Kable światłowodowe i złącza światłowodowe

Przesyłanie informacji za pomocą sygnałów optycznych zamiast elektrycznych stało się podstawą funkcjonowania tych gałęzi przemysłu, w których prędkość i jakość przesyłania danych jest bazowym parametrem. Dotyczy to m.in. przemysłu teleinformatycznego i telekomunikacyjnego, jednak kabel światłowodowy to także podstawa wzrostu dostępnej prędkości Internetu na całym świecie.

Kabel światłowodowy – podstawowe zagadnienia

Światłowody to rodzaje przewodów, w których zamiast energii elektrycznej przesyłana jest fala świetlna. Oznacza to, że zamiast tradycyjnej żyły, wewnątrz kabla światłowodowego znajduje się rdzeń, w którym światło wędruje niemal bezstratnie, błyskawicznie dostarczając do odbiornika ogromne ilości informacji. W zależności od rodzaju światłowodu, rdzeń wykonany jest najczęściej z włókna szklanego lub syntetycznego tworzywa, stąd popularne w powiązanych branżach określenia „światłowody szklane” i „światłowody plastikowe”, które kojarzone są jednoznacznie. Działanie przewodów światłowodowych jest łatwe do zrozumienia: przesyłane sygnały – czyli pakiety danych – to bardzo gęsto i bardzo szybko wpuszczane do rdzenia fale świetlne, które śmiało można nazwać impulsami.

Impulsy te, biegnąc przez rdzeń docierają do miejsca jego styku z ochronnym płaszczem, po czym odbijają się, zachowując parametry identyczne jak w fali uprzednio padającej. Oczywiście nie da się całkowicie wyeliminować tłumienia, dlatego nawet w szklanych światłowodach co jakiś czas muszą się pojawić wzmacniacze optyczne, by światłowód mógł przekazać sygnał na przykład z jednego kontynentu na drugi (Europa – USA i wiele innych transoceanicznych połączeń).


Kabel światłowodowy – podstawowe zagadnienia

Budowa światłowodu

Budowa kabli światłowodowych została już powyżej do pewnego stopnia wyjaśniona. Najgłębsza i przewodząca warstwa to rdzeń o średnicy zaledwie kilku (szklany) lub kilkudziesięciu/kilkuset (syntetyczny) mikronów. Wokół niego rozciąga się warstwa płaszcza, który dla światła jest całkowicie nieprzepuszczalny i który pozwala fali świetlnej swobodnie się od niego odbijać dla skutecznej wędrówki poprzez rdzeń. Najbardziej zewnętrzna warstwa (czasem więcej niż jedna) zabezpiecza przewód światłowodowy przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak choćby wysoka lub niska temperatura, promieniowanie UV oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi. Wykonana może być np. z PVC lub TPE. Należy przy tym zauważyć, że światłowody – szczególnie szklane – są mało odporne na skręcanie i zakrzywianie z uwagi na delikatną strukturę rdzenia, dlatego ten fakt trzeba brać zawsze pod uwagę przy wytyczaniu tras dla nich.

Z uwagi na rdzeń światłowody dzieli się najczęściej na szklane (GOF) i plastikowe (POF), choć istnieje jeszcze jedna grupa światłowodów, zwanych półprzewodnikowymi (PCF), które znajdują zastosowanie w automatyce przemysłowej, motoryzacji czy lokalnych sieciach internetowych typu „Fiber to the Desktop”. Światłowody szklane służą do przesyłania dużych ilości danych na bardzo duże odległości - od kilkuset do kilku tysięcy kilometrów - pod warunkiem stosowania co jakiś czas wzmacniaczy optycznych przeciwdziałających tłumieniu fali. Ich plastikowe odpowiedniki znajdują zastosowanie w przesyłaniu informacji na mniejszych dystansach i między lokalnymi urządzeniami, stąd ich obecność w medycynie, automatyce przemysłowej, lokalnych sieciach czy w małych systemach przesyłu cyfrowego obrazu i dźwięku (AV).


Światłowody jednomodowe i wielomodowe

Natomiast z punktu widzenia ilości wiązek światła, które mogą się przemieszczać wewnątrz rdzenia, światłowody dzieli się na jednomodowe (cieńsze rdzenie, w których transmitowany jest tylko jeden mod światła o określonej długości fali) i wielomodowe (grubsze rdzenie, w których transmitowanych jest wiele modów o tej samej długości fali). Płaszcze zewnętrzne światłowodów szklanych wykonuje się w tym samym standardzie rozmiarowym Ø 125 mikrometrów. Rdzeń jednomodowych światłowodów (Single Mode Fiber) ma średnicę 9 μm i wykonany jest również ze szkła. Cechuje się on dużym zasięgiem transmisji sygnału – którego źródłem jest wiązka lasera - nawet do 120 km bez potrzeby stosowania tzw. repeater’a, czyli regeneratora sygnału zwanego potocznie wzmacniaczem. Dlatego ten typ światłowodów najczęściej stosuje się tam, gdzie sygnał trzeba przesyłać na duże odległości. W przypadku światłowodów wielomodowych (Multi Mode Fiber) rdzeń wykonany jest także ze szkła, a jego grubość to 50 lub 62,5 μm zaś odległość na jaką transmitowany jest sygnał znajduje się w przedziale od kilku metrów do 2-3 kilometrów. Najistotniejszą cechą tych światłowodów jest oparcie ich funkcjonalności na wielu falach świetlnych stanowiących efekt podzielenia sygnał wejściowego na wiele promieni przenoszonych pod wieloma kątami, co skutkuje obniżeniem szybkości transmisji danych i zasięgu. W przypadku światłowodów plastikowych (POF) wymiary światłowodu to głównie 800 μm – średnica rdzenia i 1000 μm – średnica płaszcza zewnętrznego.

Kable światłowodowe zawdzięczają swoją zawrotną karierę nie tylko szybkości i jakości przesyłania informacji. Kluczowym czynnikiem jest całkowita odporność impulsu świetlnego na czynniki atmosferyczne i na zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez wszystkie urządzenia elektryczne, w pobliżu których przebiega trasa światłowodu. Co więcej, światłowód sam również nie generuje oddziaływań elektromagnetycznych, a poza tym – jak zostało to wcześniej opisane – zachowuje praktycznie bezstratną jakość sygnału przy ogromnej długości własnej. Typowe przewody działające na impulsach elektrycznych nie są w stanie do tych parametrów się zbliżyć, nie mówiąc o podjęciu rywalizacji.

 
Kable światłowodowe szklane i plastikowe w ofercie TME

Na ofertę światłowodów w katalogu TME składają się kable światłowodowe oparte na rdzeniu szklanym od firmy FIBRAIN oraz polimerowe produkowane przez LAPP. Światłowody szklane to najistotniejsza grupa produktów tego rodzaju w ofercie TME, za którą stoi uznana firma FIBRAIN. Poza kilkoma wyjątkami światłowody te dostępne są w odcinkach po 100m lub dłuższych, będących wielokrotnością 100m. Przewody FIBRAIN są produkowane w wersjach odpornych na niskie i wysokie temperatury (na przykład od -40 do +70ºC) i zabezpieczane płaszczami odpornymi m.in. na promieniowanie UV, wodę czy uszkodzenia mechaniczne. Ich średnice mieszczą się w zakresie od 3.0 do 10.1 mm, zaś ich typowe zastosowanie to sieci LAN oraz FTTX czyli szerokopasmowe systemy telekomunikacyjne obejmujące Internet, telefonię czy telewizję.



Przewód światłowodowy: FIBRAIN-CAB-007



Przewód światłowodowy: FIBRAIN-CAB-003



Przewód światłowodowy: DUPLEX-HY-PE-PUR



Przewód światłowodowy: SIMPLEX-PE-PUR

Oferowane przez LAPP światłowody plastikowe to przewody z serii HITRONIC® dostępne w wariancie SIMPLEX – z jednym włóknem przewodzącym – lub w wariancie DUPLEX – z dwoma włóknami. Seria znajduje zastosowanie głównie w przemyśle oraz wszędzie tam, gdzie wymaga się bezpiecznej transmisji danych w trudnych warunkach typowych dla stref występowania wysokiej temperatury czy stref zagrożenia wybuchem (kopalnie, tunele, platformy naftowe lub gazowe). Światłowody HITRONIC® wytrzymują temperatury w zakresie od -55 do +85ºC i mogą być układane zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków. Seria obejmuje wykonania standardowe, jak i specjalne, takie jak m.in. światłowody z bezhalogenowym i olejoodpornym płaszczem, który dobrze znosi także ścieranie, działanie mikrobów i hydrolizę oraz światłowody do zastosowań w połączeniach ruchomych, czyli na przykład na prowadnicach łańcuchowych. Typowe długości, w jakich TME oferuje te światłowody, to 5 / 25 / 50 i 100 metrów bieżących.
Złącza światłowodowe – podstawowa wiedza w pigułce.

W dużym uogólnieniu złącza światłowodowe dzieli się na stałe – powstające poprzez spawanie lub klejenie ich końcówek do włókna światłowodowego – oraz na rozłączalne, czyli tworzone mechanicznie dzięki użyciu wystandaryzowanych złączy i pozwalające na wielokrotne łączenie i rozłączanie światłowodów. W tej drugiej grupie bardzo szybko pojawiły się ogólnoświatowe standardy, wśród których prym wiodą cztery, określane symbolami: złącza ST (złączki z kołnierzem bagnetowym – widywane w sprzęcie AV),  złącza FC (złączki z gwintowanym korpusem – stosowane w telekomunikacji), złącza SC (złączki zatrzaskowe o prostokątnym przekroju poprzecznym dla przemysłu i automatyki, stosowane także w telekomunikacji i innych rozwiązaniach niezbędnych do budowy sieci światłowodowych) oraz złącza LC (najnowszy standard zatrzaskowych minizłączy dla telekomunikacji, przemysłu, automatyk oraz sieci światłowodowych w aplikacjach wymagających dużego zagęszczenia). Każdy z wymienionych najpopularniejszych standardów występuje w dwóch różnych wariantach: UPC i APC. Różnica między nimi polega na kącie spolerowania czoła ferruli złącza: przy UPC czoło jest płaskie, zaś przy APC jest ono spolerowane pod kątem 8 stopni dla ograniczenia skali zjawiska reflaktancji.
Złącza do światłowodów

W zakresie złączy światłowodowych spod szyldu LAPP, oferta TME obejmuje ich cztery rodzaje. Są to po pierwsze złącza POF HFBR w wariancie Simplex i Duplex - do zagniatania i zaciskania na przewodach do 2.2 mm i złącza POF F-05 w wariancie Simplex – dla przewodów 2.2 mm na których mocowane są systemem Snap-In. Ponadto w ofercie funkcjonują złącza POF FSMA i ST z radełkowaną lub 6-kątną nakrętką do zagniatania (bądź zaciskania lub klejenia) – dostępne dla różnych przewodów o Ø 2.2 i 6.0 mm oraz złącza POF SC-RJ, odpowiednie dla przewodów 2.2 mm, na które składają się takie elementy jak dwa złącza SC, obudowa SC.-RJ oraz dwie osłony przeciwzagięciowe i przeciwpyłowe.



Łącznik światłowodowy: A001-LC-4X-2158



Wtyk światłowodowy: 29125099




Adapter światłowodowy: LOG-CA1014

Warto jeszcze wspomnieć o gamie akcesoriów LAPP, na które składa się seria narzędzi do cięcia żył i do ściągania izolacji z kabli o różnych Ø, zestawy do montażu złączy zagniatanych światłowodów POF oraz dyski polerujące i folie o różnej ziarnistości do polerowania powierzchni czołowych światłowodów. Natomiast na polu akcesoriów luźniej skojarzonych ze światłowodami spółka TME zaoferowała swoim klientom wygodne narzędzia do uderzeniowego zaciskania terminali w technologii LSA.

W przypadku złączy FIBRAIN klienci wybierają między łącznikami typu SC, FC, ST, E2 i LC w wersjach APC, jak i UPC. Należy zauważyć, że wykonane są w wariantach zarówno jednomodowych, jak i wielomodowych (z reguły 4-torowych) i znakowane są różną kolorystyką – za każdym razem mocno kontrastującą z pozostałymi stosowanymi w gamie barwami.

 
Patchcordy i pigtaile w ofercie TME

Ofertę spod szyldu LAPP uzupełniają również kable światłowodowe połączeniowe, zakończone złączem po obu stronach – tzw. patchcordy – lub tylko po jednej – tzw. pigtaile. Oba warianty dostępne są w długości 2 mb, przy czym patchcordy wykańczane są złączami w standardzie FC , LC , SC. lub ST, zaś pigtaile - pakowane po 12 sztuk w zestawie - wykańczane są złączami w standardzie SC, LC lub ST.  Natomiast gama patchcordów firmy FIBRAIN składa się z przewodów o długościach 0,5; 1; 2; 3 ;4; 5; 10; 20; 30 mb sprzedawanych już od jednej sztuki, podczas gdy gama pigtaili marki FIBRAIN to przewody o długościach 1 lub 2 mb..

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.