Archiwum tagów | "światłowód"

O FTTH słów kilka

Tags: , , ,


Fiber-to-the-Home (FTTH) to szerokopasmowy system telekomunikacyjny oparty na transmisji światłowodowej.

Możliwe jest wykonanie tych sieci w wersji „aktywnej” i „pasywnej”. Obecnie prym wiedzie technika pasywna - PON (PON – Passive Optical Network).

PON wykorzystuje architekturę punkt-wielopunkt, aby za pomocą jednego włókna światłowodowego dostarczyć usługi Triple-Play (telewizja, Internet, telefonia) do abonentów. Pasywna sieć optyczna (PON) przewiduje stosowanie urządzeń wymagających zasilania tylko w końcowych węzłach sieci. Jest to ogromna zaleta pozwalająca na zbudowanie kanału transmisyjnego o długości około 20 km, zasilanego jedynie u operatora i odbiorcy. Dystrybucja sygnałów pomiędzy nimi odbywa się wyłącznie za pomocą elementów pasywnych – światłowodów i rozgałęźników.

W skład sieci PON wchodzą:

  • urządzenie dystrybucyjne OLT (Optical Line Termination),
  • urządzenia zakańczające sieć optyczną (odbiorcze) w lokalnym punkcie dystrybucyjnym ONU (Optical Network Unit).

Jeśli sygnał dochodzi wprost do odbiorcy (FTTH) występują jeszcze urządzenia zakańczające sieć optyczną u odbiorców ONT (Optical Network Termination).

 

Wśród sieci PON wyróżniamy:

  • APON (ATM PON),
  • EPON (Ethernet PON).
  • BPON (Broadband PON),
  • GPON (Gigabit PON),

     

GPON (Gigabit Passive Optical Network) jako PON jest obecnie najpopularniejszą techniką światłowodową „ostatniej mili”. GPON daje wiele możliwości doboru prędkości transmisji, jednak obecnie najpopularniejszym standardem jest: w kierunku downstream 2,488 Gbit/s, a w kierunku upstream 1,244 Gbit/s.

 

Popularyzacja technologii światłowodowych jest uważana za potencjalne koło zamachowe amerykańskiej gospodarki, stąd nie dziwią inicjatywy szybko wdrażane w życie, takie jak pilotażowy program Google „Think Big With a Gig” w ramach którego w pierwszym kwartale 2012 roku w Kansas City ruszy program, w wyniku którego zostanie podłączonych 150 000 abonentów do superszybkiego Internetu, pozwalającego na transmisję z prędkościami ponad 1 Gbit/s. Oznacza to około 100-krotne przyśpieszenie, w stosunku do średnich prędkości szerokopasmowego Internetu w USA.

Trzydzieści amerykańskich uniwersytetów przystąpiło do programu Gig.U opartego na transmisji światłowodowej i mającego zapewnić super szybki Internet (1 Gbit/s) na uczelni i na terenie kampusów.

 

Budowa infrastruktury światłowodowej to droga inwestycja amerykańska firma Verizon na podłączenie 16 milionów abonentów wydała 23 mld USD, co oznacza około 1500 dolarów na abonenta.

 

Na rynku brytyjskim firma Virigin Media podłączyła 13 milionów użytkowników za 13 miliardów funtów (1000 funtów na użytkownika).

 

Koszt inwestycji spada wraz ze wzrostem liczby podłączanych domów. W Polsce, gdzie dopiero startują programy pilotażowe, koszt podłączenia abonenta w bloku szacowany jest na 6 000 zł i sięga do 30 000 zł w domach jednorodzinnych. 

Duże nadzieje na rozwój FTTH w Polsce wiązane są z wejściem w życie opracowywanej modyfikacji Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Planowane jest tam umieszczenie zapisu, że wszystkie nowobudowane budynki zamieszkania zbiorowego powinny być wyposażone w instalację światłowodową.

Obecnie najwięcej abonentów sieci FTTH/FTTB znajduje się w Azji. W 2008 roku 78% domowych instalacji światłowodowych znajdowało się na tym kontynencie. Rynek europejski ma zaledwie 5% udziału w rynku.

Pod koniec 2008 roku Korea Południowa miała 45% domów podłączone do FTTH/FTTB, Japonia – 25%, Tajwan – 12%.

 

June 2010 European Ranking of FFTH/B penetration Source: IDATE and FTTH Council Europe

Klękajcie narody – przyśpieszają światłowody

Tags: , ,


Ostatnie trzy miesiące przyniosły nam sygnały o trzech wydarzeniach, które trwale mogą zmienić współczesną telekomunikację światłowodową.

Najpierw, w maju, świat zszokowali japońscy naukowcy, którzy, pracując w dwóch niezależnych grupach, osiągnęli w jednym włóknie światłowodowym prędkość powyżej 100 Tb/s.

Pierwszy zespół, związany z firmą NEC, zaproponował rozwiązanie polegające na sprzężeniu ze sobą 370 wiązek laserowych w pojedynczy impuls. Każdy laser emitował wiązkę o innej częstotliwości, amplitudzie i polaryzacji, umożliwiając ich rozróżnienie i osobne dekodowanie. Pozwoliło to na osiągnięcie przepustowości 101.7 Tb/s na odległość 165 km.

Drugi zespół (współpracujący z japońskim National Institute of Information and Communications Technology) wybrał inną drogę  — opracował włókno zawierające nie jeden, a siedem rdzeni, z których każdy pozwalał na transmisję z przepływnością 15.6 Tb/s. Sumarycznie, uzyskano na tym samym dystansie przepustowość 109 Tb/s.

 

Aby uzmysłowić sobie rangę japońskiego osiągnięcia warto wspomnieć, że przepływność na tym poziomie wystarczyłaby do obsłużenia całego ruchu w Internecie!
Pierwsze komercyjne zastosowanie przesyłu danych z prędkością powyżej 100 Tb/s może być wykorzystane do łączenia data center: Google’a, Facebooka i Amazonu.

Miesiąc później na szwedzkim Uniwersytecie Technicznym Chalmers opracowano nowy wzmacniacz optyczny z rekordowo niskim poziomem szumów 1 dB (dla porównania szumy w powszechnie stosowanych wzmacniaczach EDFA wnoszą 3 dB). Dzięki temu wzmacniacze mogą być umieszczane w torze światłowodowym w większej odległości od siebie, co pozwala zwiększyć zasięg transmisji z 1000 do 4000 kilometrów.

Trzeci przełom w technice światłowodowej dokonał się w lipcu. Grupa ITEAM z    Universidad Politecnica de Valencia zbudowała ruter optyczny, który nie tylko pracuje 100 razy szybciej od obecnie dostępnych, ale także jego powierzchnia jest 100 000 razy mniejsza (układ ma wymiary zaledwie 4,8 x 1,5 milimetrów kwadratowych).

Obecnie światłowodowa sieć szkieletowa działa podobnie do tradycyjnych sieci telefonicznych, tzn. zasoby sieci rezerwowane są na czas trwania połączenia, niezależnie od tego czy dane są przysyłane czy nie. Proponowane przez naukowców rozwiązanie pozwala podzielić informacje na mniejsze pakiety i przesyłać je różnymi drogami, znacznie zwiększając efektywność wykorzystania łączy. Co więcej, pakiety, niezależnie od ścieżki, docierają do celu w odpowiedniej kolejności. Dotychczas podobne rozwiązania bazowały na konwersji sygnału do postaci elektrycznej (nawet, gdy nie było to konieczne), co wiązało się z ograniczeniami szybkości przetwarzania. Ruter optyczny pozwala na uniknięcie tych niedogodności.

Zatem telekomunikacja postawiła kolejne trzy milowe kroki. Kto wie, o czym usłyszymy w nadchodzących miesiącach? Może już niedługo nastąpi tak oczekiwany przełom w budowie pamięci optycznych i ostatecznie będzie można wysłać miedź do muzeum.

Złącza mechaniczne

Tags: , , ,


Złącza mechaniczne i szybkozłącza to nowoczesny sposób łączenia światłowodów ze szklanym włóknem. Czytaj cały artykuł

Bilans mocy linii światłowodowej

Tags: , , ,


Najważniejszym zadaniem podczas projektowania linii światłowodowej jest określenie maksymalnego zasięgu transmisji toru optycznego, czyli przeprowadzenie bilansu mocy linii światłowodowej. Bilans mocy to zestawienie wartości mocy na wejściu toru optycznego, strat i wzmocnień sygnału w linii światłowodowej. Dzięki temu możliwe będzie optymalne dobranie parametrów urządzeń nadawczych i odbiorczych w celu zapewnienia poprawnej transmisji sygnału.
Do przeprowadzenia bilansu mocy niezbędne jest omówienia wartości decybela (dB) i decybela odniesionego do miliwata (dBm) ponieważ tłumienie światłowodu czy czułość fotodetektorów podaje się właśnie w tych jednostkach.
Decybel jest jednostką logarytmiczną używaną przy porównywaniu wielkości z których jedna jest poziomem odniesienia. Dla światłowodów jest to stosunek mocy na wejściu do mocy na wyjściu linii światłowodowej. Natomiast decybele w odniesieniu do miliwata to stosunek wartości mocy wejściowej do 1 mW. Równania do obliczenia mocy w dB i dBm:
gdzie:
P1 - moc wejściowa
P2 - moc wyjściowa
gdzie:
P1 - moc wejściowa
W celu dobrania odpowiednich parametrów urządzeń nadawczo-odbiorczych na linii między urządzeniami końcowymi należy oszacować :
Pnad1 – Podb1 < Ps - Pz + Pm
Pnad2 – Podb2 > Ps - Pz + Pm
gdzie:
  • (Pnad1; Pnad2) to zakres poziomu mocy optycznej na wejściu linii światłowodowej wyrażony w dBm. Pnad1 to maksymalna moc nadajnika, Pnad2 to minimalna moc nadajnika.
  • (Podb1; Podb2) to zakres czułości fotodetektora wyrażona w dBm. Podb1 to maksymalna czułość odbiornika, Podb2 to minimalna czułość odbiornika.
  • Ps to całkowite straty linii światłowodowej, czyli tłumienie wprowadzanie przez światłowód, złącza optyczne, spawy światłowodowe wyrażone w dB.
  • Pz to całkowite wzmocnienie wprowadzane przez wzmacniacze optyczne wyrażone w dB.
  • Pm to margines bezpieczeństwa uwzględniający starzenie się elementów nadawczo-odbiorczych, wpływ temperatury na urządzenia elektroniczne i elektrooptyczne, straty mocy na zgięciach światłowodów itp. wyrażony w dB. Wartość marginesu mocy przyjmuje się w granicach od 3 do 6 dB.
Projektant znając rozmieszczenie systemu optycznego i zastosowane w nim komponenty jest w stanie obliczyć straty mocy sygnału w każdym punkcie tego systemu. Najlepiej widać to na przedstawionym poniżej przykładzie systemu:
Przykładowy schemat linii światłowodowej gdzie:
N – Nadajnik
W – Wzmacniacz
O – Odbiornik
Z – Złącze
S – Spaw
W skład linii światłowodowej poza nadajnikiem (N) i odbiornikiem (O) optycznym wchodzi wzmacniacz optyczny (W) oraz 4 złącza optyczne (Z) i 5 spawów (S). W poniższej tabeli dla każdego elementu zostało przedstawione tłumienie bądź wzmocnienie wprowadzane do linii światłowodowej. Posiadając te wartości można odpowiednio dobrać czułość odbiornika:
Moc nadajnika:
Tłumienie złączy:
Tłumienie spawu:
Wzmocnienie wzmacniacza:
Tłumienie światłowodu:
3dBm
0,15dB
0,15dB
10dB
0,2dB/km
UWAGA!! Obliczenia zostały przeprowadzone dla III okna transmisyjnego (tłumienie 0,2dB/km).
Całkowite straty linii światłowodowej zależne są od długości transmisji, ilości i tłumienia spoin światłowodowych oraz złączy. Całkowite tłumienie wprowadzane przez światłowód to suma:
tłumienia wprowadzonego przez światłowód:
tłumienia wprowadzonego przez złącza:
tłumienia wprowadzonego przez spawy światłowodowe:
(30km+50km) x 0,2dB/km = 16dB
4 x 0,15dB = 0,60dB
5 x 0,15dB = 0,75dB
Ps = 16dB + 0,60dB + 0,75dB = 17,35dB
Całkowite wzmocnienie toru światłowodowego w tym wypadku jest równe wzmocnieniu wprowadzonym przez wzmacniacz optyczny (W).
Pz = 10dB
Podczas projektowania systemu powinny zostać uwzględnione skutki starzenia się elementów toru optycznego (typowo od 1dB – 3dB) oraz wpływ temperatury na urządzenia elektroniczne i elektrooptyczne (typowo +/- 2dB). Standardowo margines bezpieczeństwa przyjmuje się w granicach 6dB.
Pm = 6dB
Aby dobrać czułość odbiornika na końcu toru optycznego wystarczy przekształcić i rozwiązać równanie:
Pnad – Podb < Ps - Pz + Pm
Podb > Pnad – Ps + Pz - Pm
Podb > 3dBm – 17,35dB +10dB – 6dB
Podb > -10,35dB
Zastosowany odbiornik powinien posiadać czułość powyżej -10,35 dB.
Przykład projektowania toru optycznego z wykorzystaniem urządzeń ULTIMODE
Do przykładowego toru optycznego zostały użyte urządzenia serii ULTIMODE – media konwerter ULTIMODE M-403M L11041. Media konwertery serii ULTIMODE to niezawodne urządzenia pozwalające na przesyłanie sygnału Fast Ethernet w dwóch jednomodowych włóknach światłowodowych na dużą odległość – aż 40 km. Media konwerter posiada dwa złącza SC służące do nadawania (Tx) bądź odbierania sygnału (Rx). Sygnał optyczny jest transmitowany i odbierany w II oknie transmisyjnym – 1310 nm.

Media konwerterów M-403M L11041.
Media konwertery ULTIMODE są szeroko stosowane przy przesyłaniu sygnału ethernetowego na duże odległości oraz w miejscach narażonych na trudne warunki atmosferyczne. Włókna światłowodowe zapewniają pełną izolację oraz odporność na zakłócenia występujące na drodze przesyłowej. Media konwertery ULTIMODE M-403M L11041 są głównie wykorzystywane do łączenia osiedlowych sieci LAN oraz rozproszonych budynków jednej korporacji.

Schemat wykorzystania media konwerterów L11041.
Posiadając podstawowe parametry urządzeń jak moc nadajnika i czułość odbiornika można obliczyć maksymalną odległość transmisji przez światłowód jednomodowy.
Niezbędne parametry do obliczeń:
Moc nadajnika (Pnad1 … Pnad2)
Czułość odbiornika (Podb1 … Podb2)
-5 ……. 0 dBm
-25 … -7 dBm
Dodatkowe założenia:
  • Tłumienie toru światłowodowego na złączach i spoinach można w tym przypadku przyjąć 1dB.
  • Tłumienie jednostkowe włókna światłowodowego jednomodowego wynosi 0,33 – 0,42 dB/km dla długości fali 1310nm w zależności od zastosowanego włókna. Do obliczeń zostało przyjęte tłumienie 0,4 dB/km.
  • Margines bezpieczeństwa został przyjęty na poziomie 5 dB.
  • Sygnał optycznie w linii światłowodowej nie jest regenerowany.
Dla minimalnej mocy nadajnika odległość na jaką może zostać przesłany sygnał w II oknie transmisyjnym wynosi:
(Pnad1 - Podb1 - Pm - Ps)/0,4 = (-5 + 25 – 5 – 1)/0,4 = 35 kmDla maksymalnej mocy nadajnika:
(Pnad2 - Podb1 - Pm - Ps)/0,4 = (0 + 25 – 5 – 1)/0,4 = 47,5 km
Przy podanych założeniach transmisja przez światłowód jednomodowy może przebiegać na odległość min 35 km.
Moc nadawania uwarunkowana jest od temperatury pracy oraz zjawiska starzenia się diody laserowej. W przypadku wszystkich urządzeń optycznych serii ULTIMODE czas życia diody laserowej (MTBF) wynosi minimalne 100 000 godzin czyli ponad 11 lat.

Światłowód jednomodowy i wielomodowy

Tags: , ,


Jednym z podstawowych kryterium podziału urządzeń światłowodowych jest rodzaj światłowodu z którym współpracują. Główne kryterium podziału uzależnione jest od rodzaju transmisji światła w rdzeniu światłowodu i dzieli światłowody na jednomodowe i wielomodowe.
Włókno światłowodowe zbudowane jest z 3 zasadniczych części, pełniących określone role:
  • rdzenia,
  • płaszcza,
  • bufora.
Budowa włókna światłowodowego
1. rdzeń
2. płaszcz
3. bufor
Transmisja w włóknie światłowodowym opiera się na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia. Rdzeń jest ośrodkiem w którym biegnie światło i najczęściej wykonany jest z domieszkowanego szkła (np. GeO2 + SiO2), natomiast płaszcz światłowodu wykonany jest z czystego szkła (SiO2). Takie dobranie materiału podyktowane jest współczynnikami załamania ośrodków. Aby wystąpiło całkowite wewnętrzne odbicie światła, współczynnik załamania płaszcza (czystego szkła) musi być niższy od współczynnika załamania rdzenia światłowodu (domieszkowanego szkła). Bufor otaczający płaszcz to warstwa ochronna wykonana najczęściej z materiału termoplastycznego oraz specjalnych żelów mających na celu chronienie włókna przed uszkodzeniami mechanicznymi.
Główną różnicą między światłowodem jednomodowym i wielomodowym jest sposób transmisji światła w rdzeniu światłowodowym. W włóknie wielomodowym transmitowanych jest wiele modów (wiązek światła) o tej samej długości fali. Propagowanie wielu modów przyczynia się do powstawania wewnątrz światłowodu dyspersji modowej, czyli rozmycia sygnału, które przekłada się na znaczne ograniczenie zasięgu transmisji bądź jej szybkości. Rozmycie sygnału spowodowane jest różną drogą między nadajnikiem i odbiornikiem, jaka musi zostać pokonana przez każdy z modów. Wynika to z różnych kątów odbicia wiązki światła od granicy rdzenia.
Zjawisko dyspersji modowej zostało wyeliminowane w włóknach jednomodowych, w których rdzeniu transmitowany jest tylko jeden mod światła o określonej długości fali. W przypadku światłowodu jednomodowego fala świetlna rozchodzi się praktycznie równolegle do osi światłowodu. W przypadku światłowodu jednomodowego uwidacznia się inny rodzaj dyspersji, dyspersja chromatyczna. Dyspersja chromatyczna składa się z dwóch zjawisk: dyspersji materiałowej oraz falowej. Obydwa zjawiska mogą powodować rozmycia sygnału. Dyspersja materiałowa związana jest z różnym współczynnikiem załamania światła dla różnych długości fali (nie istnieje wiązka światła ściśle monochromatyczna!). Natomiast dyspersja falowa powodowana jest przechodzeniem wiązki światła przez płaszcz światłowodu. Obydwa zjawiska występujące w światłowodach jednomodowych nie wpływają na rozmycie sygnału tak istotnie jak w przypadku światłowodów wielomodowych. Dodatkowo produkowane są światłowody z tzw. przesuniętą dyspersją, dla których wyeliminowana jest dyspersja falowa w trzecim oknie transmisyjnym.
Transmisja światła w światłowodzie:
1 – wielomodowym,
2 – jednomodowym.
Światłowód jednomodowy i wielomodowy różnią się średnicą rdzenia. Średnica rdzenia włókna jednomodowego wynosi zwykle od 8 – 10 mikrometrów (standardowo 9 µm), natomiast dla włókna wielomodowego rdzeń ma standardową średnicę 62,5 bądź 50 mikrometrów. Najczęściej spotykana znormalizowana średnica płaszcza wynosi 125 mikrometrów.
Pomiędzy okablowaniem jednomodowym czy wielomodowym nie ma widocznej różnicy podczas instalacji optycznych. Urządzenia do łączenia światłowodów jak spawarki czy spawy mechaniczne w większości przypadków przystosowane są do współpracy z obydwoma włóknami światłowodowymi. Zostaje odpowiednie i konsekwentne dobranie urządzeń aktywnych, kabla światłowodowego i osprzętu.
Zdecydowaną zaletą światłowodów jednomodowych jest możliwość transmisji sygnałów bez regeneracji nawet do 120 kilometrów. W przypadku światłowodów wielomodowych, maksymalny zasięg transmisji wynosi 2 kilometry. Oczywiście odległość transmisji uwarunkowana jest od zastosowanego urządzenia optycznego i jego możliwości. W ofercie firmy Dipol można odnaleźć gamę produktów jednomodowych i wielomodowych – od urządzeń aktywnych takich jak media i wideo konwertery przez akcesoria tj. adaptery, tłumiki oraz patchcordy.
Urządzenia aktywne współpracujące ze światłowodem wielomodowym:

Dlaczego warto stosować okablowanie światłowodowe:
  • ogromna pojemność informacyjna pojedynczego włókna
  • małe straty we włóknie światłowodowym, dające możliwość przesyłania sygnałów na znaczne odległości
  • całkowita odporność na zakłócenia i przesłuchy elektromagnetyczne
  • mała masa
  • niewielkie wymiary
  • bezpieczeństwo pracy (brak napięcia,brak iskrzenia)
  • znacznie utrudniony (praktycznie niemożliwy) podsłuch przesyłanych danych
  • względnie niskie i ciągle obniżające się koszty
  • duża niezawodność poprawnie zainstalowanych tras światłowodowych

Najnowszy film

Kurs – Instalacje światłowodowe część I

Kurs – Instalacje światłowodowe część II

Kurs – Instalacja światłowodowe część III





O nas

ZAOPATRUJEMY PROFESJONALISTÓW
Jesteśmy europejskim dystrybutorem CCTV, WLAN, TV-SAT. Oferujemy ponad 1400 towarów z pełnym wsparciem technicznym.

e-Sklep



REJESTRACJA
Prosimy o rejestrację celem uzyskania dostępu do cen hurtowych. Ceny hurtowe są oferowane dla firm instalatorskich i handlowych w branży TV SAT, WLAN, CCTV.