FAQ: ответы на часто задаваемые вопросы
Два блока питания используются в моделях:
- TFortis PSW-1-45
- TFortis PSW-1G4F
- TFortis PSW-2G4F
- TFortis PSW-1G4F-Box
- TFortis PSW-2G4F-Box
Левый БП предназначен для питания коммутатора и видеокамер, а правый БП – либо для питания термокожухов TFortis TH, либо для резервирования левого БП. Режим работы зависит от джампера RES_PWR.
При использовании термокожухов TFortis TH переведите джампер RES_PWR в положение NO.
Если требуется резервирование по питанию 230 В, то установите джампер RES_PWR в положение YES.
В следующих моделях можно выбрать скорость работы оптического порта (либо 1000 Мбит/сек, либо 100 Мбит/сек) с помощью джампера «FIBER»:
- TFortis PSW-11
- TFortis PSW-1G4F
- TFortis PSW-1G4F-UPS
- TFortis PSW-1G4F-Box
Во всех остальных моделях оптический порт поддерживает работу только на скорости 1000 Мбит/сек.
Выбор варианта питания определяется конфигурацией джамперов. Настройку требуется производить при отключенном питании 230В.
В коммутаторах с источником бесперебойного питания реализован механизм отложенного включения. Принцип работы в следующем. Если при отсутствии внешнего сетевого напряжения 230 В подключить клеммы АКБ, то коммутатор не начнет работать. Он уйдет в спящий режим и будет ждать, когда появится сетевое напряжение. Этот механизм позволяет сохранить емкость АКБ до старта всей системы. Только после подачи 230 В аккумуляторы перейдут в состояние резерва сетевого напряжения. Механизм отложенного старта был реализован, чтобы предотвратить продолжительное пребывание АКБ в полу-разряженном состоянии, и, как следствие, падение емкости АКБ.
В моделях TFortis PSW-2G+UPS-Box, TFortis PSW-2G6F+UPS-Box и TFortis PSW-2G8F+UPS-Box реализована функция «холодного старта»: если необходимо принудительно начать работу коммутатора от АКБ в отсутствии сетевого напряжения, то для этого необходимо кратковременно нажать на кнопку «START» и коммутатор запустится. Чтобы отключить коммутатор, необходимо отключить хотя бы одну батарею.
Это может означать, что камера запиталась от Passive PoE (предназначенного для питания термокожухов TFortis TH), а не от PoE 802.3af/at.
Фактически эти два коммутатора являются аналогами (имеют 4 порта PoE для подключения камер и 1 порт для передачи трафика дальше по сети, например, на сервер).
Чтобы правильно выбрать коммутатор, нужно ответить на один принципиальный вопрос:
- планируется ли применение термокожухов TFortis TH-02 (TH-03)?
Если применение термокожухов TFortis TH-02 (TH-03) планируется, то однозначным решением будет выбор PSW-1-45, поскольку PSW-1-45-WiFi не имеет функции питания термокожухов TFortis TH-02 (TH-03).
В остальных случаях оптимальным вариантом станет использование коммутатора PSW-1-45-WiFi, который имеет ряд дополнительных преимуществ:
- более низкая цена;
- более широкий диапазон рабочих температур: -55°С..+50°С (PSW-1-45: -45°С..+40°С);
- возможность подключения WiFi точек доступа с питанием по PoE;
- посадочное место для установки стандартных автоматических выключателей
Эта блок-схема поможет сделать правильный выбор:
Между этими двумя коммутаторами одно принципиальное различие – у PSW-2G4F (PSW-2G4F-Ex) 2 гигабитных порта SFP, а у PSW-1G4F (PSW-1G4F-Ex) один порт SFP заменен на порт RJ-45 10/100/1000Base-T.
PSW-2G4F (PSW-2G4F-Ex)
PSW-1G4F (PSW-1G4F-Ex)
При выборе между PSW-2G4F (PSW-2G4F-Ex) и PSW-1G4F (PSW-1G4F-Ex) принципиально важно определить, какой именно кабель будет применен для передачи данных на сервер - медный («витая пара») или оптоволоконный?
Если планируется использование кабеля «витая пара», то задачу можно решить двумя способами:
- воспользоваться PSW-1G4F (PSW-1G4F-Ex), у которого уже есть «медный» порт;
- воспользоваться PSW-2G4F (PSW-2G4F-Ex) с установленным «медным» SFP-модулем.
Первый вариант выгоднее для интегратора:
- во-первых, PSW-1G4F (PSW-1G4F-Ex) стоит дешевле чем PSW-2G4F (PSW-2G4F-Ex);
- во-вторых, не нужно покупать «медный» SFP-модуль.
Второй вариант является менее предпочтительным, поскольку «медный» SFP-модуль не имеет грозозащиты и порт остается незащищенным.
1. В качестве конечного в топологии «цепочка»:
2. Для увеличения количества портов в одной точке:
3. В топологии звезда с гигабитными скоростями:
Между коммутаторами одно принципиальное различие — это наличие дополнительного входа питания 48В постоянного тока у коммутатора SWU-16T. В связи с чем коммутатор SWU-16T имеет сертификат транспортной безопасности, а SWU-16 – нет.
Включение этой функции осуществляется джампером для конкретного порта.
Нет, не обязательно. Вы можете установить коммутатор на стену или на столб при помощи кронштейна для PSW. Температурный режим работы коммутатора от -60 до +50, степень защиты IP66, оптический кросс ему не нужен, автоматический выключатель можно разместить внутри бокса.
Выбор точки доступа в большей степени зависит от условий местности и удаленности объекта видеонаблюдения от видеосервера. Если они находятся в прямой видимости, то целесообразнее остановить свой выбор на организации WiFi-моста. 
Если прямой видимости нет, но удаленный объект видеонаблюдения находится в зоне покрытия сетей GSM, тогда выбор за LTE модемом.
Для включения этой функции нужно замкнуть контакты перемычкой.
Да. У модели TFortis CrossBox-1 один замок. У моделей TFortis CrossBox-2 и TFortis CrossBox-3 два замка.
Комплект крепления на столб TFortis-1 предназначен для крепления коммутаторов TFortis и уличных шкафов CrossBox на круглых и прямоугольных столбах.
Подходит для моделей CrossBox-1; PSW-1G4F-Box; PSW-2G4F-Box.
Комплект крепления на столб TFortis-2 предназначен для крепления коммутаторов TFortis и уличных шкафов CrossBox на круглых и прямоугольных столбах.
Подходит для моделей CrossBox-2; PSW-2G+UPS-Box; PSW-2G6F+UPS-Box; PSW-2G8F+UPS-Box.
Комплект крепления на столб TFortis-3 предназначен для крепления уличного шкафа CrossBox-3 на круглых и прямоугольных столбах.
Кронштейн для PSW предназначен для установки коммутаторов TFortis PSW на опорах (столбах), в случаях, когда они НЕ устанавливаются дополнительно в уличные шкафы CrossBox.
Подходит для моделей PSW-1-45-WiFi; PSW-1-45; PSW-1G4F; PSW-2G4F; PSW-2G+; PSW-2G+; PSW-2G6F+; PSW-2G8F+; PSW-2G2F+UPS; PSW-1G4F-UPS; PSW-2G4F-UPS.
Кронштейн TFortis-1 предназначен для установки уличных шкафов CrossBox на опорах (столбах), а также для крепления термокожухов TFortis TH.
Подходит для моделей CrossBox-1; CrossBox-2; CrossBox-3; TFortis TH-02; TFortis TH-03.
Для установки шкафов CrossBox-1 достаточно одного кронштейна TFortis-1. Необходимо просверлить отверстия в задней стенке шкафа и закрепить кронштейн.
Для установки шкафов CrossBox-2 и CrossBox-3 требуется два кронштейна TFortis-1. Необходимо просверлить отверстия в задней стенке шкафа и закрепить кронштейн.
Нет. Данный набор в комплект поставки не входит.
Рекомендуемые к применению SFP-модули: SFP-модуль оптический 1Гбит/с и SFP-модуль медный 1Гбит/с
На схеме представлены все варианты возможного сочетания одноволоконных SFP-модулей в коммутаторах TFortis PSW:
Важно, чтобы на одной линии оптического волокна были различные модули:
Мы не можем гарантировать совместимость всех моделей коммутаторов Cisco с SFP-модулями другого бренда (в том числе и SFP-модулями Fort Telecom).
В то же время нет ограничений на использование в коммутаторах PSW гигабитных SFP-модулей сторонних производителей (в том числе и SFP-модулей Cisco). Главное условие – использовать гигабитные SFP-модули промышленного исполнения, с рабочей температурой от -40°С до +85°С.
Поэтому мы рекомендуем на первом участке оптики между коммутатором PSW и коммутатором Cisco использовать оригинальные гигабитные модули Cisco. При этом дальнейшую связь по оптике между коммутаторами PSW можно реализовывать с помощью SFP-модулей Fort Telecom.
Для топологии «цепочка»:
Для топологии «кольцо»:
Для правильного выбора PoE инжектора TFortis воспользуйтесь данной диаграммой
Коммутаторы TFortis PSW имеют встроенную стандартную грозозащиту по цепям питания 220В и Ethernet (Класс 2 по ГОСТ Р 51317.4.5 при критерии качества функционирования B). С июля 2017 все коммутаторы TFortis PSW выпускаются с модернизированной грозозащитой (Класс 4 по ГОСТ Р 51317.4.5). Блок SG позволяет увеличить уровень грозозащиты с Класса 4 до Класса 5 (ГОСТ Р 51317.4.5).
ЭДС, в случае возникновения мощного электрического импульса, может быть наведена на любой токопроводящий объект, и в первую очередь кабели: электропитания и информационный. Наиболее часто такому негативному воздействию внешних факторов подвергаются протяженные кабельные линии, особенно выполненные по воздуху.
В данном примере, в случае возникновения импульсного перенапряжения в линии подключения камеры видеонаблюдения, защищенным окажется только коммутатор TFortisPSW, а камера может выйти из строя.
Сопротивление кабеля слишком велико для того, чтобы импульсное перенапряжение, возникшее на незащищенном конце кабеля, могло быть эффективно нейтрализовано устройством защиты, установленным на другом конце.
Для защиты камер видеонаблюдения по порту Ethernet от помех большой энергии, наведенных грозовыми разрядами, а, также, коммутационных импульсных помех, мы рекомендуем использовать устройство грозозащиты TFortis SG-Cam.
- Устройства грозозащиты должны быть установлены на каждой линии как в начале, так и в конце.
- В обязательном порядке выполнить качественное заземление коммутаторов, дополнительных блоков грозозащиты для коммутаторов и для камер.
- Использовать только экранированную "витую пару" с обжимом экранированными разъемами.
- По возможности минимизировать длину всех медных проводников ("витой пары", кабеля питания).
При подключении питающего кабеля к модулю защиты 220В требуется соблюдать маркировку клемм. Клемма IN – вход 220В для подключения питающего кабеля. Клемма OUT – выход 220В для подключения коммутатора TFortis PSW.
Заземление устройства обязательно. Сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом.
Так как схема защиты цепей Ethernet включается параллельно к защищаемым линиям, то у разъемов нет различий между входом или выходом. Порты равнозначные. Допускается подключать как по варианту А, так и варианту Б.
При размещении блока грозозащиты SG-Switch в одном шкафу с коммутатором TFortis PSW допускается применить неэкранированную витую пару между этими приборами.
- Исполнение
TELEPORT-1 – не уличное исполнение (температура эксплуатации от +5 до +40)
TELEPORT-2 – уличное исполнение (температура эксплуатации от -55 до +50, степень защиты от внешних воздействий IP 66)
- Размеры и способ крепления
Размеры TELEPORT-1 – 106*90*58 мм. Предусматривается крепление блока на DIN-рейку.
Размеры TELEPORT-2 – 160*160*90 мм. Возможна установка на стену, в шкаф без обогрева, на столб.
- Питание
TELEPORT-1 питается от отдельного блока питания с выходным напряжением 12..24В. Максимальная потребляемая мощность – 3 Вт.
TELEPORT-2 питается по PoE (стандарт IEEE802.3af). Максимальная потребляемая мощность – 13 Вт.
- Количество входов и выходов
TELEPORT-1 имеет 3 входа и 9 выходов (коммутируемое напряжение 30В, ток 50мА)
TELEPORT-2 имеет 5 входов и 1 выход (коммутируемое напряжение 250В, ток 150мА)
TELEPORT-2 допускает установку в уличных условиях на любых поверхностях, рядом с контроллерами охраны периметра, т.к. корпус устройства обеспечивает защиту от пыли и влаги IP66. Однако, установка рядом с коммутаторами PSW в уличных металлических шкафах с защитой не ниже IP54, позволяет увеличить удобство монтажа и обеспечивает хорошую вандалозащищенность.
TELEPORT-2 предусматривает крепление к задней фальш-стенке уличного шкафа TFortis CrossBox через «Монтажную панель PSW-11»
Принцип системы оптической связи заключается в передаче сигнала через оптоволокно к удаленному приёмнику. Электрический сигнал преобразуется в оптический и в таком виде передаётся на расстояние. В приёмном устройстве он обратно переходит в исходную электрическую форму. У волоконно-оптической связи есть множество преимуществ перед другими типами передачи информации, такими как медные жилы и системы радиосвязи.
- Сигнал может быть передан без регенерации на большое расстояние (200 км).
- Оптоволоконная передача не чувствительна к электромагнитным помехам. Кроме того, волокно не проводит электричество и фактически нечувствительно к радиочастотной интерференции.
- Оптические системы обеспечивают большее количество каналов чем физические цепи.
- Оптический кабель намного легче и тоньше чем кабель с металлическими жилами и волокна занимают в нём небольшой объём. Например, один оптоволоконный кабель может содержать 144 волокна.
- Оптическое волокно очень надёжно.
- У оптического волокна срок эксплуатации больше 25-и лет (по сравнению с 10 годами систем спутниковой связи).
- Рабочие температуры для оптического волокна изменяются, но они обычно лежат в диапазоне от -40° до +80°C.
Оптический волновод — это тонкая стеклянная нить, окруженная пластиковым защитным покрытием. Нить оптоволокна состоит из двух частей: внутренняя сердцевина и наружная оболочка. Свет, введенный в стеклянную сердцевину, проходит в ней многократно отражаясь от её границы с оболочкой.
Принцип передачи:
Луч света вводится в волокно под малым углом α. Возможность оптоволокна принять свет в сердцевину (максимальное приемлемое значение угла) определяется его числовой апертурой (NA)
Где α0 — максимальный угол ввода (то есть, предельный угол между осью и углом полного отражения сердцевины), n1 показатель преломления сердцевины и n2; показатель преломления оболочки.
Ввод света в оптоволокно
Полный приемный конус оптического волокна определяется как 2α0. Распространение луча света в оптическом волокне происходит по закону Снелла-Декарта. Часть света вводится через полный приемный конус оптоволокна. Явление преломления выражается в изменении угла прохождения луча света через границу двух сред. Если α > α0, то луч полностью преломляется и выходит из сердцевины.
Отражение света
Отражение является изменением направления светового луча на границе между двумя средами. В этом случае, световой луч возвращается в сердцевину, из которой он произошел.
Если α < α0, то луч отражается и остается в сердцевине.
Преломление света
Принцип распространения:
Лучи видимой области спектра входят в оптоволокно под разными углами и идут разными путями. Луч, вошедший в центр сердцевины под малым углом, пойдёт прямо и по центру волокна. Луч вошедший под большим углом или около края сердечника пойдёт по ломаной и будет проходить по оптоволокну более медленно. Каждый путь, следуя из данного угла и точки паления даст начало моде. Поскольку моды перемещаются вдоль волокна, каждая из них до некоторой степени ослабляется.
Скорость:
Скорость, с которой свет перемещается через среду передачи определяется показателем преломления этой среды. Показатель преломления среды (n) является коэффициентом отношения скорости света в вакууме к скорости света в этой среде.
n = c/v
Где n является показателем преломления среды передачи, скорость света в вакууме (2.99792458 · 108 м\с), и v скорость света в среде передачи.
Типичные значения n для стекла используемого в качестве оптоволокна лежит между 1.45 и 1.55. Как правило, чем выше показатель преломления, тем меньше скорость в среде передачи.
Значения типичного показателя преломления разных производителей и различных типов оптоволокна:
- Corning® LEAF®
- n = 1.468 в 1550 нм
- n = 1.469 в 1625 нм
- OFS TrueWave® REACH
- n = 1.471 в 1310 нм
- n = 1.470 в 1550 нм
Пропускная способность:
Пропускная способность зависит от ширины частотного диапазона, на котором способно работать оптическое волокно. Пропускную способность волокна определяет максимальная информационная емкость канала, который может быть передан вдоль волокна по данному расстоянию. В многомодовом оптоволокне пропускная способность, главным образом, ограниченна модовой дисперсией; тогда как такое ограничение отсутствует для одномодовых волокон.
Пропускная способность оптической линии в зависимости от типа волокна
Волоконно-оптический кабель (также оптоволоконный или оптико-волоконный кабель) — кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов (света), со скоростью меньшей скорости света из-за не прямолинейности движения.
Конструкция кабеля определяется его назначением и местом прокладки: от самой простой (оболочка, пластиковые трубки с волокнами) до многослойной (например, подводный коммуникационный кабель), содержащей упрочняющие и защитные элементы.
Волоконно-оптический кабель состоит из следующих элементов:
- Несущий трос, пруток из стеклопластика или металла, покрытого полиэтиленовой оболочкой. Служит для центрирования трубок – модулей (см. ниже) и придания жёсткости кабелю, зажимается под винт для закрепления кабеля в муфте/кроссе.
- Двухслойные стеклянные или пластиковые волокна, возможно, покрытые одним или двумя слоями лака. Слой лака предохраняет волокна от повреждений и служит для цветовой маркировки волокон (прозрачный или цветной).
- Пластиковые трубки, содержащие нити – световоды и заполненные гидрофобным гелем. Количество трубок варьируется от 1 и более, количество волокон в трубке – от 4 до 12, общее число волокон в кабеле – от 8 до 144 (часто 32, 48, 64). Для сохранения габаритных размеров кабеля при малом числе волокон вместо трубок могут вкладываться чёрные заглушки.
- Оплетающая трубки плёнка, стянутая нитками и смоченная гидрофобным гелем. Обладает демпфирующими свойствами и предназначена для снижения трения внутри кабеля, дополнительной защиты от влаги, удержания гидрофобной жидкости в пространстве между модулями и др.
- Слой из тонкой внутренней оболочки из полиэтилена, предназначенной для дополнительной защиты от влаги (может отсутствовать).
- Слой из кевларовых нитей или брони. Броня – прямоугольный пруток или круглые проволочки, выполненные из стали (импортный кабель), гвоздевого железа (отечественный кабель) или стеклопластика (такого же, как у центрального силового элемента). Кевлар отличается малым весом и имеет допустимое растягивающее усилие 6-9 кН). Назначение кевлара – выполнение роли тросика в местах, где недопустимо возникновение наводок, например, вдоль железнодорожных путей (контактный провод, напряжение до 27.5 кВ); восприятие ветровой нагрузки. Назначение брони – защита кабеля, уложенного в грунт без защиты в виде пластиковой трубы, кабельной канализации или др.
- Слой, представляющий собой полиэтиленовую плёнку и некоторое количество гидрофобного геля (может отсутствовать). Предназначен для дополнительной защиты от влаги.
- Слой, представляющий собой толстую и мягкую оболочку из полиэтилена. Предназначен для защиты внутренних слоёв от воздействия окружающей среды.
Информация о расцветке волокон в кабеле, их типе и расположении в трубках не стандартизована и указывается каждым производителем в паспорте кабеля.
Оптико-волоконные кабели различают:
- по материалу волокна;
- по месту монтажа;
- по условиям прокладки.
Достоинства:
- высокая скорость передачи информации (от 1 до 10 Гбит/с на расстоянии 1 км);
- малые потери;
- высокая помехозащищённость (невосприимчивостью к различного рода помехам);
- малые габаритные размеры и масса
- возможность доводить расстояния между передающим и приёмным устройствами до 400–800 км.
Недостатки:
- уменьшение полосы пропускания при воздействии ионизирующих излучений вследствие увеличения поглощения оптического излучения световедущей жилой;
- трудоёмкость сварки и ослабление сигнала в месте сварного шва;
- риск поражения сетчатки глаза световым излучением.
Типы оптоволокна:
Оптоволокно классифицируется в зависимости от количества мод (направлений луча света в сердечнике) как одномодовое или многомодовое. Тип волокна тесно связан с диаметром сердцевины.
Типы кварцевого (стеклянного) оптоволокна
Многомодовое волокно:
Многомодовое оптоволокно, из-за его большого сердечника, передаёт свет используя различные пути (моды), делая его чувствительным к модовой дисперсии.
Основное преимущество многомодового волокна — это лёгкое соединение с источниками света и с другим волокнами, что понижает стоимость источников, коннекторов и других соединений. Однако, его относительно высокое затухание и низкий предел пропускной способности приводят к уменьшению расстояния передачи.
Строение многомодового оптоволокна
Одномодовое волокно:
Преимущество одномодового оптоволокна в более высокой производительности, значительной пропускной способности и низкому затуханию. Уменьшенный диаметр сердечника одномодового волокна ограничивает проходящий свет только одним направлением и полностью устраняет модовую дисперсию.
С надлежащими компонентами компенсации дисперсии, одномодовое волокно может передать поток в 10 и 40 Гбит/с или выше на большие расстояния. Системная пропускная способность такого волокна может быть увеличена за счёт использования нескольких частот излучения, вводя различные сигналы на немного разных длинах волн в одно волокно (wavelength division multiplexing — WDM).
Малый размер сердечника требует более дорогого источника света и системы стабилизации. Кроме того, подключение и сварка несколько сложнее. Тем не менее, для высокопроизводительных систем или для систем протяжённостью больше, чем несколько километров одномодовое волокно — это лучшее решение.
Типичные размеры сердечника одномодового волокна колеблятся от 8 до 12 мкм и оболочки 125 мкм. Показатель преломления одномода обычно 1.465.
Строение одномодового оптоволокна
Малый диаметр сердечника одномодового волокна делает невозможным распространение множества мод поэтому в таком волокне распространяется только один луч света.
Диаметр поля моды:
Диаметр поля (MFD) одномодового волокна может быть выражен как часть оптоволокна, где передаётся большая часть энергии света.
MFD больше диаметра сердцевины. Волокно с сердцевиной в 8 мкм может иметь MFD в 9,5 мкм. Это явление происходит, из-за того, что часть энергии света передаётся через оболочку.
Поле моды одномодового волокна
Большой MFD менее чувствителен к боковым отклонениям на соединениях, но более чувствителен к потерям на изгибах волокна в кабельных муфтах и кроссах.
Эффективная область:
Эффективной областью это другой термин, используемый для определения диаметра модового поля. Эффективной областью называется область оптоволокона соответствующая диаметру поля моды.
Эффективная область одномодового оптоволокна
Эффективная область (или полевой диаметр моды) непосредственно влияет на нелинейные эффекты, которые зависят от плотности питания введённого в волокно света. Чем выше плотность питания, тем больше подавление нелинейных эффектов.
Эффективная область определяет плотность света. Для определённого уровня мощности, маленькая эффективная область обеспечивает высокий уровень плотности энергии света. Впоследствии, для большей эффективной области, питание лучше распределено, и его плотность менее важна. По-другому, чем меньше эффективная область, тем больше подавление нелинейных эффектов. Эффективная Область стандартного одномодового волокна приблизительно 80 мкм и может быть уменьшена до 30 мкм для компенсации.
Значение эффективная области волокна иногда включена в маркировку, такую как Corning LEAF (для волокна с большой эффективной областью).
Анализ одномодового и многомодового волокна:
Передача света:
В передача света по оптическому волокну используется три основных элемента: передатчик, приёмник, и среда передачи, которая и передает сигнал. Использование оптоволокна добавляет в эту систему затухание и дисперсию. Затухание заставляет увеличивать мощность передатчика, чтобы к приёмнику дошёл приемлемый уровень сигнала. Дисперсия, со своей стороны, ограничивает пропускную способность передаваемых по волокну данных.
Оценка потерь в волокне:
Для оценки полного затухания сигнала необходимо учитывать потери на пассивных компонентах и стыках оптической линии, эти потери должны быть добавлены к затуханию в волокне. Они определяются для нужной длины волны как отношение входной мощности сигнала к мощности на выходе. Значение обычно выражается в децибелах (дБ).
Механизмы потерь в волокне
Микро- и макроизгибы:
Микро- и макроизгибы являются типичными проблемами в смонтированной кабельной системе, потому что они могут вызвать дополнительную потерю мощности сигнала.
Микроизгиб происходит, когда сердечник волокна отклоняется от оси, что может быть вызвано производственными дефектами, механическими деформациями во время прокладки кабеля, а также изменениями внешней среды (температура, влажность, или давление) во время эксплуатации оптоволокна. Реальная трасса "μс" предполагает наличие микроизгиба.
Макроизгиб предполагает изгиб волокна радиусом большее чем 2-миллиметра. График ниже показывает влияние изгиба с определённым радиусом (R) на потерю сигнала при разных длинах волны.
Эффекты от микро- и макроизгибов на оптоволокне
Дисперсия:
Другой фактор, который искажает сигнал во время передачи — дисперсия, которая уменьшает эффективную пропускную способность передачи. Основные типы дисперсии: модовая дисперсия, хроматическая дисперсия, и поляризационная дисперсия.
Типы оптоволоконной дисперсии
Межмодовая дисперсия обычно происходит в многомодовом оптоволокне. Когда короткий световой импульс вводится в волокно в пределах числовой апертуры, вся энергия не достигает конца оптоволокна одновременно. Разные моды переносят энергию по разным длинам. Например, многомодовое волокно с сердечником в 50 мкм имеет несколько сотен мод. Это импульс, распространяясь по разным длинам светового пути вызывает межмодовую дисперсию, или более просто, многомодовую дисперсия.
Расширение импульса в многомодовом оптоволокне
Хроматическая дисперсия (Chromatic Dispersion — CD) происходит, потому что световой импульс имеет разные длины волны, каждый перемещается по волокну на различных скоростях. Различные скорости распространения расширяют импульс, и когда он достигает приёмника — в нём уменьшается отношение сигнал-шум (SNR) и увеличиваются битовые ошибки.
Хроматическая дисперсия вызывается различными длинами волны в источнике света
Хроматическая дисперсия этого волокна представляет относительную задержку прибытия (в пикосекундах — пс) два компонента длины волны отделяются на один нанометр (нм). Далее рассмотрены четыре параметра:
- Значение хроматической дисперсии выражается для данной длины волны, выраженной в пс/нм (хроматическая дисперсия может изменяться как функция длины волны).
- Коэффициент хроматической дисперсии (D) — значение нормализуется к расстоянию, обычно один километр, выражается в пс/(нм·км).
- Наклон хроматической дисперсии (S) — Представляет количество изменения дисперсии как функции к длине волны, выражается в пс/нм².
- Наклон коэффициента хроматической дисперсии — нормализуется к расстоянию, обычно на один километр, выражается в пс/(нм²·км)
Длина волны нулевой дисперсии λ0, выражается в нм, является длинной волны с хроматической дисперсией равной нулю. Работа в этой длине волны не вызывает хроматическую дисперсию, но создаёт проблемы для систем DWDM, использующих смешивание света с четырьмя длинами волн. Наклон хроматической дисперсии в этой длине волны считается как нулевым дисперсионным наклоном (S0).
Оба коэффициента дисперсии (стандартизированы к одному километру) и наклон зависит от длины волокна. Хроматическая дисперсия прежде всего зависит от технологии производства. Производители оптического кабеля учитывают хроматическую дисперсию, разрабатывая различные типы волокна для разных целей и потребностей, таких как стандарт волокна со смещённой дисперсией или ненулевая смещённой дисперсией.
Поляризационная модовая дисперсия (PMD) является основным свойством одномодовых волокон влияющая на скорость передачи данных.
PMD происходит из-за разных скоростей распространения энергий одной длины волны, но разной поляризации с перпендикулярными осями (показано в схеме ниже).
Основными причинами PMD является некруглость сердцевины и внешние воздействия на волокно (макро-изгиб, микро изгиб, скручивая, и температурные изменения).
PMD (дифференциальная групповая задержка) эффекты в волокне
Применительно к PMD используется такое понятие как среднее значение дифференциальной групповой задержки (diferential group delays — DGD) и выражаются в пикосекундах (пс). Он может также быть использован как коэффициент PMD, который связывается с квадратным корнем от расстояния и выражается в ps/vкм.
PMD (обозначают DGD) расширяет импульс передачи при передаче по волокну. Это явление вносит искажения, увеличивая коэффициент битовых ошибок (BER) оптической системы.
Влияние PMD ограничивает скорость передачи связи. Важно учитывать значение PMD волокна чтобы вычислить пределы скорости передачи оптического канала.