Особенности волоконно-оптического кабеля

Прокладка оптоволокна на местности

Многих людей, которые хотят оптический интернет, интересуют особенности прокладки оптоволокна. На самом деле это довольно сложная работа, которая должна выполняться профессионалами. Выделяют четыре основных способа прокладки оптического кабеля на местности.

В грунте

Это наиболее распространенный способ, которым часто пользуется Ростелеком и другие популярные провайдеры.

Прежде чем уложить кабель, необходимо разработать схему. В ней детально планируется, как и где будет пролегать провод. Для укладки в грунте используются кабели с прочной наружной оболочкой. Она обеспечит дополнительную защиту от повышенной влажности и грызунов.

Чтобы провод не повредился, его могут помещать в специальной пластиковой трубе.

Размещение на опорах — наиболее простой способ прокладки оптики

Подвешивание на опорах

Бывают случаи, когда не удается проводить волокно для интернета в грунте. В подобных ситуациях кабель вешают на дополнительные опоры. Чаще всего данный способ используется при подключении к сети Internet дач или частных домов.

Для подвешивания используются провода с вмонтированным тросом, который в разрезе представлен в виде восьмерки. Также конструкция оснащается упрочняющими нитями. Они нужны для предотвращения растягиваний и провисаний.

Прокладка в канализации

Это наиболее подходящий вариант подключения оптико-волоконного интернета в городской местности. Провайдеры часто используют готовые канализационные каналы для проведения сетевых проводов. Для протяжки применяется кабельная лебедка или пруток.

Внутри помещений

Иногда оптоволокно приходится проводить в зданиях. Для этого используются облегченные кабели с эластичной оболочкой. Они прокладываются в заранее сделанных каналах. Если их нет, можно протянуть провод под плинтусами.

Что такое оптоволоконный интернет и чем он отличается от обычного

Оптоволокно — наиболее современная технология, с помощью которой удается организовать высокоскоростное соединение с сетью Internet. Стоит отметить, что сегодня большинство провайдеров предпочитают подключать именно оптоволоконный интернет.

Провод из оптоволокна обладает рядом достоинств, среди которых можно выделить следующее:

• Долговечность. Изготавливаются такие кабели из прочного материала и поэтому они надежно защищены от механических повреждений.
• Высокая пропускная способность. Максимальная скорость у оптоволокна составляет 100 Гбит в секунду. Этого достаточно для быстрого скачивания крупных файлов.
• Безопасность. Использование оптоволоконных сетей позволяет специальным программам быстро обнаруживать несанкционированный доступ к информации. Благодаря этому удается надежно защитить передаваемые данные от злоумышленников.
• Отсутствие помех. Именно из-за этого удается стабильно передавать данные на скорости 100 Гбит в секунду.
• Универсальность. Стоит отметить, что оптоволоконный кабель используется не только для проведения интернета, но и для организации системы видеонаблюдения.

Однако основное достоинство кабелей из оптоволокна заключается в том, что с их помощью можно соединять объекты, которые находятся друг от друга на больших расстояниях. Это возможно сделать благодаря тому, что у оптических кабелей для интернета не ограничена длина каналов. Такое отсутствие ограничений позволяет организовывать соединение между континентами. Стоит отметить, что все материки связаны между собой именно при помощи оптики. Кабель проложен по дну океана.

Высокая скорость передачи данных — одно из достоинств оптоволокна

Преимущества и недостатки оптоволокна

Все эти сложности оправданы потому, что свет – самое быстрое, что есть во Вселенной.

Благодаря этому свойству света оптоволокно обладает непревзойденной информационной емкостью. Витая пара, подобная телефонной линии, или коаксиальный кабель, проводник с экраном, пропускают 100 мегабит в секунду.

Самый распространенный для компьютерных сетей восьмижильный кабель из 4 скрученных пар пропускает до 1000 мегабит в секунду. Оптоволокно по одной жиле — в три раза больше, до 3000 мегабит в секунду, а при помощи различных экспериментальных ухищрений можно преодолеть и этот порог.

К тому же оптоволокно значительно легче меди. При толщине 9 микрон – тоньше человеческого волоса – нить из кварца длиной 100 км весит около 15 г.

Практически все современные магистральные линии передачи данных проложены из оптоволоконных кабелей. Они связывают континенты, страны и дата-центры.

В крупных городах «оптика» используется и при подключении многоквартирных домов к мировой сети, но волокно прокладывается между провайдером и домом, а по квартирам разводится обычная витая пара.

При такой схеме подключения максимальная скорость доступа к сети для абонента по-прежнему не превышает 100 Мбит/с. Для сравнения, проведя оптический кабель прямо в квартиру, можно получить канал в 1 Гбит/с, и все же потребитель редко сталкивается с оптоволоконным Интернетом.

Дело не только в том, что оптоволокно дорого в производстве. Проложить кабель – это лишь начало. Сигналы, идущие по линии связи, с расстоянием накапливают ошибки и в конце концов вовсе затухают. У витой пары это происходит через 1 км, у коаксиального кабеля примерно через 5 км. После сигнал приходится восстанавливать и усиливать – регенерировать.

У оптоволокна дистанция регенерации в разы больше, но, каким бы чистым ни было кварцевое стекло, в нем остаются примеси, например, миллионные доли процентов воды.

Длина волокна может составлять сотни тысяч километров, но через 100–200 км затухание оптического сигнала все же себя проявляет.

Поэтому на линиях оптоволоконной связи устанавливаются промежуточные усилители, которые восстанавливают амплитуду оптического сигнала, и регенераторы, удаляющие помехи. Такое оборудование значительно более дорогое, чем усилители на традиционных линиях связи, и требует квалифицированного обслуживания.

Но главное, на данный момент гигабитные каналы связи мало востребованы обычными людьми. Возможно, с появлением умных домов, носимых компьютеров, распространением стриминга видео в сверхвысоком разрешении потребность в них возрастет, но пока скорости, предоставляемой витой парой, среднему потребителю вполне достаточно.

Даже не соприкасаясь с этой технологией напрямую, каждый из нас пользуется ее преимуществами. Стабильность подключения, малая задержка прохождения сигнала до самых удаленных серверов и высокая скорость получения ответа от них, возможность снять деньги в любом банкомате и совершить звонок в любую страну мира – все это заслуга оптоволокна, и конкурентов у него нет и в проекте.

Поделиться

Виды

Существует множество видов оптоволоконных кабелей в зависимости от характера их применения. Они представлены в двух «режимах»: многомодовом и одномодовом.

Многомодовое волокно (MMF) имеет сердечники двух размеров: 50 мкм и 62,5 мкм. Широкое ядро позволяет передавать несколько потоков данных одновременно. В многомодовом волокне в качестве источника света используется светоизлучающий диод (LED) или лазер с вертикальной полостью, излучающий поверхность (VCSEL). Из-за высокой скорости рассеивания и затухания он обычно используется для передачи большого объема данных на относительно короткие расстояния .

Одномодовое волокно (SMF) имеет гораздо меньший диаметр сердцевины – 8,3 мкм или 9 мкм и единственный световой путь, который может проходить на большие расстояния. Одномодовые волокна обычно используются для более длинных участков, таких как сети передачи данных университетского городка, передачи кабельного телевидения и телекоммуникационные сети.

То, как будет прокладываться кабель, определяет его конструкцию. Наиболее распространенными типами оптических кабелей по их применению являются:

• для внутреннего монтажа;
• для установки в кабельные каналы, с броней или без нее;
• для укладки в грунт;
• подвесной, с тросом или без него;

Тип волокна определяет параметры брони, наличие подвесного троса и других характеристик оптического кабеля. Условия среды могут быть агрессивными, будь то грунт или вода. Наиболее частые поломки линии вызваны механическими повреждениями. Например, во время ремонтных работ кабель может быть поврежден крупногабаритными машинами, или подводные сети оборваны субмаринами или кораблями. Под каждый сценарий применения подбирается соответствующий вид кабеля.

Кабели с броней из круглых стальных проволок

Броня из круглых стальных оцинкованных проволок предназначена защиты кабеля как от раздавливающих, так и от растягивающих нагрузок. Кабели с круглой броней рекомендован для прокладки непосредственно в грунт, однако часто применяется и в канализации из-за своей надежности. Различные производители предлагают кабели с броней из проволок номинальным диаметром 1.2, 1.6 2мм и более. Меньший диаметр проволок (и соответственно большее их количество) обеспечивает большую гибкость, но несколько худшие стойкость к раздавливанию и растяжению.

Принцип работы

В основе устройства кабеля из оптоволокна лежат стеклянные световоды. Это своеобразные трассы для транспортировки лучей света от источника до приемника. По привычному нам медному проводнику, который по сей день повсеместно используется в локальных сетях, движутся электроны. Информация кодируется единицами и нулями: если электрический импульс есть, значит он трансформируется сетевой картой в значение «1», и наоборот, если его нет — в «0».

С оптикой ситуация выглядит примерно таким же образом. В ней со скоростью света движутся его пучки — моды. Их присутствие определяет передаваемый бит информации, только со значительно большей скоростью (более 10Гбит/с).

Для отправки светового сигнала применяется лазер, луч которого направлен в сердцевину кабеля. При помощи системы зеркал он экранируется, что позволяет ему проходить изгибы и неровности канала. Концом пути светового потока является конечное оборудование, такое как медиаконвертер или роутер с поддержкой PON.
Его задача заключается в превращении оптического сигнала в электрический и наоборот. От него прокладывается стандартная витая пара и подключается к сетевому оборудованию, например, домашнему роутеру.

Преимущества и недостатки оптико-волоконного кабеля

Оптоволокно принципиально отличается от обычных проводов. Информация в нём передаётся с помощью коротких световых импульсов, которые испускаются лазером и считываются специальным приёмником. В каждом таком кабеле множество оптических волокон, причём металла в нём нет совсем. Поэтому оптоволокно имеет немало достоинств:

• Обеспечивается высокая пропускная способность. Оптико-волоконные линии легко могут обеспечить скорость в 1000 Мбит/с и более.
• Не восприимчиво к любым электрическим помехам. Проходящие рядом силовые линии и даже гроза на передачу информации совсем не влияют.
• Не зависит от климата – может прекрасно работать как при +500 С, так и при -600 С.
• Оптоволокно можно прокладывать на большие расстояния – до 15 км. без использования промежуточных станций.
• Гарантия достигает 25 лет, то есть обеспечивается долговечность линии. Главная опасность – лишь механический разрыв.

Однако есть и недостатки:

• Требуется довольно дорогостоящее оборудование.
• Оптоволокно отличается гораздо большей стоимостью, чем витая пара. Разница достигает 10 раз за одинаковый метраж.
• Требуют аккуратности при монтаже, чтобы не повредить светопроводящее волокно – для этого достаточно сильного изгиба.
• Замена или поиск неисправного места требуют вызова специалиста. Самостоятельно это сделать не получится.

Недостатков не очень много, однако они довольно важные и могут влиять на выбор предпочтительного варианта.

Виды сетевых кабелей для интернета

В перечне основных видов сетевых кабелей:

• коаксиальный;
• оптоволоконный;
• витая пара.

Конструкция провода коаксиального включает проводник с плотным изоляционным покрытием, оплетку из меди либо алюминия, внешний изолирующий слой. Помимо подключения к сети, интернет-продукция применяется для перевода сигналов от антенн и телевизионных спутников для построения скоростных цифровых сетей (кабельное ТВ).

Отличается конфигурация разъёмов провода:

• BNC-коннектор закрепляется на концах кабеля, обеспечивает подсоединение к Т-коннектору и баррел-коннектору.
• BNC баррел-коннектор предназначен для соединения поврежденных элементов либо удлинения провода для расширения радиуса действия сети, подсоединения дополнительной электротехники.
• BNC T-коннектор является тройником, применяемым для подсоединения компьютерной техники к главной сетевой линии. В проводе 3 разъема (1 предназначен для вывода к централизованной сети, 2 разъёма необходимы для объединения локальной системы).
• BNC-терминатор сконструирован для выполнения роли заземляющей заглушки, предотвращающей распространение сигнала вне локальной линии. Разъём обязателен для стабильной работы сетевых соединений, занимающих большую площадь.

Для создания локальных линий используется сетевой кабель витая пара. Продукция включает попарно перекрученные медные проводники с изолирующим слоем. Стандартный провод состоит из 4 (8 проводников) либо из 2 пар (4 жилы). Между приборами, объединенными с помощью кабеля, должно быть по нормативам не более 100 м. Провод выпускается стандартный либо с защитой. Для работы с кабелем используется разъем типа 8P8C.

До того как выбрать кабель для интернета витая пара, необходимо определить подвид по характеристикам внешнего слоя (толщина, наличие армирования, состав). Провод UTP с пластиковым внешним слоем не защищен, выпускается без заземления. Изделия F/UTP, STP, S/FTP производятся с экранированием.

Маркировка кабеля витая пара отражает категории по цвету изолирующего слоя:

• серый (применяется во внутренних пространствах зданий);
• черный (используется для обозначения продукции с покрытием для защиты от атмосферных осадков и электромагнитных излучений, применяется для уличных конструкций);
• оранжевый оттенок используется для обозначения негорючих полимерных соединений.

Кабель оптоволоконный является усовершенствованным проводом для построения сетевых линий. Изделие состоит из пластичных стеклопластиковых световодов с защитой из пластика. Кабельная продукция отличается высокой скоростью перевода информации, устойчива к помехам на линии. Провод может соединять системы на больших расстояниях. Изделия подразделяются на одно- и многомодовые.

В оптоволокне используются разные виды разъемов (FJ, ST, MU, SC). Провода бюджетны, выглядят эстетично, однако требуют приобретения дополнительного оборудования и сложны в установке. Продукция используется для формирования масштабных сетевых систем, создания доступа к интернету на большой скорости.

Медные проводники в Ethernet-кабеле выпускаются:

• цельными;
• скрученными.

Цельные проводники прочные, надежные, долговечные, однако менее пластичные. Продукция предназначена для стационарных систем в помещениях либо укладки небольшой протяженности на внешних конструкциях. Изделия скрученные состоят из тонких медных проволок, свитых вместе. Кабели прочные, пластичные, предназначены для размещения в рабочих пространствах, в местах с необходимостью перемещения объектов.

Типы кабелей для разводки интернета

Выбирать придется из трех вариантов:

• коаксиального;
• оптоволоконного;
• витой пары.

Разберемся подробнее.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель в создании локальных сетей практически не используется. Возможно, кто-то еще помнит период его активного применения в этой сфере, однако большинству пользователей (да и инженеров) такой опыт вряд ли знаком. Сначала он уступил место телефонной лапше, потом на смену пришла витая пара.

Мы не будем подробно рассуждать о данном типе кабелей, поскольку сегодня применение его для разводки нецелесообразно: излишне высокая сложность монтажа и цена коннекторов — минусы, которые здесь перевешивают все возможные плюсы.

Витая пара

Витой парой называют кабель, в структуре которого есть не менее одной пары изолированных проводников. Проводники, чтобы обеспечить более устойчивую связь между собой, переплетены друг с другом. В продаже можно найти два варианта исполнения таких кабелей: UTP и STP. Вторая отличается наличием оболочки, вокруг каждой пары, а также оболочкой из фольги или металла, в которую помещены все проводники. Экранированный кабель обладает лучшими характеристиками в плане сопротивления шумам.

Оптоволоконный кабель

Волоконно-оптический кабель — кабель, при создании которого используются прозрачные нити, волоконные светодиоды, а в них сигнал передается в виде фотонов путем полного внутреннего отражения.

По сути, оптоволокно является своеобразным потомком коаксиального кабеля. Только в нем вместо металлического сердечника применяют помещенное в тонкую оболочку стекловолокно. Данная технология позволяет передавать сигнал без потери качества на десятки километров.

Конструкция и материалы

Определившись с тем, что такое оптоволокно, перейдем к описанию его устройства. Чтобы лучше понять структуру оптического волокна, рассмотрим процесс его производства:

• нагретый кварцевый песок протягивают через сканер, проверяющий диаметр получающейся нити;
• затем в камеру охлаждения;
• и наконец в ванну с полимером, который налипает и формирует внешний защитный слой;
• в конце вертикального конвейера находится бобина, на которую со скоростью 3 км/с наматывается остывшее волокно;
• его транспортируют на завод, где осуществляется покраска каждой нити, чтобы их затем можно было различить в зависимости от канала передачи данных;
• на специальном станке из них формируются пучки, которые затем запаиваются в кожух из полиэтилена;
• пучки пережемаются с армирующим стеклопластиковым стержнем, а затем упаковываются во внешнюю изоляцию. Так формируется строение конструкции оптоволоконного кабеля.

• сердечник из оптического волокна — самая хрупкая часть кабеля;
• гидрофобный заполнитель обеспечивает защиту посредством амортизации;
• эту конструкцию опоясывает центральная трубка;
• промежуточная полиэтиленовая оболочка обеспечивает дополнительную защиту сердцевины;
• как правило, в кабеле присутствует броня (существует множество разновидностей);
• все перечисленные элементы закрывает наружная оболочка.

Конструкция оптоволоконного кабеля

Оптоволокно сконструировано таким образом, что передача данных происходит по специальным оптическим магистралям, которые состоят из отдельных носителей. Они, в свою очередь, объединяются в некую общую конструкцию под названием оптоволоконный кабель.

Как уже стало понятно, кабель делается из стекла, которое само по себе — довольно хрупкий материал — его можно легко разбить. С этой целью провода обеспечиваются защитой от механических повреждений, но этого недостаточно для сохранности кабеля.

Важно! Для большей безопасности оптокабеля объединяют в модули, которые и образуют один кабель. Конструкция его может быть абсолютно разная: диаметр одного провода будет 6 мм, а другого — 1,5 сантиметра

Принцип работы оптического носителя

Процесс обмена данными происходит за счет того, что свет лазера проходит по кабелю от встроенного светодиодного элемента. Передача заключается в создании однонаправленных импульсов в виде двоичного кода. Специально для обмена данными было создано два независимых канала.

Кабель против оптоволокна: будущее проводного интернета

В то время как будущее проводного Интернета принадлежит оптоволокну, по мнению большинства исследователей и отраслевых специалистов, вопрос, который многие задают, заключается в том, является ли будущее за проводным Интернетом вообще. Поскольку операторы беспроводной связи в Японии, Южной Корее и США уже демонстрируют скорость Gigabit в своих экспериментальных сетях 5G, некоторые полагают, что проводной Интернет, каким мы его знаем сегодня, вполне может уйти в прошлое в ближайшие годы, хотя, было бы умозрительно сказать об этом прямо сейчас. Что касается дебатов по кабелю и оптоволоконному кабелю, теперь, когда у вас есть понимание этого вопроса, вы думаете, что оптоволокно сможет выполнить обещание сверхбыстрого и доступного интернета для всех, при условии, что проводной интернет не идет на пользу? путь Додо? Или вы думаете, что нам придется ждать чего-то вроде Google Project Project Loon, чтобы достичь этого? Оставьте свои мысли в разделе комментариев ниже, потому что мы любим услышать от вас.

Описание технологии, конструкция кабеля

Людям, которые хотят подключить интернет по оптоволокну, следует детальнее ознакомиться с конструкцией оптического провода. На самом деле у него довольно простое устройство.

В центральной части располагается стекловолоконный световод диаметром около 7-8 мкм. Он покрыт специальной защитной оболочкой, сделанной из пластика. Она не только защищает световод от механических повреждений, но и обеспечивает внутреннее отражение света.

В процессе передачи данных свет не покидает пределы центральной жилы и не сталкивается с электромагнитными помехами. Именно поэтому такие кабели не нуждаются в дополнительном экранировании.

Надежная наружная оболочка провода защищает его от механических повреждений

Чтобы оптический интернет стабильно работал и не было обрывов связи, оптоволоконный провод делают максимально прочным. Для уплотнения используют кевлар и металл. Благодаря такому надежному бронированию, кабели из оптического волокна защищены от механических повреждений.

Оптические провода могут отличаться по своим конструкционным особенностям:

• Стеклянное волокно, размещенное внутри оболочки из пластика. Кабель такого типа менее надежный и не очень часто используется во время проведения интернета.
• Многослойный провод. Он изготавливается с дополнительными упрочняющими компонентами. Подходит для прокладки в грунте или под водой.

Есть и другая классификация, согласно которой оптику можно поделить на два основных типа:

• Одномодовый. Такие провода изготавливаются из световода диаметром в 1,3 мкм. Одномодовая оптика более качественная и чаще всего используется при подключении интернета в частных домах и квартирах.
• Многомодовый. От предыдущего типа провода отличается тем, что в нем используется не лазерный, а обычный световод. При этом длина световой волны довольно короткая и составляет всего 0,85 мкм.

Какие имеет ограничения

Оптический кабель подходит для прокладывания под водой

Многих интересует, есть ли у стекловолокна для интернета какие-то ограничения. На самом деле оптические кабели далеко не идеальны и имеют свои недостатки.

Главный минус заключается в том, что они не могут обеспечивать идеальный сигнал. Например, большинство проводов оптического типа обеспечивают максимальную скорость передачи данных 10 Гбит/с только на расстоянии 100-200 км. После этого начинается постепенное затухание сигнала и соответственно ухудшение скорости. Однако пользователи сети Internet этого не замечают.

Дело в том, что оптику прокладывают только до многоквартирного дома. До квартир протягивается обычная витая пара. Это приводит к ограничению скорости. Поэтому, чтобы насладиться максимально быстрой передачей данных, придется проводить оптику напрямую в квартиру и подключать специальное оборудование для оптоволоконного интернета.

Подключение волокна: главные схемы

Высокоскоростной интернет оптоволокно проводится с помощью двух основных схем.

Перед тем, как проводить кабель и создавать подключение нужно выбрать один из основных подходов:

1. FTTx – подключение происходит с помощью основного кабеля из оптоволокна, который разделяется витой парой и идет в квартиры. Такой способ хорошо защищен, и позволяет развивать скорость до 1Гб/сек.
2. xPON – оптоволоконный кабель прокладывается в квартиру клиента и подключается в его устройство, для этого нужен специальный конвертер, из которого кабель будет входить в роутер.
3. PON – технология похожа на xPON, но не требуется устанавливать дополнительный конвертер, то есть в квартире будет меньше оборудования.

Тарифы от Ростелеком для оптоволокна

Ростелеком предлагает своим абонентам разнообразные тарифные планы для подключения и создания домашней сети. Нередко оператор устраивает акции и вводит новые планы, с выгодными условиями.

Подобрать тариф можно на официальном сайте из действующих вариантов домашнего интернета:

• пакет за 330 рублей на 50 Мб/сек – стандартные условия, при котором скорости хватает, чтобы комфортно сидеть в интернете, скачивать файлы, играть в игры;
• тариф за 390 рублей на 80 Мб/сек – происходит изменение в скорости, оно не столь заметно, но все же существуют, страницы будут загружаться быстрее, никаких «провисаний» в браузере;
• домашний пакет за 600 рублей со скоростью 100Мб – любые действия в интернете происходят моментально, больше не нужно ждать никаких загрузок, такой пакет подходит для активных пользователей сети;
• игровой тариф за 800 рублей и 100Мб/сек – тариф дополняет подарком для геймеров в виде советского премиум-танка 8 уровня Т-44-100(Р)  в игре «World of Tanks», лучшее предложение для любителя поиграть в танки.

Провести оптико-волоконный интернет в частный дом или квартиру стоит, если от компании провайдера поступает предложение бесплатно или за небольшую доплату заменить кабель. Абонент, решившийся подключиться к новой технологии, получает стабильный, высокоскоростной интернет и качественное телевидение, позволяющее отдыхать после трудовых будней. Ростелеком предоставляет возможность использовать современные технологии, чтобы сделать жизнь проще.