Retele calculatoare
Medii de transmitere a datelor in retele (medii) ghidate - cablu coaxialCablulurile coaxiale au fost pt mult timp cea mai utilizata forma de constructie a unei retele. Sunt relativ ieftine si sunt rezistente la campuri electromagnetice de perturbare. Cablul-coaxial e folosit in topologiile bus. Rata maximala de transfer este de 10 Mbps. Constructia cablului se rezuma la: Conductorul interior (cupru) este inconjurat de un strat de izolatie (dielectric) Tresa/ecranul din metal sau folie de aluminiu protejeaza impotriva perturbarilor electrice sau magnetice Invelisul exterior protejeaza cablul de influentele directe ale mediului precum tensiune sau caldura. Tipuri Cablurile coaxiala exista in mai multe forme pt fiecare domeniu de utilizare. Ele se disting prin proprietatile electrice. La realizarea retelelor de calculatoare actuale nu se mai prea folosesc. Pt retele se folosesc cabluri cu rezistenta de 50 Ω, care corespund specificatiei RG 58 si care se folosesc in 2 variante Thicknet si Thinnet.
Cablurile coaxiale sunt impartite in diferite clase sau tipuri, in functie de materialul folosit pt invelis si pt stratul de izolatie. La instalatie trebuie acordata o mare atentie claselor de protectie impotriva incendiilor. Cele mai ieftine cabluri de conexiune PVC elibereaza gaze otravitoare in caz de incendiu. La nevoie ar trebui sa consultati pompierii despre regulile lagate de instalatiile de cabluri sau sa beneficiati de serviciile unei firma specializate. Pt transferul fara intrerupei al datelor trebuiesc urmarite: Pt a evita o reflectare a semnalului electric la capatul cablului, trebuie ca ambale capete bus sa aiba un rezistor de marimea impedantei (de ex 50Ω la RG 58) Unul dintre rezistoare trebuie impamantat Acesta nu trebuie insa sa aiba in nici un caz contact cu conductorul intern Thicknet Thicknet mai este cunoscut si ca Yelllow Cable sau Cablu Standard Ethernet. Culoarea invelisului este galbena iar la o distanta de 2.5 m se gasesc marcile (inele). Diametrul are cam 1 cm, prin urmare cablul este destul de rigid si inflexibil. Prin grosimea mai mare a conductorului intern se admite o lungime de circa 500 m a cablului. Unul dintre cele 2 rezistoare (numai unul) trebuie impamantat. Retelele cu aceasta conexiune sunt denumite 10Base5. Transceiver Legarea unei statii la un cablu thicknet sau legatura dintre un cablu thinnet si unul thicknet, se face printr-un asanumit transceiver (transmitter-receiver). Legatura la cablul thicknet se face printr-un conector (stecker) incisiv (clama vampir), care intra prin cablu in conductorul intern. Acest tip de conexiune este predispusa la perturbari. AUI (Attachement Unit Interface) Legatura de la transceiver la placa retelei se face printr-un cablu de conexiune. Acesta se numeste si stecker DB-15 sau DIX (digital,intel,xerox). Thinnet Cablul thinnet se mai numeste si „Cheapernet”. Culoarea invelisului este gri sau neagra iar diametrul are 0.5 cm. Intr-o retea bus se recomanda o lungime de pana la 185 m. Cablul e flexibil si destul de ieftin si usor de montat. Retele care se conecteaza prin astfel de cabluri se numesc 10Base2. Elemente de legatura Elementele de legatura la thinnet se numesc BNC( British Naval Connector) Rezistorul BNC este montat la ambele capete ale cablului bus. Impedanta corecta (50Ω) trebuie respectata. Ea este inscrisa pe rezistor. Steckerul BNC-T se foloseste la conectarea cablului la placa retelei. El are grija ca BUS-ul sa ramana inchis si atunci cand stecker-ul T este inlaturat din placa. Cuplul BNC leaga 2 cabluri thinnet. Stecker-ul BNC se lipeste la capatul cablului. Utilizarea elementelor prezentate mai sus este importanta deoarece greselile aparute din cauza conexiunii gresite sunt greu de descoperit. (de ex contactul ocazional intre conductorul intern si ecran ). O alternativa des folosita este stecker-ul EAD. Cablul BNC este dus prin trunchiul cablului de-a-lungul peretelui, iar pe partea din spate inchide contactul printr-o doza. In partea frontala a dozei se gaseste conexiunea pt EAD-ul prin care se trage un cablu la placa retelei. Cablul Twisted-Pair Astazi cel mai utilizat Twisted – pair in forma sa cea mai simpla are 2 fire izolate care sunt rasucite. Rasucirea protejeaza pana la un punct impotriva undelor electromagnetice perturbatoare din exterior sau de la firele vecine. Intr-un cablu pot exista mai multe perechi de fire rasucite. Twisted-pair este in stransa legatura cu topologia fizica stea. Ratele de transfer sunt de 100Mbps si chiar mai mult. Distanta maxima intre un computer si componenta centrala (hub) este de regula de 100m. Tipuri -UTP (Unshielded twisted-pair) Unshielded insemna ca perechile singulare de fire rasucite nu au protectie proprie. Cablurile UTP sunt destul de sensibile la pertubari. Daca de exemplu in trunchiul unui cablu sunt mai multe cabluri se poate ajunge la perturbarea transferului de date. -STP (Shielded Twisted-pair) Conceptul inseamna ca fiecare pereche de fire este protejata printr-un invelis. Tot cablul (toate perechile de fire) au un invelis protector aditional. Cablurile STP sunt de aceea mult mai putin sensibile la perturbari. Datele pot fi tranfesrate cu rate mari si pe distante mari. Screened (Ecranarea) Atat UTP cat si STP exista si in versiunea S, care inseamna ca sunt protejate aditional toate perechile de fire printr-un ecran (screen) din metal, atat din exterior cat si din interior. Notatiile pt aceste cabluri sunt S/UTP si S/STP. Categorii Cablurile UTP sunt impartite pe diferite categorii, oferind informatii despre propeitatile cablurilor. La cele mai multe categorii sunt folosite patru perechi de fire rasucite. Impedanta are peste 100Ω, iar singular si 150Ω. Responsabil pt aceatsa standardizare este planseta. Conform standardizarii EIA/TIA urmatoarele categorii sunt actuale:
Alte categorii se afla inca in stadiul de normare, pt categoria 6 este planificata o specificatie de pana la 250 MHz si pt categoria 7 una de pana la 600 MHz. Pt retelele de computere sunt importante doar categoriile 3, 4, 5, unde la cablare se foloseste cablu S/UTP din categoria 5. Elemente de legatura Pt legarea cablurilor twisted-pair la hub, respectiv la placa retelei, sunt folosite steckere/cuple RJ-45. Ele se aseamna cu cele de telefon (RJ-11), sunt insa ceva mai mari si contin opt pini de cabluri in loc de patru. Patch-panel (caseta de distributie) Deoarece la o legare in forma de stea fiecare calculator este legat prin propriul cablu la hub, exista diferite componente care usureaza munca cu cantitaile mari d ecablu: Patch-panel-urile folosesc la preluarea, legarea si impartirea cablurilor Ele ofera o posibilitate simpla, confortabila, structurata de a organiza centralizat un nr mare de conexiuni Sistem de cablu IBM Sistemul de cablu IBM joaca astazi un rol mai putin important in domeniul retelelor de computere. A fost introdus in 1984 in legatura speciala cu retelele IBM – token ring de 4 si 16 Mbps. IBM defineste, prin standardul american AWG, tipuri de cabluri de la 1 la 9. De amintit este insa ca, specificatia de tipul 3 din 1985 a dus la unificarea legaturilor cu cele UTP. Elementele de legatura la cablurile de tip 1 si 2 sunt denumite cupla MIC (Media Interface Connector). Tipul 3 foloseste RJ-45 si RJ-11. Fibra optica Fibra optica reprezinta mediul ideal pentru retelele de mare viteza si intindere medie si mica datorita unor avantaje certe date de caracteristicile sale de transmisie. Firma Aurocon COMPEC pune la dispozitie o gama larga de produse in domeniul sistemelor bazate pe fibre optice: cabluri de fibra optica cu diferite performante, conectoare specifice, adaptoare, amplificatoare, elemente auxiliare, scule si truse de scule necesare realizarii si intretinerii sistemelor si nu in ultimul rand echipamente de testare specifice. Principiul transmisiei cu fibra optica, cabluri optice Sistemele
de comunicatie cu fibre optice au o importanta din ce
in ce mai mare in transmisia si prelucrarea datelor deoarece ofera o serie de
avantaje suplimentare comparativ cu sistemele bazate pe transmisia informatiei
pe cale electronica. La sistemele optice semnalele sunt transmise sub forma de
lumina (fotoni), fara sarcina electrica, si de aceea nu sunt afectate de
campuri electrice cum sunt cele ce apar in
echipamentele de tensiune inalta sau in timpul descarcarilor electrice. Similar, campurile magnetice, cum sunt cele produse de motoare si
transformatoare, nu au efect asupra transmisiei optice. Nu exista
probleme de interactiune intre canale invecinate de comunicatie, deoarece
fluxul luminos foarte redus ce s-ar pierde din fibra
optica este retinut in invelisul opac din jurul fibrei, asigurand ca semnalele
optice nu interfera chiar daca fibrele sunt foarte apropiate una de cealalta. Lipsa oricarei pierderi de semnal din fibra spre exterior asigura
si o securitate perfecta a transmisiei, fiind imposibila masurarea semnalului
din exteriorul fibrei. PRINCIPIUL COMUNICATIEI CU FIBRA OPTICACablul
cu fibra optica este format dintr-un fir de material
sticlos numit miez, acoperit cu un invelis numit manta. Proprietatile
de difractie ale celor doua medii de sticla sunt diferite. La exterior
ele sunt protejate de un invelis de protectie. Energia luminoasa se propaga in interiorul fibrei optice intr-un
numar finit de configuratii. Fiecare astfel de configuratie, numita mod,
are propriile proprietati de propagare. Fibra optica ce
permite folosirea mai multor moduri de propagare poarta denumirea de fibra
multimodala.
Apertura numerica La o fibra optica razele ce intra sub un unghi fata de suprafata fibrei, mai mare decat un unghi limita dependent de unghiul limita de reflexie absoluta sunt reflectate intern integral de mai multe ori si ies doar prin celalalt capat al fibrei. Razele de lumina ce intra sub un unghi mai mare decat acest unghi limita pierd o parte din energie la fiecare reflexie si se atenueaza pe traseu. Unghiul limita fata de suprafata fibrei la care poate intra o raza de lumina pentru a iesi prin celalalt capat al fibrei, denumit si unghi de acceptare, este dat de relatia:
considerand propagarea prin aer inainte de intrarea in fibra si n1 indicele de refractie al materialului fibrei, iar n2 indicele de refractie al invelisului exterior al fibrei. Apertura numerica se defineste ca sin(θa). Modurile de propagareRazele de lumina ce se propaga prin fibrele optice pot fi clasificate ca meridionale si de rotatie. Razele meridionale sunt acelea care intersecteaza axa fibrei in timpul propagarii, dupa fiecare reflexie interna, in timp ce razele de rotatie nu intersecteaza niciodata axa fibrei. Exista de asemenea si raze paralele cu axa fibrei, care se propaga prin fibra fara a fi reflectate. De interes pentru propagarea semnalelor prin fibrele optice sunt razele meridionale. Si acestea se pot grupa in doua categorii: cu mod de ordin redus si cu mod de ordin ridicat. Modurile de ordin redus includ acele raze care intra sub unghi redus in interiorul unghiului de acceptare in timp ce modurile de ordin inalt includ razele ce intra sub unghi mare. Fibrele monomodale sunt acelea la care zona centrala si apertura numerica sunt atat de mici incat prin fibra se poate propaga un singur mod. Exista si alte moduri dar aceastea se atenueaza rapid. Constructia fibrelorExista doua tipuri constructive utilizate cel mai des: fibrele cu index variabil in trepte si fibre cu index gradat. Fibrele cu index variabil in trepte sunt formate dintr-un miez cilindric de sticla, silica sau plastic cu indicele de refractie n1, acoperite cu un invelis subtire cu indice de refractie mai redus n2. Fibrele cu indice gradat au indicele de refractie variabil de la o valoare ridicata in centru pana la o valoare redusa la margine. Aceasta face ca razele sa se propage ca in figura 4. DispersiaIn fibrele optice exista doua tipuri de dispersie, ce limiteaza latimea de banda a semnalului: dispersia de material si dispersia modala. Dispersia de material este datorata propagarii undelor de diferite lungimi de unda cu viteze diferite, chiar in acelasi mediu de propagare. In consecinta unde cu lungimi de unda diferite emise de sursa nu vor ajunge la receptor simultan si vor avea o dispersie in timp datorita propagarii in durate de timp diferite. Acesta fenomen este redus folosind un emitator cu spectru ingust de emisie, de genul unui laser. Dispersia modala este produsa de diferenta de drum de propagare dintre modurile de ordin redus si cele de ordin inalt. Dupa cum se poate observa si din figurile 3 si 4, modurile de ordin inalt au o durata de propagare mai ridicata decat cele de ordin redus si simultan razele de lumina sufera o dispersie la receptie. La fibrele cu index variabil in trepte dispersia modala poate fi redusa prin scaderea aperturii numerice pentru a permite numai modurilor de ordin redus sa se propage. La fibrele cu index gradat efectul este redus deoarece modurile de ordin inalt se propaga cu viteza mai mare prin regiunile de index mai redus, astfel ca diferenta de timp dintre modurile de ordin inalt si cele de ordin redus nu este atat de mare ca la fibrele cu index variabil in trepte. Dispersia este in general o problema numai la distante mari de comunicatie si in consecinta pentru aceste aplicatii se folosesc fibre cu index gradat impreuna cu emitatoare laser, desi pretul acestor fibre este mai mare decat al celor cu index variabil in trepte. La distante scurte (< 500m) sunt preferate fibrele cu index variabil in trepte, cu banda mai redusa, datorita costului sensibil mai redus si a metodelor de cuplare mai simple. Pierderi de transmisieExista patru cauze principale de pierderi in fibrele optice: absorbtia in material; imprastierea in material; neregularitati la interfata miez/invelis; curbura. Absorbtia in materialAbsorbtia in material este datorata impuritatilor moleculare din miezul fibrei, care absorb anumite lungimi de unda. Procesele de purificare avansata aplicate in faza de elaborare a materialului reduc semnificativ aceste fenomene dar sunt costisitoare. O alta solutie este utilizarea unui emitator care sa aiba varfurile spectrului de emisie in domeniul spectral cu transmisie maxima a materialului. Spre exemplu, fibrele din plastic au absorbtie minima intre 630 si 670 nm si sunt de aceea recomandate a fi utilizate cu emitatori in lumina rosie, vizibila. Imprastierea in materialImprastierea in material este produsa de impuritati sub forma de particule si de fluctuatii in temperatura si compozitie (imprastierea Rayleigh) care intrerup traiectoria razelor de lumina. O comportare similara poate fi produsa si neregularitatilor la interfata miez/invelis ce conduc la transmisie in invelis si la piedere de energie datorita reflexiei partiale. CurburaCurbura fibrei poate fi deasemenea o cauza de pierderi. Daca curbura este prea mare unele raze vor atinge suprafata de separare miez/invelis la unghiuri mai mici decat unghiul limita de reflexie si vor fi absorbite in invelis, conducand la o pierdere de reflexie. Cauzele de pierderi mentionate contribuie la atenuarea globala, evaluata in dB/km. Pierderi de cuplareLa proiectarea unui sistem de transmisie cu fibra optica, suplimentar fata de pierderile inerente din fibre, trebuiesc luate in considerare si pierderile din elementele de cuplare. Exista trei mecanisme de pierderi: fibra-la-fibra (individual), fibra-la-fibra (global - in pachet) si fibra la emitator/receptor. Pierderile sunt datorate unui numar mare de cauze, in particular reflexiei pe suprafetele frontale, nealinieri usoare datorita tolerantelor de fabricatie si a distantei de separatie dintre suprafetele frontale ale fibrelor. Aceasta distanta este realizata din constructia elementelor de cuplare pentru a se evita zgarierea suprafetelor datorita contactului. Atenuarea totalaAtenuarea totala se calculeaza cu relatia:
unde ΦT, ΦR sunt puterile [mW] transmisa si respectiv receptionata, iar: αT - pierderea la cuplajul dintre fibra si emitator; αC1 - pierderea in cablul 1; n·αCOM - pierderile totale de cuplare datorate celor n conectori de pe traseu; αC2 - pierderea in cablul 2; αR - pierderea la cuplajul dintre fibra si receptor. Tipuri de cabluri cu fibre opticeFibrele optice pot fi folosite doar pentru realizarea de conexiuni punct la punct. Pentru realizarea acestor conexiuni sunt necesare dispozitive opto-electronice: emitatoare si receptoare. Atenuarea semnalului luminos depinde de lungimea de unda a acestuia. Pentru comunicatiile optice se folosesc lungimi de unda din afara spectrului vizibil, si anume in gama 750-1600 nm. Pentru retelele locale sunt folosite urmatoarele categorii de cabluri cu fibra optica: cablul “tight” - utilizat pentru cablarea interioara a cladirilor; miezurile sunt protejate de mantale rezistente la foc si cu degajare redusa de gaze toxice; in centrul cablului se afla un material dielectric; - cablul “loose” - folosit pentru cablari in exteriorul cladirilor; trebuie protejat impotriva umiditatii; - cablul “slotted core” - folosit tot pentru cablari in exteriorul cladirilor, rezistent la umiditate. La realizarea conectarii fibrei optice se folosesc doua tipuri de interfete: interfata pasiva este realizata cu ajutorul a doua conectoare baioneta, infipte in conductor; unul contine un LED pentru transmiterea datelor, iar celalalt contine o fotodioda pentru receptionarea acestora; - interfata activa (sau repetor activ) cuprinde trei asa-numite etaje: 1) etajul care receptioneaza semnalul optic si il transforma in semnal electric; 2) etajul care amplifica semnalul electric; 3) etajul care transforma semnalul electric amplificat in semnal optic si il transmite pe fibra. In cazul interfetelor active, caderea unei componente nu va afecta transmiterea datelor pe tronson, ci doar va intrerupe conectarea acesteia la tronson. Datorita caracteristicilor enumerate, transmisiile prin fibra optica cunosc aplicatii din cele mai variate, cum ar fi: transmisii de date in retele de comunicatie de medie si mica intindere, aplicatii medicale - dispozitive de investigare in lumina vizibila, iluminare microscoape, aplicatii industriale - dispozitive de investigare, e.t.c. Firma Aurocon COMPEC pune la dispozitie o gama larga de produse in domeniu, incepand de la cabluri de fibra optica cu diferite performante, conectoare specifice, adaptoare, amplificatoare, elemente auxiliare, scule si truse de scule necesare realizarii si intretinerii sistemelor bazate pe fibra optica si nu in ultimul rand echipamente de testare specifice. Incercam o scurta trecere in revista a catorva tipuri de cabluri pentru sisteme pe fibra optica. Cablu optic LSF SimplexAcestea sunt cabluri optice
multimodale, de inalta calitate, utilizabile pentru aplicatii de LAN. Suporta o serie intreaga de
protocoale de comunicatie precum Ethernet si Token Ring, precum si servicii de
transmisie imagine si sunet. Cablu optic LSF Duplex este similar cu cel anterior, numai ca este vorba de doua fibre optice pentru conexiune duplex. Cablu optic Intern/Extern LSFEste un cablu cu 8 fibre optice (62•5/125mm), nemetalic, protejeaza fibrele impotriva umiditatii, si este realizat din material cu emisie redusa de fum. Aceste caracteristici il fac util si pentru cablare in mediul exterior. Cablu optic LSF Light DutySi acesta este tot un cablu de inalta calitate potrivit pentru aplicatii de tip LAN. Contine 4 fibre si este realizat cu scopul de a oferi flexibilitate, rezistenta si diametrul exterior mic. Acestea permit cablurilor sa fie instalate in tuburi foarte subtiri sau canale de cablu din PVC, montate aparent pe perete. Fibrele din interiorul cablului sunt protejate individual de mantale colorate de 900mm inconjurate cu fire de aramid. Cablurile sunt de emisie slaba de fum (Low Smoke and Fume/Zero Halogen). Fibrele sunt deasemenea protejate cu fire de Kevlar pentru a adauga protectie si rezistenta. Cablu optic universal LSZHPentru aplicatii de LAN. Cele 4 fibre optice sunt protejate de mantale primare colorate (250mm), protejate la randul lor de un material de tip gel polyester aflat intr-un tub central. Acesta este inconjurat de fire de Aramid ce ofera rezistenta, invelite intr-o manta neagra LSF/OH. Rezistenta la apa si la UV. Tabel comparativ
Cablu optic simplu/dublu din polimerAcest cablu, produs de Fibre Data, reprezinta o fibra din polimer simpla sau dubla (pentru aplicatii duplex). Atenuarea este tipic 200 dB/km la 665 nm (atenuarea creste peste aceasta valoare, la 820 nm, ajungand la 1500 dB/km). Caracteristicile de transmisie pentru acest cablu optic sunt astfel gandite incat cel mai bine se lucreaza in lumina vizibila. Apertura este de (NA) 0•47. Fibra este invelita in polietilena neagra pentru protectie. Temperatura de lucru este: -30°C la +85°C. Cu ajutorul acestor cabluri optice se pot dezvolta sisteme in lumina vizibila rosie, ieftine, pentru legaturi de date de lungime mica, sisteme de laborator pentru mediul educational, sisteme de iluminare la microscoape, iluminare zone greu accesibile e.t.c. In cazul transmisiilor de date se pot realiza viteze de 10 Mbits/s la distante de pana la 20 m. Cabluri cu conectoriFireste ca utilizarea cablurilor optice se va face impreuna cu conectorii meniti a realiza legaturile fie intre un sistem optic si altul, fie pentru cuplare la circuitul receptor sau emitor. Firma Aurocon COMPEC ofera si cabluri de fibra optica cu conectori montati. Aceastea aduc un mare avantaj, deoarece se elimina munca destul de dificila a montarii conectorilor, lucru ce necesita scule speciale, si deasemenea se garanteaza calitatea conexiunii, diminuand la maxim pierderile la conectare. Astfel performantele legaturilor prin cablu optic pe distante mici pot fi maximizate, cablurile cu conectori deja montati avand caracteristici garantate. Nu vor putea fi prezentate in acest articol toate tipurile de cabluri cu conectori montati, deoarece sunt foarte multe posibilitati, acoperind practic necesarul oricaror aplicatii. Alegerea va depinde de tipul de cablu dorit, lungimea sa (exista lungimi diferite posibil a fi selectate, intre 2 si 100 m), perechea de conectori ce se doreste la capetele cablului, pe scurt dicteaza aplicatia. Echipamente pentru transmisie prin fibra optica Conectori, adaptoare si alte elemente necesare in configurarea unei retele de transmisie cu fibra optica Scopul
acestei parti este evidentierea, alaturi de fibrele
optice, a principalelor elemente necesare in configurarea unui retele de
transmisie prin fibra optica. Firma Aurocon COMPEC ofera si
conectori pentru montarea pe cablurile optice, adaptoare, atenuatoare cu
atenuare fixa, terminatoare, elemente auxiliare. In cele ce urmeaza este prezentat la modul foarte general, procedeul de montare a conectorilor pe fibre optice. Etapele prezentate sunt generale, tipul de conector determinand particularizari specifice. Astfel: 1) Pregatirea invelisului fibrei - cablul optic trebuie pregatit prin indepartarea la capat a invelisului exterior, a fibrelor de Kevlar si a invelisului de protectie a fibrei pe diferite lungimi in functie de tipul de conector utilizat - sunt necesare scule speciale. Urmeaza apoi curatirea zonei cu o solutie speciala, urmarindu-se ca pe zona prelucrata sa nu se gaseasca praf sau urme de deteriorare. Daca se constata acest lucru operatia se repeta. 2) Controlarea conectorilor inainte de montare - trebuie verificat daca gaura de trecere a fibrei optice este curata sau daca prezinta urme de praf ce o obtureaza. Daca da, conectorul trebuie curatat cu o scula speciala. 3) Verificare - se va testa fara aplicarea unui adeziv, daca fibra poate fi introdusa in conector. Daca nu, si exista siguranta ca nu este vorba de incompatibilitate dimensionala, se va relua operatia de curatire. 4) Aplicarea substantei de lipire speciale pe conector si pe cablu conform instructiunilor specifice. 5) Introducerea fibrei in conector, asezarea corecta, cu ajutorul unui dispozitiv, dupa care se lasa sa se lipeasca. 6) Operatiune de polisare fina a suprafetei frontale a fibrei, apoi curatare. 7) Control si curatare finala. Scopul trecerii in revista a acestor etape este acela de a evidentia necesitatea executarii ingrijite a operatiei de montare de conectori, deoarece performantele transmisiei depind intr-o mare masura de aceasta. Este obligatorie folosirea de scule speciale pentru aceste operatiuni, si este indicata utilizarea unor echipamente de testare a legaturii prin fibra optica. Ceva mai jos vor fi prezentate sculele si echipamentele de testare oferite de firma Aurocon COMPEC. In ceea ce priveste insa conectorii, este pusa la dispozitie o gama larga de conectori, cu diferite caracteristici, performante si producatori. De exemplu sunt prezentati o serie de conectori multimod 3M, compatibili ST ce ofera un cost de instalare mic si performante mari. Conectorii furnizeaza un bun contact fizic, terminat cu un manson ceramic cu caracteristici bune de reflexie. Astfel pierderile de conectare sunt de 0,3 dB, la o functionare in plaja de temperaturi de -40°C la +80°C. (Fig.6) Un alt exemplu sunt conectorii RST2 ST produsi de Radiall (Fig.7), conceputi dintr-o singura bucata in scopul unei conectari cat mai rapide. In varianta multimod accepta fibre standard de 125 µm cu cablu de pana la 3 mm diametru. Acest tip de conector poate fi achizitionat atat ca o singura piesa, cat si ca un kit ce contine 100 bucati. Se ofera deasemenea si adaptor multimod de tip ST. Conectorii Molex Xpress ofera o metoda de calitate, rapida si de pret scazut pentru aplicatii LAN. Conectorii de tip ST sau SC se gasesc in kit-uri de 12 bucati, ce contin instructiuni de conectare, adeziv pentru lipire rapida. Pierderile de conectare sunt de 0,34 dB, la o functionare in plaja de temperaturi de -10°C la +60°C. Conectorii AMP ST & SC (Fig.8) ofera o metoda rapida de conectare, care nu necesita polisare dupa montarea conectorului. Accepta fibre de 62,5/125 si 50/125 µm. Tipul de conector SC se poate gasi in varianta Simplex sau Duplex. Pierderile de conectare sunt de 0,3 dB, in plaja de temperaturi de la -10°C la +60°C. Conectori pentru cabluri din polimer (Fig.9) un conector special, sau conectori “dnp”. “dnp” = “dry non-polish” (Fig.10) reprezinta un concept revolutionar in conectarea fibrelor optice, cu avantajele: nu necesita scule speciale de conectare, nu necesita adeziv - “dry”, nu necesita prelucrarea fibrei, timp si cost de conectare foarte scazut, ideal pentru fibre din polimer. Cu ajutorul acestor cabluri optice se pot dezvolta sisteme in lumina vizibila rosie, ieftine, pentru legaturi de date de lungime mica, sisteme de laborator pentru mediul educational, sisteme de iluminarea la microscoape, iluminare zone greu accesibile e.t.c. In cazul transmisiilor de date se pot realiza viteze de 10 Mbits/s la distante de pana la 20 m. ADAPTOARE Un rol foarte important il joaca adaptoarele pentru legarea a doua cabluri cu conectori de acelasi tip sau de tipuri diferite, pentru legarea unui cablu optic cu conector, la un panou de legaturi, sau la emitor, receptor e.t.c. Iata cateva exemple: Adaptorul produs de FIBRECO Ltd. (Fig.11) pentru conectarea dintre un conector ST (sau compatibil ST) si un conector SMA. Caracteristici tehnice Pierderi in adaptor: <1dB Temperatura de lucru: -20°C la +60°C Material: Manson ceramic in corp de otel Un alt exemplu de adaptor produs de FIBRECO Ltd. (Fig.12) special pentru conector de tip ST si conectare la un panou de cuplare. In aceste cazuri se pot utiliza si inele special colorate pentru identificare. Caracteristici tehnice Pierderi in adaptor: 0.2 dB Temperatura de lucru: -40°C la +80°C Material: Manson ceramic in corp de otel Pentru cazul testelor este foarte utila posibilitatea conectarii si deconectarii rapide a fibrelor optice in circuitele de testare. Pentru aceasta au fost dezvoltate adaptoare pentru conectare direct la fibra - FIBERCO Bare Fibre. Acestea permit conectarea si deconectarea rapida dintre fibra optica (fara conector) si echipamentul optic (cu conector). Prelucrarea si lipirea fibrei nu este necesara. Disponibil cu conectare catre ST, SC si FC/PC. Versiunea ST (Fig.13) este valabila atat pentru mod unic cat si pentru multimod. Caracteristici tehnice Tip fibra Multimod Unimod Diametrul mansonului 127 µm 126 µm pentru fibra Temperatura de lucru -20 la +60°C -20 la +60°C Pierderi in adaptor variabil in functie variabil in functie de prindere de prindere Adaptoare FIBRECO de tip SC Simplex sau Duplex cu prindere cu arc (snap-in) si cu surub pe un panou de gestionare a legaturilor. Adaptoarele dispun de niste dopuri cu rol de prevenire a intrarii prafului pe perioada cat sunt nefolosite. Terminatoare pentru fibra opticaAmphenol (Fig.14) • Terminatoare cu conector FC sau SC pentru conectare pe porturi nefolosite; • Destinate pentru a opri semnalul Laser transmis, eliminand riscul de producere a accidentelor oculare; • Minimizarea reflexiilor. Atenuatoare pentru fibra opticaUn alt element de importanta sunt atenuatoare cu valoare (HIROSE ELECTRIC) Caracteristici tehnice SC FC Atenuarea reflexiei* 22dB 40dB Tolaranta atenuare* ±1.5dB ±1dB Putere alocata 10mW 10mW Temperatura de lucru -25 la +70°C -25 la +70°C * 130nm Cutii Un alt element important in cazul configurarii unei retele pe fibra optica il constituie cutiile pentru cuplarea si gestionarea traseelor de fibra optica.Ca exemplu cutiile 3M sunt executate din plastic rezistent si sunt concepute a fi prinse pe perete cu suruburi. Panou de legaturi Producator AMP Standard ST/SC Pentru buna gestionare a legaturilor prin fibra optica pot fi utilizate panouri speciale de conectare. Acestea sunt usor de utilizat, avand deja montati conectori ST si SC, de la 8 la 24 de porturi. Pentru tipul SC sunt pana la 24 de porturi (12 duplex), pe panou fiind montate adaptoare SC in afara si ST in interior. Dispozitivul are deja montate 2 suporturi de prindere si doua mansoane de ghidare cablu. Aceste mansoane permit un numar de fibre de la 4 la 14 in orice combinatie pana la un diametru maxim de 14 mm. Porturile nefolosite au elemente de acoperire si protectie. Multiplexor Emitator / ReceptorPentru ca transmisia sa aiba loc este nevoie de un dispozitiv de transmitere - emitator (conversie electro-optica), si un dispozitiv de receptare - receptor (conversie opto-electrica). Exista dispozitive dedicate pentru comunicare prin fibra optica ce contin elementele de emisie si receptie, gata configurate, cu conector pentru fibra optica, si tot ce este necesar este conectarea la retea. Insa, este posibil sa se doreasca particularizarea unei legaturi, testare-dezvoltare de echipamente de transmisie optica e.t.c, caz in care se poate opta pentru achizitionarea unui emitator si a unui receptor simplu, ce indeplineste doar functia de conversie. Dispozitiv de emitere 5MBd, HFBR1412 DIP - Hewlett Packard Acest dispozitiv consta
dintr-un emitator cu conector ST continand un LED de 820nm capabil de a
transmite in cabluri de fibra optica PCS 50/125mm, 6•25/125mm, 100/140mm si
200mm PCS. Transmitatorul HFBR1412 permite comanda in nivele joase de curent,
rezultand un consum mic de energie. Dispozitivul este ideal pentru fibre de dimensiuni mari 100/140mm, cu
putere optica de 11•5dBm la 60mA. Caracteristici tehnice (selectie) Lungimea de unda (tipic) 820nm Puterea de varf la iesire pentru curent alim . IF = 60mA* Cablu 50/125mm , NA=0•2 -21.8dBm(min) Cablu 62 /125mm, NA=0•275 -19dBm(min) Cablu 100/140mm, NA=0•3 -15dBm(min) Cablu 200mm PCS, NA=0•4 -10dBm(min) * masurat la capatul unui metru de cablu de fibra optica Receptorul 5MBd HFBR2412 Prevazut tot cu conector ST,
dispozitivul este prevazut cu un circuit integrat ce
contine un fotodetector si un amplificator - un tranzistor Schottky. Destinat pentru o interfata cu circuitele logice uzuale. Firma Aurocon COMPEC ofera pentru evaluarea performantelor unui sistem de transmitere prin fibra optica , un kit ce contine transmitatorul HFBR1412, receptorul HFBR2412, un cablu optic 62,5/125mm cu conectori ST si date tehnice. Kit-ul este destinat pentru aplicatii de transmitere de date sau aplicatii industriale, putand fi utilizat cu usurinta atat aplicativ, cat si didactic. Exemple de aplicatii utilizand acest kit pot fi: legaturi calculator-periferice, calculator -monitor, LAN, legaturi video, comanda centralizata a unor switch-uri.
Scule, truse de scule si echipamente de testare specifice
Anterior au fost prezentate principalele etape de parcurs in ceea ce priveste montarea conectorilor. In cadrul fiecarei etape sunt necesare scule si echipamente specifice. Exemple de astfel de echipamente vor fi prezentate in paralel cu ordinea operatiilor in care sunt necesare. Inca odata se mentioneaza ca operatiile sunt tratate la modul general. Pentru orice tip de conector trebuie evident urmate etape specifice. 1) Etapa de pregatire a invelisului fibrei (Fig.17) - pentru aceasta sunt necesare scule specifice ca de exemplu: Set de scule pentru pregatire cablu de fibra optica - Fibre Optic Stripping Kit. Acesta este un set complet de scule constand din: cleste pentru indepartarea mansonului de exterior al cablului optic (este furnizat impreuna cu lame de rezerva si 4 seturi de dispozitive de prindere pentru diametre de la 2,5 la 6,5 mm), dispozitive de taiere, cleste pentru indepartarea mantalei secundare a fibrei optice de la 15 la 1000µm (se poate regla adancimea de taiere a lamei, fixandu-se apoi in pozitie cu ajutorul unui surub - este furnizata surubelnita necesara). Alaturi de acestea mai sunt furnizate toate elementele auxiliare necesare, ambalate intr-o carcasa de plastic si insotita de instructiuni complete de utilizare. Scula pentru pregatirea cablului de fibra optica (trei in una) (Fig.18)- Stripping tool, reprezinta una dintre uneltele cele mai importante. Ea inlocuieste 3 scule, ajutand la inlaturarea invelisului exterior al cablului optic, a invelisului de protectie 900µm (manta secundara) si a mantalei primare din jurul fibrei optice 250µm la fibre de la 125µm la 140µm. Se pot achizitiona separat si lame de rezerva. Se pot deasemenea utiliza scule de inalta calitate ( Foarfeca pentru taiere fire de Kevlar (Fig.20) Este realizata din plastic ABS neconductiv avand lamele de taiere din ceramica. Scula a fost realizata special pentru taierea invelisurilor exterioare ale fibrelor optice (Kevlar, PVC, PTFE e.t.c). Este special gandita pentru a avea o greutate mica si a fi usor de utilizat, dar trebuie avut in vedere faptul ca nu se va utiliza la taierea firelor din metal sau fibrelor de sticla sau de plastic, pentru a nu distruge lamele de ceramica. Dupa
pregatirea cablului urmeaza apoi curatirea zonei cu o solutie speciala,
urmarindu-se ca pe zona prelucrata sa nu se gaseasca
praf sau urme de deteriorare. Daca se constata acest lucru
operatia se repeta. 2) Controlarea conectorilor inainte de montare - trebuie verificat daca gaura de trecere a fibrei optice este curata sau daca prezinta urme de praf ce o obtureaza. Pentru curatare se poate recomanda - Dust remover aerosol, un aerosol pentru curatarea zonelor greu accesibile ale conectorilor optici - functioneaza in orice pozitie si sub orice unghi. Este un gaz inert, antistatic, nu ingheata, nu lasa reziduri, nu este inflamabil. Are o forma compacta si poate fi utilizata cu un tub prelungitor de 100mm. Potentialul de afectare a stratului de ozon este nul. Curatarea se poate face deasemenea si cu ajutorul unor fire speciale din otel - Steel cleaning wire - 3M. Aceste fire, in set de 12 bucati, au o lungime de 50mm si un diametru de 100µm. Producatorul Fujikura propune pentru curatare un dispozitiv special pentru inlaturarea particulelor fine de pe fetele optice ale conectorilor. Spre deosebire de materialele textile utilizate la curatare, care uneori doar muta praful sau grasimile de-a lungul suprafetei, banda de poliester, realizata din fibre foarte mici, va absorbi toate impuritatile. Cu ajutorul unui arc de tensionare la fiecare utilizare se va expune o suprafata curata. Dispozitivul are si o fereastra exterioara pentru a se putea observa cata banda a mai ramas. O banda poate fi utilizata la curatarea a pana la 400 de suprafete. 3) Verificare - se va testa fara aplicarea unui adeziv, daca fibra poate fi introdusa in conector. Daca nu, si exista siguranta ca nu este vorba de incompatibilitate dimensionala, se va relua operatia de curatire. 4) Daca tipul de conectare o cere, urmeaza aplicarea substantei de lipire speciale pe conector si pe cablu. Se poate folosi de exemplu un adeziv epoxy bicomponent special pentru lipirea fibrelor optice in inelele de ceramica, plastic sau metal ale conectorilor. Adezivul se poate achizitiona in saculeti mici de plastic continand 7g de adeziv, suficient pentru lipirea a 30 de conectori. Alegerea de a grabi lipirea prin tratare termica la o temperatura stabilita, poate depinde si de tipul de conector utilizat. Daca nu se indica timpul de mentinere la o anumita temperatura, se recomanda urmarirea schimbarii in timp a culorii adezivului, ca dovada a lipirii. Nu este recomandata grabirea lipirii prin expunere la temperaturi prea ridicate, deoarece poate fi distrusa fibra optica. Expunerea termica trebuie sa fie facuta la o temperatura uniforma, prin utilizarea unui dispozitiv de incalzire. Caracteristici tehnice: • componenta A (rasina) 10 parti la 1 parte componeta B; • incalzire la 60°C - 90 min, la 80°C - 15 min, la 100°C - 5 min, la 150°C - 1 min.; • indice de refractie 1,56. Aplicarea adezivului se poate face cu ajutorul unei seringi gradate din polietilena, avand o capacitate de 5ml, realizata pentru aplicarea mai multor tipuri de substante (adezivi, paste, masti e.t.c). 5) Introducerea fibrei in conector, asezarea corecta si fixarea cu ajutorul unui cleste de sertizare, dupa care se lasa sa se lipeasca. Pentru sertizare se poate folosi clestele de sertizat (crimp tool) pentru conectori compatibili Amphenol 905 SMA, AT&T ST II si 3M. Tratament termic Un cuptor multifunctional pentru tratamentul termic al unei palete largi de conectori pentru fibre optice. Cuptorul dispune de cateva dispozitive foarte folositoare care duc la economie de timp si bani la montarea conectorilor. Aparatul permite lucrul cu conectori de tip SMA si ST II, cat si tip Quick Shot, dispune de sase pozitii pentru conectori, permite reglarea temperaturii si a timpului de expunere. Este fireste inzestrat cu un sistem de protectie la supraincalzire. Cuptorul este insotit de instructiuni complete de utilizare. Caracteristici tehnice: • tensiune 230 V c.a. +/- 10V; • putere 265W; • plaja de temperatura 20°C pana la 220°C; • rezolutie de temperatura +/- 1°C; • acuratete +/- 5°C; • temperatura de lucru 0°C la 30°C. Separat
de acesta pot fi achizitionate radiatoare din aluminiu pentru conectori de tip
Quick Shot si ST II si radiatoare din otel pentru conectorii SMA. Urmeaza taierea fibrei ramase in afara invelisului cu ajutorul unui dispozitiv special. Se poate utiliza un dispozitiv cu diamant industrial de forma conica 90°. Permite gravarea pe otel, sticla plastic, deasemenea fiind indicat pentru zgarierea manuala si ruperea fibrelor optice. Deasemenea poate fi folosit si un dispozitiv de taiere (Fujikura Europe) ce permite o utilizare simpla, fiind usor si compact. Asigura o taiere de inalta calitate pentru fibre optice de tip multimod cu mantale de 125µm si 140µm. 6) Urmeaza o operatiune de polisare fina a suprafetei frontale a fibrei, finalizata prin curatare. Polisarea
se va face cu ajutorul unor hartii de polisare cu
diferite grade de finete. De exemplu se pot utiliza niste filme cu oxid de
aluminiu (3M) de dimensiuni 216 x 280mm, a caror finete este specificata prin
cod de culoare astfel: 0 µm - alb, 1µm - verde, 5µm -
maro, 12µm - galben, 30µm - verde. Pentru ca slefuirea sa
se excute la calitatea dorita, se recomanda utilizarea unor dispozitive pentru
mentinerea 7) Control si curatare finala. La finalul operatiunilor trebuie realizata o inspectare a calitatii. Aceasta se poate realiza cu ajutorul unui microscop portabil Priorspec 2. Microscopul are o marire de 400x si iluminare cu LED, are o constructie ergonomica pentru a fi manevrat cu usurinta, o miscare continua pentru focusare. Marirea poate fi schimbata prin inlocuirea ocularului. Aparatul dispune de un adaptor universal ce acopera majoritatea conectorilor de tip ST, SC sau SMA. Durata de viata a LED-ului este de 10000 de ore de functionare, iar bateriile incluse, asigura 70 de ore de functionare continua. Aparatul este furnizat impreuna cu instructiuni de folosire. Acestea nu sunt insa singurele echipamente puse la dispozitie de firma Aurocon COMPEC. Lor li se adauga si numeroase echipamente de testare a fibrei optice si a legaturilor realizate prin fibra optica. In continuare va fi facuta o scurta trecere in revista a unora dintre principalele echipamente de testare. VFF - Visual Fault Finder este o sursa de lumina utilizabila pentru detectarea rupturilor sau conectarilor defecte la cablurile de fibra optica. Este ideal pentru verificarea continuitatii, testarea si identificarea rupturilor pe cablu in retea, identificarea legaturilor prin fibra. Este un dispozitiv portabil, alimentat de la baterie, proiectand o lumina rosie vizibila prin cablul de fibra optica (dioda laser 670nm, conector ST, mod de luminare continuu sau modulat pulsuri 1Hz). Utilizatorul va privi cablul, iar acolo unde se vede lumina exista o ruptura. Este utilizabila la distante de pana la 5 km, si poate fi folosita atat la cabluri monomod , cat si la cele multimod. O testare mult mai completa a retelei se poate face insa prin utilizarea unor echipamente cum ar fi: AVO Sursa de lumina MLS1000 compacta si usor de manevrat, emite dual 850/1300nm, in mod continuu sau modulat, si necesita 2 baterii AA. Detector de lumina MPM1000 similar cu sursa este compact si usor de manevrat. Identifica radiatia luminoasa de 850/1310 /1550nm. Permite lucrul cu fibra monomod sau multimod, avand o rezolutie de 0,1dB. Functioneaza tot cu 2 baterii AA. Dispozitivul este furnizat cu adaptor ST. Echipament de testare SimpliFiberEchipament destinat evaluarii rapide si precise a performantelor cailor de transmitere prin fibra optica. Modul de functionare se bazeaza pe determinarea pierderii in retea, putand fi verificati cu usurinta conectori, repetoare, placi de adaptare, adaptoare e.t.c. Aparatul de detectare determina automat lungimea de unda, putand lucra cu 850, respectiv 1300nm. Ambele dispozitive, sursa si detectorul sunt protejate de carcase cauciucate, rezistente la impact. Se utilizeaza deasemenea si un software ScanLink, ce permite ca datele de testare sa fie transferate catre un calculator, cu avantajul realizarii de rapoarte de testare, comparatii e.t.c. Truse de testare FlukeReprezinta truse de testare usor de utilizat, destinate verificarii legaturilor prin fibra optica ce lucreaza cu lumina cu lungimea de unda de 850/1300nm. Trusele contin: manual de utilizare, sursa de lumina, aparat de masurare, software si cablu serial de legatura la calculator, conexiune de tip SC sau ST, carpa de curatare pentru elemente optice si geanta de transport. Au fost trecute in revista cateva dintre echipamentele necesare configurarii unei retele de comunicatie prin fibra optica.
|