Światłowód to technologia przyszłości. W Polsce największa sieć światłowodowa należy do Orange, a jej długość wynosi ponad 100 tysięcy kilometrów. Od kilku lat popyt na usługi światłowodowe cały czas wzrasta, dlatego warto zapoznać się jak wygląda praca ze światłowodem, jakie są jego rodzaje i jak wygląda jego budowa. Praktyczne wykorzystywanie światłowodów podczas prac instalacyjnych wymaga większej wiedzy technicznej oraz precyzji niż ma to miejsce podczas prac związanych ze standardowymi skrętkami.
Zaczynasz pracę ze światłowodami? Ten artykuł jest dla Ciebie!
Po przeczytaniu będziesz wiedzieć:
- jakie są rodzaje i budowa kabli światłowodowych
- jakie są sposoby oznaczania światłowodów i jakie są systemy ich znakowania
Czego szukasz?
Zobacz kable światłowodowe w Onninen
Rodzaje światłowodów
Światłowodowe medium transmisyjne opiera się na strukturze modowej gdzie medium transmisyjnym jest światło . Światłowody mogą być także kategoryzowane na podstawie geometrii włókien i rozkładu współczynnika załamania. Na rynku istnieją światłowody jednomodowe oraz wielomodowe, które różnią się między sobą m.in. grubością szklanego rdzenia odpowiedzialnego za parametry transferu informacji.
Światłowód jednomodowy
Światłowody jednomodowe składają się z rdzenia o średnicy ok. 9 +/- 2 µm, który charakteryzuje się skokową zmianę współczynnika załamania światła. Płaszcz światłowodu jest znormalizowany i jego średnica wynosi 125 µm. Światłowody jednomodowe ulegają niskiej dyspersji międzymodowej, co powoduje powstawanie niewielkich zakłóceń. Przebieg fali świetlnej przebiega niemal równolegle do osi światłowodu, docierając do końca włókna w modzie podstawowym.
Dzięki możliowści zastosowania wielu protokołów jednocześnie, niskiej tłumienności, małej średnicy rdzenia w którym przenoszony jest tylko jeden mod światła, włókna jednomodowe doskonale sprawdzają się do transferu informacji na dalekie dystanse – nawet do 120 km bez potrzeby stosowania repeatera regenerującego sygnał. Włókna jednomodowe pozwalają na transmisję sygnału w technologii xWDM (przepływ na poziomie Tb/s). Wyróżnia się cztery podstawowe rodzaje włókien światłowodowych w światłowodach jednomodowych.
Rodzaje włókien
| Rodzaj włókna | Opis |
|---|---|
| G.552D (SM2) | Włókna z nieprzesuniętą dyspersją. Jedne z popularniejszych włókien o standardowym promieniu gięcia 30 mm. Dostosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1310 – 1550 nm. |
| G.657A1 (S7A1) | Włókna o 2-krotnie zmniejszonym promieniu gięcia. Są to włókna o dwukrotnie zmniejszonym promieniu gięcia względem włókien standardowych SM (15 mm). Są z nimi kompatybilne. |
| G.657A2 (S7A2) | Włókna o 3-krotnie zmniejszonym promieniu gięcia. Są to włókna z promieniem gięcia na poziomie 10 mm. Są kompatybilne z włóknami jednomodowymi SM2. |
| G.657B3 (S7B3) |
Włókna o 4-krotnie zmniejszonym promieniu gięcia do 7,5 mm. Ze względu na swoją o wiele mniejszą średnicę pola modowego nie są kompatybilne z włóknami jednomodowymi SM2. |
Światłowód wielomodowy
Światłowody wielomodowe wyposażone są w o wiele większy rdzeń, którego średnica mierzy 50 µm (stare konstrukcje OM1 mierzyły nawet średnice 62,5 µm). Średnica ich płaszcza jest znormalizowana i najczęściej wynosi – podobnie jak w światłowodach jednomodowych – 125 µm. Transmisja sygnału o tej samej długości fali w światłowodach wielomodowych polega na jego rozpraszaniu pomiędzy wieloma modami, których prędkość względem falowodu może być różna, prowadząc do ograniczenia prędkości albo dystansu transmisji.
Spowodowane jest to zniekształceniem impulsu fal. Światłowody wielomodowe pozwalają na efektywną transmisję sygnału do odległości ok. 2 km (zależnie od jakości i klasy sprzętu optycznego. Powyżej tej odległości konieczne jest stosowanie repeaterów sygnału. Światłowody wielomodowe składają się aktualnie z trzech podstawowych rodzajów włókien.
Rodzaje włókien
| Rodzaj włókna | Opis |
|---|---|
| OM4 50/125 Flex | Włókna OM4 używane są z modułami SFP i kompatybilne z laserami typu VCSEL o długości fali 850 nm. |
| OM3 50/125 Flex | Włókna OM3 podlegają dyspersji, transmitują fale o długości 850 i 1300 nm. Przeznaczone są do krótkich transmisji (m.in. w obrębie jednego obiektu budowlanego). |
| OM2 50/125 | Włókna OM2, podobnie jak starej konstrukcji włókna OM1, przesyłają fale o długości 850 i 1300 nm oraz przeznaczone są do transmisji na krótkie dystanse. |
Budowa światłowodu 
Światłowody składają się z trzech podstawowych elementów: rdzenia, płaszcza i pokrycia.
Rdzeń światłowodu
Rdzeń światłowodu to kluczowy element roboczy, który umożliwia transmisję fali świetlnej. Rdzeń w kablach światłowodowych wykonywany jest z materiałów krystalicznych, kwarcu, szkła lub polimerów.
Płaszcz światłowodu
Płaszcz światłowodu jest najważniejszą ochroną rdzenia i stanowi barierę dla transmitowanej fali świetlnej, zapewniając próg załamania światła.
Pokrycie światłowodu
Pokrycie światłowodu to najbardziej zewnętrzna warstwa kabla. Ten element służy do ochrony wnętrza światłowodu przed uszkodzeniami mechanicznymi i mikropęknięciami, które mogłyby powstać podczas instalacji czy transportu kabli.Pokrycie światłowodu wykonywane jest zwykle z polietylenów, polwinitów lub poliamidów odpornych na działanie wilgoci, skrajnych tempertur i UV. Wykonane jest w kilkuwarstwowej konstrukcji, co amortyzuje kabel i pozwala efektywniej absorbować energię kinetyczną.
Zobacz kable światłowodowe w Onninen
Znakowanie kabli światłowodowych na powłoce zewnętrznej
Ze względu na duże zróżnicowanie rodzajów, budowy czy pochodzenia producenta kabli światłowodowych, niezbędne jest stosowanie odpowiedniej nomenklatury pozwalającej na określenie rodzaju i parametrów kabla. Największym problemem komplikującym oznaczanie kabli światłowodowych jest stosowanie trzech odmiennych systemów znakowania kabli światłowodowych.
W Polsce, jak i w Europie, najpowszechniej stosowanym systemem oznaczania kabli światłowodowych jest system europejski, chociaż niezmiennie w Polsce wciąż stosuje się system polski.
Oznaczenia kabli światłowodowych nanoszone są na poszycie zewnętrzne, a ich prawidłowe rozpoznawanie i dekodowanie ma kluczowe znaczenie dla jakości sporządzanej dokumentacji technicznej, efektywności procesu projektowego oraz bezpieczeństwa i wydajności robót instalatorskich.
Oznaczenia kabli światłowodowych dostarczają informacji dotyczących: typ konstrukcji kabla, rodzaju uszczelnienia, rodzaju materiałów poszyć zewnętrznych, rodzaju i ilości włókien wewnątrz kabla, a także parametrów wytrzymałościowych kabla. Oznaczenia nanoszone są w odstępach 1 metra. Poza tym na zewnętrznym poszyciu kabla światłowodowego znajdziemy nazwę producenta, długość od początku odcinka (w metrach), a także dodatkowe symbole związane z przeznaczeniem kabla.
Istotnym problemem w znakowaniu kabli światłowodowych jest odmienność znakowania producenta od znakowań przyjętych przez dany system nomenklaturowy, co nierzadko może wprowadzić w błąd - zmylić projektanta, wykonawcę czy inwestora. W jaki sposób sobie z tym poradzić? Należy zawsze zwracać uwagę na szyk kodowania, pamiętając, że w przypadku niektórych kabli w oznaczeniu może brakować niektórych symboli związanych z budową kabla.
Podobnie problem ten można rozwiązać w przypadku pozostałych rodzajów kabli i przewodów. Sprawdź nasz artykuł.
Oznaczenia kabli światłowodowych
Ze względu na aktualne normy, wytyczne i wymagania, poniżej opisujemy oznaczenie kabli światłowodowych zgodne ze znakowaniem europejskim.
| Pozycja w kodzie kabla | Oznaczenie (EU) | Opis |
|---|---|---|
| Przeznaczenie kabla | ||
| 1 | ||
| A | zewnętrzny | |
| I | wewnętrzny, zewnętrzny | |
| U, I/A | wewnętrzno-zewnętrzny | |
| S | samonośny ósemkowy | |
| ADDS | samonośny osiowy | |
| Materiał 1. i 2. powłoki zewnętrznej | ||
| 2 i 3 | - | polietylenowa |
| Y | polwinitowa | |
| Q | poliuretanowa | |
| V | poliamidowa | |
| N | bezhalogenowa niepalna | |
| Xz | polietylenowa z zabezpieczeniem przeciwwilgociowym | |
| Xn | polietylnenowa niepalna | |
| Yn | polwinitowa niepalna | |
| Symbol kabla | ||
| 4 | OTK | optotelekomunikacyjny |
| OTKG | optotelekomunikacyjny górniczy | |
| Rodzaj ośrodka | ||
| 5 | ||
| r | rozetowy | |
| d | tubowy żelowany | |
| S | z tubą półścisłą albo ścisłą | |
| tm | z mikrotubą | |
| ts | tubowy z uszczelnieniem suchym | |
| rs | rozetowy z uszczelnieniem suchym | |
| tc | z tubą centralną | |
| Przewodność elektryczna | ||
| 6 | ||
| d | dielektryczny | |
| Wzmocnienie | ||
| 7 | ||
| D | wzmocniony obwód | |
| Pancerz | ||
| 8 | ||
| Fo | drut stalowy | |
| Ft | taśma stalowa pofałdowana karbonowana | |
| Ftl | taśma stalowa lakierowana | |
| Kabel płaski | ||
| 9 | ||
| p | kabel płaski | |
| Rodzaj włókien | ||
| 11 | ||
| J, Jm | Włókno jednomodowe z nieprzesuniętą dyspersją | |
| Jp | Włókno SM z przesuniętą dyspersją | |
| Jn | Włókno SM z niezerową dyspersją | |
| G | Włókno wielomodowe gradientowe | |
| Dopuszczalna siła naciągu | ||
| 12 | ||
| (liczba) kN | np. 5kN naciągu | |
Przykładowo - zgodnie z nomenklaturą europejską, kabel optyczny A-YOTGKtm 8J oznacza, że mamy do czynienia z kablem zewnętrznym (A-), w powłoce polwinitowej (Y), optokomunikacyjnym górniczym (OTG) z mikrotubą (tm) o 8 włóknach jednomodowych z nieprzesuniętą dyspersją.
