul fibrelor monomod se diferențiază termenii diametru de miez și diametrul câmpului modal. Diametrul câmpului modal depinde de lungimea de undă. Cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât este mai mare diametrul câmpului modal. Întrucât în fibră se transmite un singur mod de lumină, la nivelul acesteia se alimentează și se transmite multă putere. Coeficientul de atenuare al fibrei este foarte redus în domeniul de transmisie. Atenuarea și dispersia redusă constituie condițiile ideale pentru utilizarea fibrelor monomod pe distanțe de până la 50 km și rate de transfer al datelor de până la 40 Gbps.
GOF monomod pentru căi mari de transfer de până la 50 km și până la 40 Gbps

Categoriile de fibre OM1, OM2, OM3, OM4 pentru fibrele multimod și OS1 și OS2 pentru fibrele monomod sunt stabilite la nivel internațional conform ISO/IEC 11801. Acestea indică ce lățimi de bandă de transmisie și valori de atenuare prezintă o fibră. Din cauza lățimilor de bandă de transmisie tot mai mari crește și numărul categoriilor viitoare, de exemplu, OM5 pentru rate de transmisie de până la 400 Gbps.

Pierderi în cazul fibrelor optice

Atenuarea este o pierdere a puterii luminoase, care apare pe durata transportului luminii de la emițător la receptor. Obiectivul este de a transporta energia luminoasă către receptor cu o atenuare cât mai redusă posibil. Se face diferența între atenuarea care apare concret într-un anumit loc și atenuarea raportată la lungime, și anume coeficientul de atenuare. Coeficientul de atenuare pentru fibrele optice se raportează la o lungime de 1 km.

Atenuarea fibrelor optice
Atenuarea fibrelor optice
Atenuarea fibrelor optice
Atenuarea fibrelor optice

Pierderile de inserție și de cuplare pot apărea atunci când lumina este cuplată în fibră, atât de la emițător, cât și atunci când este conectată prin matisare la nivelul tronsonului și la receptor. Există diverse cauze pentru acest tip de pierderi. Adesea, cauza este reprezentată de impuritățile de pe suprafețele frontale ale conectorilor.

Cuplarea unor conectori cu diametre de miez diferite duce la pierderi. Conexiunile prin matisare realizate cu îmbinări de fuziune cauzează adesea atenuări reduse și se situează sub 0,1 dB. Decalajele longitudinale, transversale și unghiulare ale capetele fibrelor pot fi, de asemenea, cauza atenuărilor. Zgârieturile și fisurile pe suprafețele frontale nu cauzează doar o creștere a atenuării, ci pot genera și deteriorarea părții cuplate opuse suprafețelor frontale. Erorile de montaj, cum ar fi ciobirea din exterior a fibrei de sticlă pe durata montajului, pot cauza, de asemenea o atenuare sau chiar ruperea ulterioară.

Atenuarea fibrelor optice

Pentru fibrele optice, fișele cu date tehnice indică raze minime de încovoiere. În cazul scăderii sub valorile menționate, apar pierderi, iar atenuarea crește corespunzător. O parte a luminii se pierde din miez. În urmă cu ceva timp au fost dezvoltate fibre GOF pentru domeniul multimod și monomod care pot fi îndoite foarte mult. Cu aceste fibre, care sunt mai puțin sensibile la încovoiere, se pot realiza pe termen lung raze de încovoiere mai mici de 10 mm. Fibrele sunt specificate la nivel internațional în standardele corespunzătoare din seria IEC 60793-x și ITU-Tx. Avantajul constă în folosirea acestora la instalarea în condiții precare în clădiri, unități rezidențiale și medii industriale.

Atenuarea fibrelor optice

Materialul pentru producția fibrei optice, dar și procesul de producție pot cauza atenuări. Cauzele pot fi determinate de materialul în sine sau de alți factori, de exemplu, impuritățile. Fibrele de sticlă sunt produse astfel încât să fie optimizate pentru anumite domenii de lungimi de undă. În aceste intervale de lungimi de undă, atenuarea este foarte redusă. Coeficienții de atenuare care se aplică la aceste lungimi de undă sunt indicați în fișele cu date tehnice. Fibrele optice trebuie utilizate în aceste domenii.

Dispersia în cazul fibrelor optice

Distorsionarea semnalului pe durata runtime de la emițător la receptor

Efectele dispersiei

Ratele de date și lățimile de bandă de transmisie ale fibrelor optice sunt limitate și de dispersie. Dispersia constituie distorsionarea unui semnal. În timpul deplasării de la emițător la receptor, semnalul își pierde din intensitate. Flancurile se reduc în permanență. Dacă se transmit consecutiv două semnale, receptorul nu mai poate detecta dacă este vorba despre unul sau două semnale.

Astfel apar erori de transmisie. Cu cât lățimea benzii de transmisie și lungimea conexiunii sunt mai mari, este cu atât mai important să se pună accentul pe o dispersie redusă. În special în cazul tronsoanelor monomod lungi, acesta este un factor decisiv pentru o calitate de transmisie eficace și fără erori.

Portofoliul de fibre optice Phoenix Contact

Gamă extinsă de produse pentru cablarea cu fibră optică

Produse pentru cablarea de date pe bază de fibră optică

Phoenix Contact îți oferă un portofoliu larg de produse pentru cablarea prin fibră optică, precum și conectori de date pentru fibră optică. Pe lângă o selecție variată de cabluri și tehnologia de conectare potrivită, opțiunile de conectare a dispozitivelor, panourile de conexiune, cuplajele și distribuitoarele pentru șine DIN completează gama.

• Rate de transfer până la 40 Gbps
• Soluții pentru IP20, IP65/67 și IP68
• Pentru toate tipurile de fibre uzuale
• Pentru interfețele uzuale
• Siguranță maximă împotriva influențelor electromagnetice și ESD

Ideal pentru aceste domenii

Fibrele optice permit numeroase aplicații în următoarele domenii de utilizare:

Tehnologia de conectare modernă reprezintă baza pentru automatizarea inteligentă a clădirilor

Conexiuni inteligente ale dispozitivelor pentru automatizarea clădirilor

Clădirile inteligente schimbă, de asemenea, modul de conectare a dispozitivelor: aplicațiile sunt interconectate în mod descentralizat. Pentru ca automatizarea clădirilor să aibă succes, sunt necesare conexiuni standardizate și scalabile ale dispozitivelor.

Producător de dispozitive în selectarea tehnologiei de conectare pentru aplicații

Producător de dispozitive

Soluțiile de conectare devin tot mai mici și mai robuste. Tehnologia modernă de conectare de la Phoenix Contact pentru industrie și infrastructură oferă producătorilor de dispozitive un grad ridicat de libertate în planificarea și dezvoltarea aplicațiilor.

Broșura electronică: Conectori de date
Portofoliul nostru de conectori de date cu fibră optică
Dorești să vezi portofoliu nostru de fibre optice? – Broșura electronică cu conectorii de date îți oferă, de asemenea, o prezentare generală a conexiunilor cu fibre optice.
Deschide broșura electronică
Vizualizare cu o mână și cheia pentru conectivitatea datelor