Oldalforrás megtekintése Korábbi változatok Hivatkozások Exportálás PDF-be Share on ... Google+ Twitter LinkedIn Facebook Pinterest Telegram Tartalomjegyzék száloptika Optikai szálak csoportosítása anyaguk alapján POF PMMA PCF PCS/HCS GCS Optikai szálak csoportosítása módusuk alapján MMF SMF Száloptikai kellékek FOC Adatátviteli tulajdonságok összehasonlítása (POF/PCS/GCS) A POF / PCS / GCS optikai szálak összehasonlítása Néhány száloptika adatsora Profibus száloptika maximális átviteli távolságok Csatlakozó Adatátvitel ECHO száloptika de: LWL - Lichtwellenleiter, en: optical fiber Az optikai szál egy igen tiszta, néhány tíz (a technológia megjelenése idején még néhány száz) mikrométer átmérőjű szálból és az ezt körülvevő, kisebb optikai törésmutatójú héjból álló vezeték. Működési elve a fénysugár teljes viszaverődésén alapul: A fénykábel egyik végén belépő fényimplulzus a vezeték teljes hosszán teljes visszaverődést szenved, így a vezeték hajlítása esetén is – minimális energiaveszteséggel – a szál másik végén fog kilépni. Ezt a tulajdonságot kihasználva az optikai szálak rendkívül alkalmasak digitális információ-továbbításra. A fényimpulzusoknak köszönhetően hatékonyabbak, mint a hagyományos rézvezetőjű csavart érpáras UTP-kábelek. A telekommunikációban jóformán minden hosszútávú gerinchálózat optikai kábeleket használ az adattovábbításra hatékonysága, valamint nagy távolságokon az egységnyi sávszélességre jutó jóval alacsonyabb fajlagos költségei miatt. Optikai szálak csoportosítása anyaguk alapján POF hu: műanyag optikai szál, en: POF – Plastic/Polymer Optical Fiber, de: kunststoff Faser A legolcsóbb, legkisebb távolságokra alkalmazható optikai szál. A műanyag optikai szálnak nagyobb a csillapítása mint az optikai üvegszálnak (> 1 dB/m), magátmérője 1mm körül mozog. Jellemzően 650nm (vörös) LED-et szoktak alkalmazni hozzá jeladónak. Jellemző alkalmazási hossza 50 - 100 m. PMMA hu: Polymethylmethacrylat (műanyag) optikai szál, en:PMMA Optical Fiber, de: PMMA-Faser A polymethylmethacrylat (rövidítve PMMA, egyébként: Acrylglas, Friacryl®, Vitroflex®, Plexiglas®, Limacryl®, Piacryl oder O-Glas) egy szintetikus, az üveghez hasonló tulajdonságokkal bíró műanyag. Jellemzően egyszerűen csak akrill-üvegnek szokás nevezni. Jellemzően optikai vezetékként jeladónak LED-et szoktak ennél a vezetéknél használni. PCF hu: optikai szál, en: Polymer cladded fiber, de: LWL: Lichtwellenleiter Összefoglaló néven a különböző optikai szálak (PCS, HCS, HPCF,..). PCS/HCS hu: műanyagburkolatú optikai szál, en: plastic clad silica / hard clad silica, de: kunststoffummantelte Glasfaser A szál magja kvarc-üvegből készül, jellemzően 200 μm a magátmérője. Védőburkolata 300 µm - 550 µm átmérőjű polimer. A továbbított fény UV esetén 220 nm - 1100 nm, IR esetén 350nm - 2400 nm lehet, a vezeték jellemző csillapítása 10 - 20 dB/km, az 500-µm-es verzió esetén, 650 nm-es forrás mellett ez az érték 150 dB/km - re emelkedhet. A vezeték hőmérséklet tűrési tartományát a fő felhasználási területéhez, az gépjármű-technikához igazítják, így ez (nylon burkolattal) -40 °C - +125 °C (ETFE burkolat esetén ez az érték: -200 °C - +150 °C). GCS hu: üvegszál, en: glas clad silica, de: Glasfaser Az üvegmagos optikai szálakat majdnem mindig szilícium-dioxidból készítik, de néhány egyéb anyagot, mint például fluoro-circonátot, fluoro-aluminátot, és tisztított üveget használnak hosszabb hullámhosszú sugarakhoz, infravörös tartományban működő eszközökhöz. Akár csak a többi üvegnek, ezeknek az üvegeknek a törésmutatója is 1,5 körül van. Tipikusan kevesebb mint egy 1%-nyi a különbség az üvegmag és a héj törésmutatója között. Nem lehetséges, hogy a módus struktúrája függjön a használt fény hullámhosszától, ezért ez a szál tulajdonképpen csak néhány további hullámhosszt támogat a látható fény tartományában. Optikai szálak csoportosítása módusuk alapján MMF hu: Multimódusú szálak, en: multi-mode optical fiber, de: Multimodefaser A többmódusú szálakkal indult meg az optikai szálak fejlődése. Ezekben a fent leírt működési alapelvek jellemzőek, ugyanakkor mivel ez a legkorábbi technológia, itt a legnagyobb a numerikus apertúra értéke és a jelveszteség. Bár az alapelv a lépcsős indexű, és az egymódusú szálaknál is hasonló, bizonyos technológiai újításokkal sikerült javítani a vezető tulajdonságain. A vezetékek meghatározásánál jellemzően a magátmérő és a védőburkolat átmérője kerül megadásra a típusmeghatározáson és az anyagon kívül, például: multi-mode PMMA, 62,5/125 µ. SMF hu: Egymódusú szálak, en: single-mode optical fiber, de: Monomodefaser Az egymódusú szál magátmérője általában 8 és 10 μm között mozog. Néhány speciális célra kifejlesztett optikai szálat nem hengeres üvegmaggal illetve héjjal terveznek, hanem általában elliptikus vagy téglalap alakú keresztmetszettel. Ezek magukba foglalják a polarizációt támogató szálakat és a szálak melyek elnyomják az átlapolódást. Nagyobb optikai teljesítmény esetében – több mint egy watt esetén – amikor egy szálat ütés ér vagy másképpen hirtelen megsérül, a szál megéghet. A visszavert fény azonnal elégeti a szálat a sérülésnél, és ez a hiány visszatükröződik, tehát a sérülés elterjed egészen az adóig 1-3 m/s-os sebességgel. A nyitottszál-vezérlő rendszer, ami megvédi a szemet a lézertől a száltörése pillanatában, ugyancsak megfékezheti a szál elégését. Olyan esetekben mint a tengeralatti kábel, ahol nagyobb energia szinteket használnak nyitottszál-vezérlés nélkül, egy szál égés védelmi eszköz az adónál megszakíthatja az áramkört, hogy megóvja a további sérüléstől. Száloptikai kellékek FOC hu: Üvegszál csatlakozók, en: Fiber Optic Connectors de: Faser Steckers rendszerképleírás ST rendszer Az ST rendszert az AT&T specifikálta az IEC-874-10-nak megfelelően (eredeti neve: BFOC/2.5). A rendszer egy- és multimódusú kommunikációra egyaránt alkalmas. Az ST az egyik legszálesebb körben elterjedt csatlakozó, LAN, WAN és MAN hálózatokban egyaránt fel szokott bukkanni. Automatizálástechnikában például a Profibus száloptikai rendszere is erre a típusra épül. A csatlakozók boajonett-zárral rögzíthetők és egy belső rugó biztosítja a megfelelő csatlakozást. A csatlakozókhoz a TK csatlakozó-aljzat alkalmazható. SC rendszer Az SC rendszer az IEC 874-19-nel került megfeleltetésre, egy- és multimódusú kommunikációra egyaránt alkalmas. A csatlakozóval simplex- és duplex adatátvitel is kialakítható. Jellemzően a vezeték alap-csillapításához 0.4 dB adódik hozzá, csatlakozónként. A fentieken kívül még az alábbi típusok ismertek LC - SPF MT-RJ FC VF-45 MIC Adatátviteli tulajdonságok összehasonlítása (POF/PCS/GCS) A POF / PCS / GCS optikai szálak összehasonlítása Néhány száloptika adatsora típusmag anyagaköpeny anyagaburkolat anyagamag / köpenyjellemző csillapításmódus 50/125 Launchsziliciumdioxidsziliciumdioxidakril50/125< 5.0 dB/kmmulti 105/125 low NA Lauchsziliciumdioxidsziliciumdioxidakril105/125< 20.0 dB/kmmulti HCS 37 125sziliciumdioxidHCSETFE125/140< 12.0 dB/kmmulti HCS 37 600sziliciumdioxidHCSETFE600/630< 8.0 dB/kmmulti 62,5 HCSsziliciumdioxidHCSETFE62,5/200< 3.5 dB/km (850 nm) < 1.2 dB/km (1300 nm)multi POF 2.2PEPEPUR980/1000< 0.22 dB/mmulti Profibus száloptika maximális átviteli távolságok száloptika jellege Méretjellemzők Hullámhossz jellemző csillapítás maximális átviteli távolság műanyag (POF) 980/1000 µm 660 nm 230 dB/km 80 m -ig PCF / HCS 200/230 µm 660 nm 10 dB/km 400 m -ig 850 nm 8 dB/km 800 m -ig Multimódusú üvegszál 50/125 µm 850 nm 2,5 dB/km 2600 m -ig 1310 nm 1 dB/km 10 km -ig 62,5/125 µm 850 nm 3 dB/km 3300 m -ig 1310 nm 1 dB/km 10 km -ig egymódusú üvegszál 9/125 µm 1300 nm 15 km -ig Csatlakozó A Profibus száloptikai rendszere az IEC 61158-2-vel került megfeleltetésre, és leggyakrabban az ST-rendszerű (BFOC/2.5) csatlakozókkal kerül telepítésre. A norma nem rendelkezik a csatlakozó-rendszerről, így néhány gyártó más rendszerű csatlakozót kínálhat, anélkül, hogy eltérne a normától. Adatátvitel A Profibus a két vezetékes üvegszál átvitelt preferálja, így mind a két vezeték simplex adatátvitelt alkalmaz. Ebben a felállásában a száloptika egyfajta repeater-ként funkciónál a két RS485-ös szegmens között, nagyobb távolságokat áthidalva ezzel. ECHO A normál adatátvitel mellett az optikai szál nagy sebessége egy ECHO-nak nevezett felügyeleti módszert is lehetővé tesz. Az elküldött adatsort a fogadó állomás visszaküldi (viszhangozza), és a küldő állomás ezt az ECHO-t összehasonlítja az elküldött adatsorral és hiba esetén jelzi azt. Ez az eljárás előírés a redundáns hálózatok esetén.