Как соединить оптоволоконный кабель. Виды соединения волоконно-оптического кабеля

При всех достоинствах оптических волокон, для монтажа сетей их необходимо соединять. Именно сложность этого процесса для световодов из кварцевого стекла является основным сдерживающим фактором оптоволоконной технологии.

Несмотря на весь прогресс технологии последних лет, непрофессионалам доступно только соединение кабелей, не имеющих особых требований по качеству. Серьезные работы по монтажу магистралей регионального значения требуют наличия дорогостоящего оборудования и высоко квалифицированного персонала.

Но для создания междомовой разводки "последней мили" такие сложности уже не нужны. Работы доступны специалистам без серьезной подготовки (или вообще без нее), комплект технологического оборудования стоит менее $300. В сочетании с этим, огромные (не побоюсь этого слова) преимущества оптоволокна над медными кабелями при воздушных прокладках делают его очень привлекательным материалом для домашних сетей.

Рассмотрим подробнее виды и способы соединения оптических волокон. Для начала, нужно принципиально разделить сростки (неразъемные соединения), и оптические разъемы.

В сравнительно небольших сетях (до нескольких километров диаметром) сростки не желательны, и их следует избегать. Основной на сегодня способ их создания - сварка электрическим разрядом.

Принцип сварки оптического волокна.

Такое соединение надежно, долговечно, и вносит ничтожно малое затухание в оптический тракт. Но для сварки нужно весьма дорогостоящее оборудование (в районе нескольких десятков тысяч долларов), и сравнительно высокая квалификация оператора.

Обусловлено это необходимостью высокоточного совмещения концов волокон перед сваркой, и соблюдения стабильных параметров электрической дуги. Кроме этого, нужно обеспечить ровные (и перпендикулярные оси волокна) торцы (сколы) свариваемых волокон, что само по себе является достаточно сложной задачей.

Соответственно, выполнение таких работ "от случая к случаю" своими силами не рационально, и проще пользоваться услугами специалистов.

Так же подобный способ часто используется для оконечивания кабелей путем сварки волокон кабеля с небольшими отрезками гибких кабелей с уже установленными разъемами (pig tаil, буквально - поросячий хвост) . Но с распространением клеевых соединений, сварка постепенно сдает позиции при терминировании линий.

Второй способ создания неразъемных соединений - механический, или с использованием специальных соединителей (сплайсов). Первоначальное назначение этой технологии - быстрое временное соединение, используемое для восстановления работоспособности линии в случае разрыва. Со временем, на "ремонтные" сплайсы некоторые фирмы начали давать гарантию до 10 лет, и до нескольких десятков циклов соединения-разъединения. Поэтому целесообразно выделить их в отдельный способ создания неразъемных соединений.

Принцип действия сплайса достаточно прост. Волокна закрепляются в механическом кондукторе, и специальными винтами сближаются друг c другом. Для хорошего оптического контакта в месте стыка используется специальный гель с похожими на кварцевое стекло оптическими свойствами.

Несмотря на внешнюю простоту и привлекательность, способ не получил широкого распространения. Причин этому две. Во-первых, он все-таки заметно уступает по надежности и долговечности сварке, и для магистральных телекоммуникационных каналов не пригоден. Во-вторых, он обходится дороже, чем монтаж клеевых разъемов, и требует более дорогого технологического оборудования. Поэтому, он достаточно редко применяется и при монтаже локальных сетей.

Единственное, в чем эта технология не знает себе равных - это скорость выполнения работ, и не требовательность к внешним условиям. Но этого на сегодня явно не достаточно для полного завоевания рынка.

Рассмотрим разъемные соединения. Если предел дальности действия высокоскоростных электропроводных линий на основе витой пары зависит от разъемов, то в оптоволоконных системах вносимые ими дополнительные потери достаточно малы. Затухание в них оставляет около 0, 2-0, 3 дБ (или несколько процентов).

Поэтому вполне возможно создавать сети сложной топологии без использования активного оборудования, коммутируя волокна на обычных разъемах. Особенно заметны преимущества такого подхода на небольших по протяженности, но разветвленных сетях "последней мили". Очень удобно отводить по одной паре волокон на каждый дом от общей магистрали, соединяя остальные волокна в коммутационной коробке "на проход".

Что основное в разъемном соединении? Конечно, сам разъем. Основные его функции заключаются в фиксация волокна в центрирующей системе (соединителе), и защите волокна от механических и климатических воздействий.

Основные требования к разъемам следующие:

внесение минимального затухания и обратного отражения сигнала;

минимальные габариты и масса при высокой прочности;

долговременная работа без ухудшения параметров;

простота установки на кабель (волокно);

простота подключения и отключения.

На сегодня известно несколько десятков типов разъемов, и нет того единого, на который было бы стратегически сориентировано развитие отрасли в целом. Но основная идея все вариантов конструкций проста и достаточно очевидна. Необходимо точно совместить оси волокон, и плотно прижать их торцы друг к другу (создать контакт).

Принцип действия оптоволоконного разъема контактного типа.

Основная масса разъемов выпускается по симметричной схеме, когда для соединения разъемов используется специальный элемент - coupler (соединитель). Получается, что сначала волокно закрепляется и центрируется в наконечнике разъема, а затем уже сами наконечники центрируются в соединителе.

Таким образом, можно видеть, что на сигнал влияют следующие факторы:

Внутренние потери - вызванные допусками на геометрические размеры световодов. Это эксцентриситет и эллиптичность сердцевины, разность диаметров (особенно при соединении волокон разного типа);

Внешние потери, которые зависят от качества изготовления разъемов. Возникают из-за радиального, углового смещения наконечников, непараллельности торцевых поверхностей волокон, воздушного промежутка между ними (френелевские потери);

Обратное отражение. Возникает из-за наличия воздушного промежутка (френелевское отражение светового потока в обратном направлении на границе стекло-воздух-стекло). Согласно стандарта TIA/EIA-568А, нормируется коэффициент обратного отражения (отношение мощности отраженного светового потока к мощности падающего). Он должен быть не хуже -26 дБ для одномодовых разъемов, и не хуже -20 дБ для многомодовых;

Загрязнение, которое, в свою очередь, может вызвать как внешние потери, так и обратное отражение.

Несмотря на отсутствие официально признанного всеми производителями типа разъема, фактически распространены ST и SC, весьма похожие по своим параметрам (затухание 0, 2-0, 3 дБ).

Разъемы оптических волокон.

ST. От английского straight tip connector (прямой разъем) или, неофициально Stick-and-Twist (вставь и поверни). Был разработан в 1985 году AT&T, ныне Lucent Technologies. Конструкция основана на керамическом наконечнике (феруле) диаметром 2, 5 мм с выпуклой торцевой поверхностью. Фиксация вилки на гнезде выполняется подпружиненным байонетным элементом (подобно разъемам BNC, использующимся для коаксиального кабеля).

Разъемы ST - самый дешевый и распространенный в России тип. Он немного лучше, чем SC, приспособлен к тяжелым условиям эксплуатации благодаря простой и прочной металлической конструкции (допускает больше возможностей для применения грубой физической силы).

Как основные недостатки, можно назвать сложность маркировки, трудоемкость подключения, и невозможность создания дуплексной вилки.

SC. От английского subscriber connector (абонентский разъем), а иногда используется неофициальная расшифровка Stick-and-Click (вставь и защелкни). Был разработан японской компанией NTT, с использованием такого же, как в ST, керамического наконечника диаметром 2, 5 мм. Но основная идея заключается в легком пластмассовом корпусе, хорошо защищающим наконечник, и обеспечивающим плавное подключение и отключение одним линейным движением.

Такая конструкция позволяет достичь большой плотности монтажа, и легко адаптируется к удобным сдвоенным разъемам. Поэтому разъемы SC рекомендованы для создания новых систем, и постепенно вытесняют ST.

Дополнительно нужно отметить еще два типа, один из которых используется в смежной отрасли, а другой постепенно набирает популярность.

FC. Очень похож на ST, но с резьбовой фиксацией. Активно используется телефонистами всех стран, но в локальных сетях практически не встречается.

LC. Новый "миниатюрный" разъем, конструктивно идентичный SC. Пока достаточно дорог, и для "дешевых" сетей его применение бессмысленно. Как главный аргумент "за" создатели приводят большую плотность монтажа. Это достаточно серьезный довод, и в отдаленном (по телекоммуникационным меркам) будущем вполне возможно, что он станет основным типом.

Оптоволокно - наиболее быстрая на сегодняшний день технология передачи информации в сети интернет. Структура оптического кабеля отличается определёнными особенностями: такой провод состоит из маленьких очень тонких проводков, ограждённых специальным покрытием, которое отделяет один проводок от другого.

По каждому проводку передаётся свет, который передаёт данные. Оптический кабель способен передавать одновременно данные, кроме интернет-соединения, также телевидения и стационарного телефона.

Потому оптоволоконная сеть позволяет пользователю совмещать все 3 услуги одного провайдера, подключая роутер, ПК, телевизор и телефон к единому кабелю.

Другое название оптоволоконного подключения - фиброоптическая связь. Такая связь даёт возможность передавать данные при помощи лазерных лучей на расстояния, измеряемые сотнями километров.

Оптический кабель состоит из мельчайших волокон, диаметр которых составляет тысячные доли сантиметра. Эти волокна передают оптические лучи, которые переносят данные, проходя через сердечник каждого волокна, состоящий из кремния.

Оптические волокна дают возможность установить соединение не только между городами, но и между странами и континентами. Связь по интернету между разными материками поддерживается через оптоволоконные кабели, проложенные по океанскому дну.

Оптоволоконный интернет

Благодаря оптическому кабелю можно настраивать высокоскоростное интернет-соединение, которое играет огромную роль в сегодняшнем мире. Оптоволоконный провод является самой прогрессивной технологией передачи данных по сети.

Плюсы оптического кабеля:

• Долговечность, высокая пропускная способность, способствующая быстрой передаче данных.
• Безопасность передачи данных - оптоволокно даёт возможность программам моментально обнаруживать несанкционированный доступ к данным, поэтому доступ к ним для злоумышленников почти исключён.
• Высокая защищённость от помех, хорошее подавление шума.
• Особенности строения оптического кабеля делают скорость передачи данных через него в несколько раз выше, чем скорость передачи данных через коаксиальный кабель. Прежде всего это относится к видеофайлам и аудиофайлам.
• При подключении оптоволокна можно организовать систему, реализующую некоторые дополнительные опции, например, видеонаблюдение.

Однако самым главным достоинством оптоволоконного кабеля является его способность установить соединение объектов, удалённых друг от друга на огромное расстояние. Это возможно благодаря тому, что у оптического кабеля отсутствуют ограничения по длине каналов.

Подключение интернета с помощью оптоволокна

Самый распространённый в РФ интернет, сеть которого функционирует на основе оптоволокна, предоставляется провайдером Ростелеком. Как подключить оптоволоконный интернет?

Сначала следует просто убедиться в том, что оптический кабель подведён к дому. Затем нужно заказать подключение к интернету у провайдера. Последний должен сообщить данные, обеспечивающие подключение. Потом нужно выполнить настройку оборудования.

Она осуществляется так:

Терминал оборудован специальным гнездом, позволяющим соединяться с компьютером и соединять роутер с интернетом.

Кроме того, терминал имеет 2 дополнительных гнезда, позволяющих подключить к оптоволоконному соединению аналоговый домашний телефон, а также ещё несколько гнёзд предусмотрены для подключения телевидения.

При прокладке оптических коммуникаций просто невозможно обойтись без соединений, так как при монтаже основной линии не всегда хватает длины кабеля, а при обустройстве районной или внутридомовой сети возникает необходимость разветвления одного большого кабеля на несколько маленьких.

На сегодняшний день широкое распространение получили три способа соединения оптоволокна:

• механический способ;
• соединение при помощи сплайса;

Механический способ соединения оптоволокга - понятие двусмысленное и вовсе не означает, что вся процедура производится без участия высокоточной техники. В этом случае никак не обойтись без сварочных работ. А выполняется этот способ следующим путем:

• механический соединитель оптоволокна (Pigtail), который является небольшим куском оптического волокна с установленным в заводских условиях коннектором, приваривается к кабелю при помощи автоматического сварочного аппарата;
• далее, следует подключение приваренного отростка к оборудованию, оснащенному необходимым для этого разъемом.

Такой способ соединения требует постоянного обслуживания, так как разъемы периодически загрязняются и нуждаются в очистке. Также стоит отметить и то, что уровень потерь сигнала очень велик, что совершенно неприемлемо при прокладке наружных магистралей.

Соединение при помощи сплайса. Поистине ручной способ сращивания подготовленных концов волоконно-оптического кабеля, который требует высокой квалификации выполняющего работы мастера, минимум необходимого инструмента производится без сварки. Весь монтажный процесс проходит намного легче и быстрее. А выполняется он следующим образом:

• согласно стандартам обрабатывается два конца оптоволокна;
• после этого, через специальные направляющие, они сводятся по направлению друг с другом в самом сплайсе и фиксируются;
• далее, следует процесс восстановления защитной оболочки и брони кабеля.

Для минимизации потерь сигнала полость сплайса заполняется специальным гелем (зачастую он уже находится в соединителе). По сравнению с механическим способом, соединение оптоволокна при помощи сплайса показывает меньшее затухание в оптическом кабеле. Однако, нередко, этот коэффициент может быть равным 0.1 дБ. При этом стоит также обратить особое внимание на то, что уровень потерь в этом виде соединения со временем может возрасти, что потребует дополнительной корректировки положения срощенных концов по отношению друг к другу. Вызвано это смещением кабеля во время эксплуатации или же высыханием геля.

Третий и самый надежный способ соединения оптоволоконного кабеля - сварочные работы. Такой вариант сращивания концов является самым долговечным. Даже при условии более длительного процесса выполнения работ, в отличие от механического соединителя оптоволокна или сплайса, он показывает великолепные результаты, связанные с минимизацией потерь уровня сигнала до 0.04 дБ, что положительно сказывается на качестве сигнала. Сам процесс подразумевает последовательного выполнения целого ряда операций, связанных с подготовкой, непосредственным сращиванием концов оптоволокна и достоин отдельной статьи.

Один из заключительных этапов монтажа ВОЛС - это разводка и подключение входящего оптоволоконного кабеля непосредственно в точке назначения: в серверной, дата-центре и т.д. Для этого кабель заводится в оптический кросс и волокна подсоединяются к разъемам. На этом этапе используется такая группа, как оптические компоненты - это , пигтейлы, и всякого рода зажимы. Их также объединяют под названием пассивное оптоволоконное оборудование .

Пигтейл - это кусок оптического кабеля, оконцованный коннектором только с одной стороны.

Патчкорд имеет коннекторы на обоих концах, типы разъемов при этом могут отличаться (переходной патчкорд) или быть одинаковыми (соединительный).

Оптический адаптер - это, собственно, розетка, в которую подключается пигтейл или патч-корд.

Что важно учитывать?

Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.

Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект - патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.

То есть кроссовое соединение должно обеспечить:

• идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
• защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний - сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
• механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
• механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.

В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.

Но это еще не все сложности

Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем - след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. - это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.

Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки - продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.

На рисунке справа - наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.

Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:

• особо прочный материал наконечника коннектора - керамика, металлокерамика;
• защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
• защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в "вилках";
• кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.

Виды оптических патчкордов, пигтейлов, адаптеров

Классификация оптических пигтейлов, патчкордов и адаптеров в целом одинакова и основана на следующих параметрах:

• стандарт коннектора (разъема);
• тип шлифовки;
• тип волокна - многомодовое или одномодовое;
• тип коннекторов - одинарный иди дуплекс.

В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На этой картинке далеко не все:

Что означают все эти буквы?

Возьмем типичную маркировку оптического патчкорда. К примеру, .

• SC и LC - это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом - переходником, так как два разных типа разъема;
• UPC - тип шлифовки;
• Multimode - вид волокна, здесь многомодовое волокно, еще может быть обозначено аббревиатурой MM. Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM;
• Duplex - два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Обратный случай - это Simplex, один коннектор.

Пример Duplex:

Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов

Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов призвана обеспечить идеально плотное соприкосновение сердечников оптоволокна. Между их поверхностями не должно быть воздуха, так как это ухудшает качество сигнала.

На данный момент используются такие типы полировки, как PC, SPC, UPC и APC .

PC - прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.

Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.

Может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.

SPC - улучшенный вариант PC, но шлифовка производится только машинным способом.

UPC - почти плоский (но не свосем) разъем, который производится с применением высокоточной обработки поверхности. Дает отличные показатели отражательной способности (по сравнению с PC и SPC), поэтому активно применяется в высокоскоростных оптических сетях.

Коннекторы с этим типом разъема чаще всего - синие.

APC - разъем, обработанный по совсем другому принципу: концы скошены под углом 8 градусов. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери.

Разъемы с полировкой APC применяются в сетях с высокоми требованиями к качеству сигнала : передача голосовых, видеоданных. Как пример - кабельное телевидение .

Коннекторы с этим типом разъема - зеленого цвета.

Внимание!

Коннекторы с шлифовкой APC не подходят к разъемам с другой полировкой (PC, SPC, UPC) и вызывают взаимное повреждение.

Полировки PC, SPC, UPC взаимно совместимы.

Сравнение формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:

Зависимость потерь на линии от типа полировки оптического коннектора изложена в таблице:

Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) - эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.

Типы оптических разъемов

На практике наши монтажники оптоволоконных сетей в подавляющем большинстве случаев работают с типами FC, LC, SC. На более редких видах коннекторов мы пока останавливаться не будем.

FC

• подпружиненное соединение, за счет чего достигается "вдавливание" и плотный контакт;
• металлической колпачок - прочная защита;
• коннектор вкручивается в розетку, а значит, не может выскочить, даже если случайно дернуть;
• шевеление кабеля не влияет на соединение.

Однако плохо подходит для плотного расположения разъемов - необходимо пространство для вкручивания/выкручивания.

SC

Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.

Однако пластиковая оболочка может сломаться, да и на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.

В общем, используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.

LC

Уменьшенный аналог SC. За счет малого размера применяется для кроссовых соединений в офисах, серверных и т.п. - внутри помещений, там где требуется высокая плотность расположения разъемов.

Автор разработки этого типа коннектора - ведущий производитель телекоммуникационного оборудования, Lucent Technologies (США) - изначально прогнозировал своему детищу судьбу лидера рынка. В принципе, так оно и есть. Особенно учитывая то, что этот тип разъема относится к соединениям с повышенной плотностью монтажа.

В следующих выпусках:

Еще статьи по теме "Оптоволоконные сети":

Высокая скорость интернета лучше всего обеспечивается при помощи оптических линий связи. Сейчас эта технология пришла почти в каждую квартиру. Вопрос, как подключить оптический кабель интересует уже не только специалистов, но и обычных пользователей. Постараемся раскрыть тему подробнее.

Рассматривать будем подключение по технологии PON (пассивные оптические сети) как наиболее современное и получающее на сегодняшний день все большее распространение, вытесняя обычные проводные линии.

Начнем с азов, чтобы понять, с чем нам придется встретиться, ведь технология оптической связи отличается от обычных и привычных для нас проводов, как по принципу действия, так и по способам монтажа. Конечно, этот раздел можно опустить и приступить сразу к решению практических задач но, все же зная теорию легче решить многие проблемы, возникающие на практике. Постараемся не утруждать вас сложными терминами, а объяснить все просто и популярно.

Как действует передача данных через оптоволокно

Передача сигнала через обычные провода с помощью электрического тока упирается в два препятствия, которые ограничивают предел скорости.

1. Сигнал с высокой частотой быстро затухает на большом расстоянии.
2. У токов высокой частоты большие потери энергии через излучение в окружающую среду.
3. Рядом находящиеся провода и оборудование наводят помехи на сигнал.

С этими негативными факторами борются, применяя промежуточные усилители, экраны, свивая провода. Но всему есть предел. На сегодня повышение скорости передачи информации, в основном, решается с помощью разделения ее на параллельные потоки. Например, USB 3.0 отличается от более раннего USB 2.0 тем, что для передачи данных используются не одна, а несколько пар проводов.

Кардинально решить вопрос смогли только с помощью оптоволоконных кабелей. В них сигнал передается с помощью света, точнее лазерного излучения, которое слабо затухает на больших расстояниях. Для связи используются стеклянные волокна, в которых благодаря специально подобранным свойствам сердечника и внешнего слоя проявляется эффект полного отражения светового пучка.

Также благодаря небольшому диаметру они гибкие (с тонкими гибкими стеклянными волокнами мы встречаемся и в таких привычных материалах как стекловата и стеклоткань).

Работает система чрезвычайно просто - с одной стороны кабеля модулируют излучение лазера, кодируя в нем информацию, которую расшифровывает фотоприемник на другом конце. По одному оптоволокну можно передавать множество потоков, параллельно используя лазеры с разным спектром.

Скорость передачи по оптоволокну на порядки превышает возможности металлических проводников и достигает нескольких терра бит в секунду.

Имеет оптоволокно и другие преимущества:

1. Абсолютную защиту от внешних помех , навести посторонний сигнал на такой кабель невозможно.
2. Благодаря отсутствию металлических проводников такие линии не могут быть повреждены пробоем изоляции от высокого напряжения , поэтому они еще и безопасны для пользователей.
3. Современный оптоволоконный кабель имеет небольшой диаметр и занимает много места в лотках и канализации.
4. Считать информацию не повреждая кабель, и не нарушая его работоспособности известными методами (например, фиксируя электромагнитное излучение) невозможно.

Еще одно достоинство оптоволокна - оно не представляет интереса для злоумышленников, так как не содержит цветных металлов.

Но есть и некоторые минусы:

1. такие кабеля нельзя соединить обычной пайкой или скруткой, требуется сваривать стекло или применять специальные соединительные элементы;
2. стекловолоконные кабели нельзя изгибать по малому радиусу;
3. оборудование для приема и передачи сложное, хотя при отработанном и массовом производстве, как и для любой электроники, цена него постоянно снижается.

Как работает технология PON

На первый взгляд для построения абонентской сети можно сделать двумя способами:

1. Провести от базовой станции кабеля к каждому пользователю. Так действует стандартная городская сеть — от АТС пары проводов идут к каждому телефону.
2. Провести несколько магистральных линий с большой пропускной способностью, на которые подключаются активные коммутаторы - свитчи, которые распределяют доступ между абонентами. Так строились первые сети с использованием витых пар (LAN) а позже и оптоволокна в качестве магистральных линий. Например, к дому шла оптоволоконная линия, доступ к которой по квартирам распределяли уже с помощью витых пар подключенных через свитчи. Такие сети назывались FTTB (Fiber To Building) - волокно до здания.

Технология PON работает по несколько иному принципу:

1. Активное оборудование монтируется только у провайдера и клиента.
2. На одно волокно может быть подключено до 128 приемников. Сеть строится по принципу дерева, где от линии идут ветви отростки, а от них ветви второго порядка и так далее.
3. Все абонентские устройства, подключенные к одному волокну, получают доступ к сети с разделением по времени. То есть сразу передается пакет информации одному клиенту, затем второму и так по очереди. Из-за большой пропускной способности линии это ни в коей мере не снижает скорости передачи данных. Также осуществляется связь и в обратном направлении, но используется другая длина волны излучения лазера.

Такой подход стал возможен благодаря тому, что используются специальные устройства - сплитеры. Они разделяют поток одного волокна на несколько волокон. Потери излучения, конечно, при этом велики, но их компенсируют использованием мощных лазеров, на сегодня цена на них не столь уж и большая.

Достоинства сплитеров в том, что они сравнительно несложны, не требуют подключения к электросетям (это пассивный элемент отсюда и название технологии) и обслуживания.

Эти особенности технологии PON позволяют развивать сети в любых условиях. Если для более старых методов раздачи интернета в отличие от города, где разместить обычные свитчи и сервера можно без проблем на любом чердаке или подвале и нет проблем с подключением электропитания, в сельской местности возникали большие затруднения, для PON таких проблем нет.

Сплитер можно повесить на любой стене или опоре линии электропередач и даже разместить в колодце, устройства не боятся влаги.

Сеть PON

Чтобы было более понятно, как работает технология PON, приведем схему, как организована такая сеть.

Немного поясним схему:

• У поставщика интернета или на АТС находится OLT (на английском - Optical Linear Terminal – Оптический Линейный Терминал) с которого идет раздача. К нему подключены кабельные линии. Это довольно компактное устройство на фото ниже показана стойка, которая может обслужить несколько тысяч абонентов.

• От каждого OLT отходят несколько кабелей, на схеме показан только один, на четыре жилы. Их разводят по всему обслуживаемому участку в кабельной канализации, по опорам или другим способом.

Благодаря высокой мощности лазеров протяженность кабелей может достигать до 60 километров, хотя обычно производители гарантируют качественный сигнал на расстоянии до 20 км, но и этого вполне достаточно для среднего города.

• На каждую жилу вешают сплитер (на схеме это коробки с надписью Spliter), от них идут ответвления либо на другие разветвители, либо сразу к клиентам. На схеме показано разветвление на два кабеля вверху и на четыре внизу, но сигнал может ветвиться и на большее количество кабелей, хотя многовыходные устройства обычно применяются редко.

• После первого сплитера может быть установлено еще несколько.
• В конце линии у абонента ставится ONU (на английском языке Optical Network Unit – Оптическая Сетевая Единица) его могут еще именовать ONT (на английском Optical Network Terminal – Оптический Сетевой Терминал) к которому можно подключить LAN кабеля. Иногда устройство называют оптическим модемом.

• Кроме LAN соединений у ONU почти всегда есть розетки для телефона, так как почти всегда подключение по PON предусматривает пакет услуг: интернет, телефон, телевидение.

Как видно из схемы, сеть легко можно развивать без больших затрат. Например, в верхней части вместо первого по счету ONU установить еще один сплитер, к которому можно подключить уже два абонента. Еще можно заменить двухканальные разветвители на четырехканальные, такие как в нижней части схемы.

Какие проблемы могут возникнуть у обычного пользователя PON

Наша статья как мы уже говорили выше, не рассчитана на специалистов, они и так прекрасно знают, как подключить оптоволоконный кабель и настроить оборудование. При первичном подключении к PON провайдеры так же обычно оказывают помощь (правда чаще за отдельную плату, так что, сделав все самостоятельно можно сэкономить) с настройкой оборудования и сетей.

Как обычно происходит подключение

• Обращаетесь к провайдеру и пишите заявление, при необходимости вносите предоплату.
• Через некоторое время в вашем подъезде появляется несколько мастеров по монтажу сетей. Как правило, это не сотрудники компании поставщика интернета, а сторонние подрядчики. Они дырявят стену в вашей прихожей, проводят оптоволоконный кабель от распределительного щитка в подъезде к квартире, сваривают его и недалеко от входа устанавливают оптическую розетку.

• Дальше появляются наладчики провайдера, которые вешают оптический модем (обычно он предоставляется в аренду) соединяют его кабелем с розеткой, затем настраивают его. Интернет уже в доме, осталось его раздать.

Примерно также происходит процесс и в частном доме, правда распределительные щитки будут либо находиться на опорах линий электропередач (электросвязи), в колодцах, либо вообще отсутствовать, а абонентский кабель будет подключен от отдельного сплитера.

Эти три этапа выполнить самостоятельно нельзя, только если наняться на подряд у провайдера. К тому же по договорам сети до границ домовладения или даже до розетки обслуживаются поставщиком интернет бесплатно (если не повреждены умышленно), после границ разделения линии считаются собственностью клиента и все расходы по их эксплуатации перелагаются на него.

Подключение ONT в квартире

На рисунке ниже изображена стандартная схема подключения устройств к оптическому терминалу. Разберем сразу ее реализацию своими руками, потом расскажем, как можно скорректировать в зависимости от возможностей оборудования, и как улучшить.

Обратите внимание, что с оптикой вам придется иметь дело меньше всего, достаточно знать, как подключить оптоволоконный кабель к модему, а все остальные сети обычные проводные.

Стандартное подключение услуг

Подробно опишем все узлы схемы, так как не специалисту может быт не все понятно.

• Оптическая розетка, как и в большинстве случаев, расположена вблизи входа в прихожей. Связана она с распределительным щитком сварным оптическим кабелем, который смонтировали при установке.
• Розетка с терминалом соединяется тоже оптическим кабелем, но он подключается на разъемы. Это патч-корд (так называются любые соединительные кабеля оптоволоконные и проводные, будем применять это термин и дальше) как правило, покупной.

• Для соединения с телефоном используется обычный телефонный кабель. Вместо телефонной розетки он включается в разъем ONT, который соответствует стандартному телефонному, и прокладывается по квартире к месту, где стоит аппарат.

• Для соединения со стационарным компьютером по квартире прокладывается витая пара (LAN кабель) который подключается в соответствующие разъемы ONT и ПК. Соединение аналогично подключению через обычный свитч.
• Для того чтобы подключить ноутбук используется Wi Fi, для этого рядом с терминалом ставят роутер. На схеме он обозначен как PPPoE/Wi-Fi маршрутизатор. Соединяется с ONT он тоже с помощью витой пары.

• Последнее подключение — телевизор, для этого рядом с ним ставится ресивер цифрового телевидения (на схеме Set Top Box, это английское обозначение устройства). Для соединения ресивера с ONT применяется опять витая пара, с телевизором стандартные HDMI, SCART или Composite (колокольчики) разъемы которые подключают любые видеоустройства.

Теперь перейдем к тому, как реализовать эту схему:

• Для соединения с розеткой лучше всего использовать готовый оптический патч-корд. Такой провод небольшой длины легко приобрести в любом магазине. Можно изготовить его и самостоятельно приобретя оптоволоконный кабель и разъемы, об этом расскажем ниже, когда будем описывать, как перенести терминал дальше от розетки.
• Дальше подключаем телефон — для этого тоже можно купить готовый провод нужной длины с разъемами. Если длину подобрать сложно, а запас делать не хочется, изготовляем сами.

Для изготовления нам понадобятся:

• специальная обжимка (кримпер) для разъемов RJ11 – 14 или универсальный (он поможет и при обжимке витых пар);
• кабель необходимой длины;
• штекера RJ 11 или 14 (они стоят копейки);
• инструмент для очистки изоляции (кусачки нож).

Совет. Не покупайте четырехжильный кабель под стандарт RJ14 для стандартных аппаратов достаточно 2-х жил.

• Снимаем верхнюю изоляцию с провода, для этого можно использовать нож или кусачки или лезвия кримпера (если они есть).
• Обнажаем верхнюю изоляцию на 6-8 миллиметров, изоляцию отдельных проводников не трогаем.
• Вдвигаем их в корпус до упора. Причем если мы используем, как мы уже говорили, двухжильный провод то проводники должны лечь в гнезда двух центральных контактов. С какой стороны будет красный, а с какой зеленый не важно, несмотря на то, что существует схема распайки для этих разъемов, ее соблюдать необязательно, телефонные аппараты не чувствительны к полярности.

• Затем вставляем разъем в кримпер, он должен правильно лечь в соответствующее гнездо и сжимаем его ручки. Планка вдвинется внутрь, ножи прорежут изоляцию жил и надежно соединят контакты.

Совет. Можно попытаться обжать разъем и без кримпера. Для этого, установив провода, отверткой с остро заточенным наконечником вдавливаем ножи по отдельности, а затем планку, чтобы закрепить провод внутри. Работу нужно выполнять аккуратно, впрочем, сами штекера стоят копейки, так что можно и сломать несколько штук пока сможете достичь нормального результата.

Еще телефон можно подключить и с помощью стандартных коротких патч-кордов. Для этого вблизи телефона и ONT устанавливаем розетки.

Проводники в них обычно зажимаются клеммами. При этом соединять нужно 2 и 3 контакт (к ним подходят красный и зеленый провод, так же как и в телефонном кабеле). Такой подход даже более удобный.

• Подключаем компьютер с помощью витой пары. Как и в случае с телефоном можно попытаться найти готовый кабель нужной длины или приобрести витую пару и штекера. Обжатие происходит точно также, но с одной особенностью, перед тем как установить проводники в гнезда нужно развить концы проводников и расположить их в правильном порядке, он показан на рисунке ниже.

Готовя LAN линию не забывайте и еще одну особенность - витые пары имеют разную пропускную способность, для того чтобы полностью реализовать возможности оптического подключения нужно выбирать кабеля категории не меньше 5, они обеспечивают гигабитную скорость.

• Затем подключаем ресивер телевидения и Wi Fi роутер все точно также как и для компьютера — протягиваем витую пару, которую включаем в соответствующие разъемы. Для последнего если он расположен как на схеме проще использовать готовый короткий патч-корд. Роутер нужно будет настроить, так как это описывает инструкция по его эксплуатации.

Упрощение схемы

Стандартная схема рассчитана на применение компонентов с минимальной функциональностью. Но современные устройства обладают расширенными возможностями, расскажем, как их использовать.

• Как правило, почти все терминалы ONT могут раздавать Wi-Fi, поэтому от роутера можно отказаться.
• Телевизоры с функцией «Смарт ТВ» тоже имеют чаще всего LAN вход и для них не нужен ресивер.

• Если использовать радиотелефон, то его базовую станцию можно разместить рядом с терминалом и не протягивать телефонный провод по дому. Тем более у многих и так аппараты стоят в прихожей там, где чаще всего и смонтирована цифровая розетка.

Вообще, пользуясь соединением по Wi-Fi, можно отказаться от проводов, кроме телефонного. Многие телевизоры включаю в себя модуль приема беспроводных сетей, а для стационарного компьютера можно купить приемник, который включается либо в USB разъем, либо устанавливается на материнскую плату в PCI слоты.

Правда, при подключении по Wi-Fi вы не сможете добиться высоких скоростей, которые предполагает подключение интернета через оптоволоконный кабель. Возможности беспроводной сети ограничены и зависят от расстояния до роутера и наличия препятствия (стен).

Усовершенствования схемы

Теперь расскажем о возможностях усовершенствования схемы. Их можно предложить значительно больше. Как-то систематически дать варианты и описать их все трудно, но постараемся.

Телефонная линия

Начнем с самого простого - телефона, в доме может быть не один аппарат в кабинете, как на схеме, а несколько, в спальне, на кухне, в гостиной. Оптический модем чаще всего имеет только один разъем RJ 11 (RJ 14). Поэтому линию от него придется разветвлять сделать это можно тремя способами.

1. В нужном для разветвления месте установить телефонный сплитер - коробку с тремя выходами под разъемы RJ. Как вариант - установить двойную розетку. Этот вариант может быть даже предпочтительнее, так как потом при поломках, отключая участки, можно будет легко найти поврежденную линию.
2. Установить в месте разделения любую подходящую клеммную коробку и раздвоить линию с помощью нее.
3. Подсоединить к телефонному кабелю еще один с помощью пайки или скрутки.

Роутер

Установленный в прихожей роутер может не обеспечить четкий сигнал (чем он слабее, тем меньше скорость передачи данных) по всей квартире или дому, особенно если площадь строения большая. Желательно его перенести ближе к центру жилья. Правда этот вариант невозможен, если Wi-Fi раздает сам терминал. Как вариант, установите ближе к центру усилитель (ретранслятор) сигнала.

LAN линии

Из-за расположения оптоволоконного терминала линии витой пары получаются протяженные. Хотя сигнал в них затухает не сильно, но удобнее прокладывать все-таки от центра, особенно если в доме много оборудования подключенного к сети. Как наилучший вариант, конечно, было бы перенести сам ONT терминал к центру, но возможно так сделать не получится (об этом чуть ниже).

Но есть еще одна возможность - переносим роутер к центру, как мы уже говорили выше, а остальную разводку делаем от него. Почти все модели этих устройств, кроме того что раздают Wi-Fi, имеют от четырех LAN портов на выход и работают как свитчи.

Также в стандартной схеме подключение ноутбука предполагается только через беспроводную сеть. Но мы уже говорили, Wi-Fi не полностью реализует возможности скоростной передачи данных, которые предоставляет оптический терминал. Поэтому желательно в те места (гостиная, спальня, кухня) где вы чаще всего пользуетесь ноутбуком тоже протянуть витую пару для его подключения.

Телевидение

Как мы уже говорили, современные телевизоры с функцией «смарт» имеют разъемы для подключения витой пары (LAN) и Wi-Fi приемник позволяют отказаться от ресивера вообще. Правильно такие аппараты называть даже не телевизорами, а компьютерами-моноблоками с функциональностью телевизора.

Если телевизор поддерживает видео высокой четкости или даже 3D, подключатся все же лучше через LAN (из-за того возможного снижения скорости по беспроводному каналу). Также для таких аппаратов, если все же используется ресивер, то соединять его с телевизором для обеспечения качества видео лучше не через показанные на схеме SCART или Composite разъемы, а через HDMI или хотя бы DVI.

Еще одна особенность сегодня в доме обычно не один телевизор, а несколько. Как подключить их?

Если вам необходимо высокое качество то придется тянуть витую пару к каждому, если нет, то можно обойтись Wi-Fi. Даже если сам телевизионный приемник или ресивер к нему не поддерживает эту технологию, беспроводной адаптер стоит менее 10 долларов.

В этом подразделе статьи так же ответим на часто задаваемый вопрос - как подключить оптический кабель телевизора к ресиверу?

В принципе есть ресиверы, которые прямо подключаются к оптической сети, но они в основном применяются для вещания в кабельных сетях, то есть для профессионального использования. Все домашние приемники цифрового телевидения подключаются, так как мы описали выше.

Резервное питание

Недостатком современных высокотехнологичных линий связи и не только оптических является то, что оконечные устройства требуют подключения к электрической сети.

Если старый телефон мог работать от напряжения, подаваемого от АТС по проводам то аппарат, подключенный к терминалу, полностью зависит от его питания. То есть если у вас в доме погас свет, вы не сможете получать и принимать звонки. Поэтому продумайте источник резервного питания для оптического модема.

Учитывая, что потребляемая мощность ONT обычно в пределах 15-20 ватт для этой цели подойдет любой блок бесперебойного питания (принято сокращение ИБП - источник бесперебойного питания).

К примеру, если у бесперебойника батарея емкостью 9 А/ч то он сможет обеспечивать вас связью в течение 6-7 часов. За это время электросети обычно устраняют повреждения. Для сельской местности, где перебои с электроэнергией более продолжительны, можно выбрать блок с батареей большей емкости.

Желательно кроме оптического модема к ИБП подсоединить и Wi-Fi роутер. Тогда при отключении электроэнергии у вас будет не только телефонная связь, но и интернет, при условии, что аккумуляторы ноутбука, планшета или смартфона заряжены.

Перенос ONT терминала

Как мы уже говорили расположение модема у входной двери не оптимально, желательно разместить его ближе к центру квартиры, чтобы улучшить связь по Wi-Fi и уменьшить длину проводных линий.

Конечно, перенос устройства может быть проблематичен:

• возможно, провайдер не разрешает самостоятельного перемещения модема;
• абонентский оптический кабель довольно требователен к условиям укладки, не любит сгибания под небольшим радиусом, его нужно дополнительно защищать.

Но иногда переставить модем все же желательно особенно в больших квартирах с несколькими уровнями. Рассмотрим, как это можно сделать, точнее как удлинить оптический кабель.

Вариантов несколько:

• Использовать оптический кабель с коннекторами соответствующим разъемам в розетке и модеме (своеобразный патч-корд) большой длины. Наиболее приемлемый вариант, правда, в продаже такие кабели не встречаются, но можно изготовить самостоятельно. К тому же при таком подходе не возникает проблем с провайдером.
• Удлинить оптоволокно с помощью соединительных элементов . Ниже рассмотрим, как это можно сделать. Но заметим, что потери сигнала при этом способе будут больше чем при первом варианте.
• Сварить волокно кабеля . На самом деле это не так сложно, и мы тоже рассмотрим, как это делается. Проблема только в том, что сварочный аппарат стоит несколько тысяч долларов и покупать ради одного двух стыков его не стоит. Хотя если вы собираетесь дальше продолжать строительств оптических сетей на уже профессиональном уровне…

Можно также взять попользоваться оборудование у знакомого или арендовать на день.

Кстати, иногда спрашивают - можно ли установить два ONT в одной квартире. В принципе можно, но в отличие от телефонных аппаратов они не могут работать параллельно, вам придется платить за два лицевых счета. Так что такой выбор имеет смысл только в том случае, если вам нужен бесперебойный интернет и есть возможность провести подключение к интернету через оптоволоконный кабель разных провайдеров.

Кстати подобная схема, правда проводная, реализована у меня дома. Через DSL модем я подключен к республиканскому провайдеру «Белтелеком», у которого выбрал тариф без абонентской платы. Второе соединение с помощью витой пары к серверу местного провайдера (директор предприятия сосед и друг), где получается интернет бесплатно. Если у кого то поломки, то я легко перехожу на резерв.

В помощь предлагаем также видео подключение оптического кабеля:

Подключение и соединение оптических кабелей

Все работы, которые описаны ниже, обычно делают мастера за приличную плату, хотя как вы сможете убедиться, они довольно несложны при наличии оборудования и инструмента. На мой взгляд, освоить соединение оптики также нетрудно, как и правильную пайку привычных медных проводов.

Правда такая необходимость возникает редко, но будем смотреть с прицелом на будущее, возможно уже скоро оптоволокно вытеснит медь повсеместно, и оконечные устройства будут подключаться к нему напрямую, а не через ONT.

Установка оптических коннекторов

Рассмотрим, как монтируются наиболее распространенные коннекторы типа SC. Подавляющее большинство модемов и розеток используют именно это тип. Для монтажа нам понадобится набор специального инструмента и материалов.

Хотя и стоит он прилично, но все равно дешевле аппарата для сварки оптоволокна. Такие наборы обычно снабжаются и подробными инструкциями, так что мы приведем примерный порядок операций для ознакомления.

Этапы установки коннектора на кабель следующие:

1. Специальным кусачками - стрипером снимаем изоляцию. Этот инструмент имеет калиброванные зазоры, между режущими кромками позволяющие снимать слои поочередно, не повредив при этом само волокно.
2. Затем обрезается кевларовое волокно, которое армирует оболочку провода. Сделать это обычными ножницами не получится из-за его большой прочности. Потребуются более крепкие лезвия, которые чаще всего имеются у стрипера.
3. Затем одевается часть коннектора, которая будет фиксировать его на кабеле.
4. Дальше специальным составом или просто спиртовыми салфетками удаляется гидрофобное покрытие на самом стеклянном волокне.
5. Далее готовится и набирается в шприц клей, который будет фиксировать волокно в коннекторе. Строго отмеренное его количество вводится в канал, в который затем продевается обнаженное оптоволокно.
6. После твердения клея специальным инструментом оптоволокно скалывается.
7. Затем его торец шлифуется.
8. В заключение одеваются остальные части коннектора, и он обжимается специальной обжимкой.

Соединение оптоволокна механическим соединителем

Это способ проще предыдущего берутся куски оптоволоконного кабеля, со смонтированными в промышленных условиях коннекторами (пиг-тэйлы), и стыкуются механическими соединителем. Недостаток метода в потерях сигнала на соединениях, оно сравнимо со снижением интенсивности света в самих коннекторах (понятно, что от коннекторов отказаться нельзя). Так что лучше все же либо сваривать, либо монтировать волокно в коннектор.

Интересно. Пиг-тейл переводится с английского как «поросячий хвост», довольно меткое сравнение.

На примере соединителя SNR-Link опишем выполнение работ.

• Кабель очищается от изоляции и скалывается.
• Концы очищенного кабеля устанавливается в соединитель.

• Затем просто нажимается защелка фиксирующая стык.

На этом работа заканчивается. Как видно на фото ниже, тест данного соединения показывает потерю 0,028 дБ, это соизмеримо с потерями в коннекторе, хотя по паспортным данным у соединителя допускаются потери до 0,04 дБ. Кстати приспособление является многоразовым.

Сварка проводов

Как мы уже говорили лучше всего сваривать провода или пиг-тейлы, это тоже несложно вся проблема только в стоимости аппарата. Покажем, как происходит сварка поэтапно.

• Аппарат включается и происходит его самотестирование.

• Дальше вводим вид свариваемого кабеля. Причем для этого не надо профессионально разбираться во всех разновидностях оптоволоконных проводников, просто вводим маркировку указанную либо на упаковке, либо на самой поверхности изоляции.

• Затем, сняв внешний защитный слой любым подходящим инструментом, устанавливаем провод в специальный держатель. Перед этим не забываем одеть гильзу КДЗС (комплект деталей защиты сварного стыка) которая потом закроет место сварки.

• Затем держатель помещается в термострипер аппарата, и он включается. Изоляция удаляется нагревом, при этом риск повредить волокно гораздо меньше, чем при обычном механическом обнажении.

• Крышка закрывается и запускается термострипер. Он сам очищает провод.

• Дальше, не извлекая провод из держателя, протираем его спиртом (круглая емкость с тампоном находится на верхней крышке аппарата) для удаления гидрофобного покрытия и устанавливаем его в скалыватель. Держатель в него, как и в стрипер, крепится на магните. Скалывание проходит при закрытии крышки. Обрезки волокна падают в специальный контейнер, чтобы не потеряться (загнать под кожу тонкое, практически незаметное глазом волокно легко, а извлечь его потом сложно).

Внимание. Очень внимательно относитесь к отходам оптоволокна, они не должны теряться, так как могут нанести вред здоровью. Особенно опасно если куски стеклянного провода попадут в дыхательные пути.

• Когда два провода подготовлены, не извлекая из держателей, устанавливаем их непосредственно под сварочные электроды.

• Запускаем процесс сварки. Аппарат выравнивает и центрирует волокна и проводит их сварку, это занимает менее десяти секунд.

По окончании сварки аппарат показывает результат - какие потери будут на данном стыке. На изображении ниже они выделены овалом, всего лишь 0,01 дБ.

• Осталось обсадить гильзу КЗДС, для этого она надевается на место стыка (предварительно снимаем держатели) и провод помещается в печь.

Процесс тоже занимает несколько секунд. Извлекаем из печи готовый сваренный оптоволоконный кабель (осторожно, он будет горячим).

Как видите все довольно несложно, если у вас не кривые руки, научиться сваривать оптоволокно можно быстро достаточно лишь прочесть мануал к аппарату для сварки (наша статья тоже подходит) или получить 10 минутный инструктаж. Отмечу, что так быстро приобрести навыки соединения обычных проводов с помощью паяльника и припоя гораздо сложнее.

Надеемся, что наша статья рассказала все про оптический кабель, как подключить его, соединить, согласовать работу оптоволоконного модема с другими устройствами. Даже если вы не собираетесь самостоятельно монтировать сети или коннекторы, зная, как это делается, вы сможете найти причину поломок и пути для их устранения. Пусть интернет в вашем доме всегда будет быстрый и без перебоев.