Województwo mazowieckie

Światłowód wypiera miedziane starocie
ikonka - drukuj drukuj
  • ikonka 30 marzec-15 kwiecień 2015
ilustracja

Stoimy na progu zmian w usługach szerokopasmowych. Stawiając na technologię światłowodową, wchodzimy w niewyobrażalne prędkości internetu. Czym jest światłowód? Jaka jest jego struktura? Czy technologia ta jest w stanie zaspokoić nasze wymagania? 

    Stosując technologię światłowodową, usługodawcy zapewniają klientom znacznie większą jakość usług szerokopasmowych. Jeszcze niedawno nieosiągalne prędkości internetu stały się realne. W większości dużych aglomeracji usługi szerokopasmowe dostarczane są właśnie tą techniką, która zdecydowanie wypiera kablową po tak zwanej miedzi. Jeszcze dwadzieścia lat temu wybudowanie światłowodu kształtowało się w granicach miliona złotych za kilometr. Dotyczyło to oczywiście kosztów projektowania z wykonawstwem. Toteż ze względu na zbyt duże koszty budowano je wyłącznie pomiędzy głównymi centralami, a obiektami podrzędnymi, tak zwanymi wyniesionymi. Dotyczyło to zwłaszcza mniejszych miejscowości lub dzielnic mieszkaniowych. Dzisiaj koszty budowy ciągów światłowodowych są porównywalne z ciągami kabla miedzianego, za to efekt jest nieporównywalny. Obecnie przewody światłowodowe doprowadzane są bezpośrednio do mieszkań.

Struktura światłowodu

    Co w tych światłowodach jest takiego, że tak zrewolucjonizowały rynek telekomunikacyjny? Pozwalają one na bezstratną transmisję danych na bardzo duże odległości, z prędkością transmisji sięgającą nawet 5 Tb/s w przypadku linii międzykontynentalnych. Są przewodami optycznymi. Zbudowane  z następujących elementów:

  • rdzenia
  • płaszcza
  • tuby
  • taśmy wchłaniającej wilgoć
  • powłoki wzmacniającej
  • osłony wewnętrznej
  • linki do rozcinania powłoki
  • stalowej siatki
  • osłony zewnętrznej

    W telekomunikacji stosuje się światłowody o średnicy rdzenia od 8,5 do 9,5 mikrometra. Przeważnie jednak jest to średnica 9 mikrometrów. Rdzeń jest ośrodkiem, w którym biegnie światło. Wykonany jest z domieszkowanego szkła (GeO2+SiO2), zapewniającego dobre właściwości przewodzące. Płaszcz włókna wykonany jest z czystego szkła (SiO2), mającego niższy współczynnik załamania niż rdzeń. Powłoka ochronna wykonana jest zwykle z akrylu. Znormalizowana średnica włókna z powłoką ochronną wynosi 250 mikrometrów. Cała zasada działania opiera się na jednym prostym prawie fizycznym – całkowitego, wewnętrznego odbicia. Promień świetlny wędrujący w rdzeniu, co jakiś czas napotyka naturalną granicę ośrodka – powierzchnię styku rdzenia i płaszcza. Dla pewnego granicznego kąta (tzw. stożka akceptacji), przy konkretnych współczynnikach załamania obu materiałów zachodzi zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Co za tym idzie, fala światła odbitego ma te same parametry, co fala padająca. Dzięki temu informacja niesiona w światłowodzie nie zmienia się. Nie jest ważne, ile razy wiązka odbije się od granicy, ponieważ cały czas będzie miała te same parametry.

    Wyróżniamy światłowody wielomodowe i jednomodowe. O tym, czy włókno jest jedno, czy wielomodowe decyduje średnica rdzenia, która dla konkretnego włókna i określonego zakresu długości fali rozstrzyga, czy włóknem można transmitować jeden, czy więcej modów. To znaczy, czy wprowadzony sygnał jest przenoszony jednym modem podstawowym, czy też wieloma modami propagującymi wzdłuż włókna.

Co to jest mod?

    Jest to charakterystyczny rozkład pola elektromagnetycznego (pojedynczy rodzaj drgań własnych światłowodu - rodzaj fali), wzbudzony promieniowaniem zakresu optycznego w światłowodzie. W telekomunikacji stosuje się wyłącznie włókna jednomodowe, których struktura wewnętrzna została tak ukształtowana, że w światłowodzie mogą propagować tylko jeden promień świetlny biegnący wzdłuż osi włókna.

Łączenie światłowodów

    Bardzo ważnym elementem jest łączenie kabli jednomodowych. Dzięki temu producenci mogą wykonać kable o długości nawet 40-50 kilometrów. Przeważnie jednak są to sporo mniejsze odcinki. Do układania światłowodu stosuje się rury wtórne, w które wdmuchuje się światłowód. Proces ten wykonuje się w następujący sposób. Ustawia się maszynę na środku trasy i wdmuchuje się go w obie strony. Często jest tak, że należy dokonać złączenia światłowodu. Jest to proces bardzo skomplikowany. Służą do tego celu specjalne spawarki. Przed przystąpieniem do spawania zdejmuje się wszystkie powłoki na kablu, aż do rdzenia. Rdzeń musi być czysty, dlatego dokładnie i delikatnie musimy wytrzeć go ściereczką. Dalej przycinamy go w specjalnie przeznaczonej do tego celu maszynce. Takie same czynności wykonuje się na drugiej końcówce światłowodu, którego chcemy złączyć. Następnie na jeden z przewodów zakładamy specjalną tulejkę. Przesuwamy ją na kablu, żeby nie przeszkadzała w spawaniu. W spawarce dopasowujemy włókna, robimy to bardzo precyzyjnie, ponieważ nasze łączenie musi być idealne. Sam moment spawania i spasowanie widzimy na monitorze spawarki. Po wykonaniu tej operacji na monitorze ukazują nam się informacje, czy spaw się udał, czy też nie. Jeżeli nie, to oczywiście powtarzamy całą procedurę od początku.

    Moje pierwsze próby ze spawaniem światłowodów nie były zbyt efektywne. Dopiero po ósmej próbie udało mi się prawidłowo wykonać tę czynność. Nie jest to więc prosta sprawa. Oczywiście służby techniczne, które na co dzień wykonują tego typu spawania, potrafią dokonać tego za pierwszym podejściem, bez żadnych problemów.

    Kolejną czynnością, jaką należy wykonać, jest zabezpieczenie spawanego rdzenia. W tym celu przesuwamy wcześniej nałożoną tulejkę na miejsce spawane i dokonujemy zgrzewania. Dopuszczalna tłumienność spawu wynosi 0,15db. Łączenia zabezpieczamy w mufach kablowych, te z kolei mocowane są w specjalnie do tego przygotowanych zasobnikach w ziemi (coś w rodzaju studzienki) wraz z zapasem. Tak, mniej więcej, przedstawia się proces spawania światłowodu.

Bardzo ważną czynnością jest wykonanie pomiarów

    Celem pomiarów jest określenie tłumienia linii, tłumienia na jednostkę długości, tłumienia złączy, poziomu odbicia od złączy, długości linii, wpływu mikro i makro pęknięć na parametry transmisyjne.

    Pomiar odbywa się na zasadzie wielokrotnego wysyłania do światłowodu impulsów optycznych, a następnie na analizie sygnałów powracających do reflektometru. Moc powracającego impulsu pozwala na określenie rodzaju, a czas, po którym impuls wróci do przyrządu na określenie miejsca wystąpienia anomalii. Pomiar reflektometryczny musi być wykonany z dwóch kierunków, żeby później móc uśrednić wynik.

Instalacje abonenckie

    Żeby skutecznie wykonać instalację do klienta, musimy gdzieś się podłączyć. Do tego celu służą szafki dostępowe. Stamtąd prowadzony jest kabel światłowodowy do budynku wielorodzinnego, gdzie na klatce schodowej zakładamy spliter (taka puszka do rozdzielenia sygnału szerokopasmowego do poszczególnych mieszkań). Od spliterów, za pomocą złączy pigtail przechodzimy instalacją do mieszkań, zakańczając przewód światłowodowy gniazdkiem poprzez takie samo złącze.

Technologia światłowodowa jest bardziej efektywna niż tradycyjna kablowa

    Najważniejszą zaletą takiego łącza jest znikoma awaryjność, chyba że oczywiście sami w jakiś sposób je uszkodzimy. Uzyskujemy duże prędkości łączy internetowych, w tym kompleksowe usługi pakietowe, takie jak telewizja, telefon, internet, transmisje danych, video konferencje - po prostu cuda. Korzystając ze wszystkich usług jednocześnie nie odczujemy spadków prędkości, czy też pogorszenia się jakości usługi, jak to często zdarza się przy łączach kablowych miedzianych. Przewody poprowadzone w mieszkaniu są bardzo cieniutkie. Musimy pamiętać, że podczas układania przewodu światłowodowego w mieszkaniu, nie należy go zaginać. Zbyt duży promień zagięcia powoduje jego pęknięcie. To natomiast może skutkować przedostaniem się szklanych odłamków pod skórę, których wyłuskanie domowym sposobem jest niemożliwe. Wymagana jest wtedy natychmiastowa interwencja chirurgiczna.

    Obecnie jesteśmy świadkami zmiany technologii kablowej miedzianej na światłowodową. Przykładem może być miasto Sokołów Podlaski, gdzie cała sieć kablowa miedziana została zastąpiona światłowodową. Do tego dochodzi projekt budowy sieci światłowodowej szerokopasmowej na terenie Mazowsza, który ma na celu wybudowanie 3680 kilometrów światłowodu. Projekt realizowany jest w ramach RPO WM. Umożliwi on rozbudowę infrastruktury światłowodowej, która trafi do większości mieszkańców Mazowsza. Z dniem zrealizowania projektu, z czystym sumieniem powiemy, że na Mazowszu internet mamy wszędzie.

Tomek Olszański

t.orzelowski@mazowszanie.eu 28-3-2015

photo: Savannah River Site

Źródło: https://www.flickr.com/photos/51009184@N06/8057285853/

Komunikat

Brak komentarzy dla tego wpisu

Fotogaleria

Strona używa cookie

Zamknij

Original text