hu:comm:bus_fiber_optic

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

hu:comm:bus_fiber_optic [2017/09/13 16:39]
hu:comm:bus_fiber_optic [2022/04/21 15:03] ()
 1:  1:
 +{{ wiki:comm:fiberop.png?300x180|optikai szál}}
 +====== száloptika ======
  
 +de: LWL - Lichtwellenleiter, en: optical fiber
 +
 +Az optikai szál egy igen tiszta, néhány tíz (a technológia megjelenése idején még néhány száz) mikrométer átmérőjű szálból és az ezt körülvevő, kisebb optikai törésmutatójú héjból álló vezeték. Működési elve a fénysugár teljes viszaverődésén alapul: A fénykábel egyik végén belépő fényimplulzus a vezeték teljes hosszán teljes visszaverődést szenved, így a vezeték hajlítása esetén is -- minimális energiaveszteséggel -- a szál másik végén fog kilépni.
 +
 +Ezt a tulajdonságot kihasználva az optikai szálak rendkívül alkalmasak digitális információ-továbbításra. A fényimpulzusoknak köszönhetően hatékonyabbak, mint a hagyományos rézvezetőjű csavart érpáras UTP-kábelek. A telekommunikációban jóformán minden hosszútávú gerinchálózat optikai kábeleket használ az adattovábbításra hatékonysága, valamint nagy távolságokon az egységnyi sávszélességre jutó jóval alacsonyabb fajlagos költségei miatt.
 +
 +{{ wiki:comm:fibop1.png?400x229|optikai szál }}
 +===== Optikai szálak csoportosítása anyaguk alapján =====
 +
 +==== POF ====
 +hu: műanyag optikai szál, en: **POF** -- Plastic/Polymer Optical Fiber, de: kunststoff Faser
 +
 +A legolcsóbb, legkisebb távolságokra alkalmazható optikai szál. A műanyag optikai szálnak nagyobb a csillapítása mint az optikai üvegszálnak (> 1 dB/m), magátmérője 1mm körül mozog. Jellemzően 650nm (vörös) LED-et szoktak alkalmazni hozzá jeladónak. Jellemző alkalmazási hossza 50 - 100 m.
 +
 +==== PMMA ====
 +hu: Polymethylmethacrylat (műanyag) optikai szál, en:PMMA Optical Fiber, de: PMMA-Faser
 +
 +A polymethylmethacrylat (rövidítve PMMA, egyébként: Acrylglas, Friacryl®, Vitroflex®, Plexiglas®, Limacryl®, Piacryl oder O-Glas) egy szintetikus, az üveghez hasonló tulajdonságokkal bíró műanyag.  Jellemzően egyszerűen csak akrill-üvegnek szokás nevezni. Jellemzően optikai vezetékként jeladónak LED-et szoktak ennél a vezetéknél használni.
 +
 +==== PCF ====
 +hu: optikai szál, en: Polymer cladded fiber, de: LWL: Lichtwellenleiter
 +
 +Összefoglaló néven a különböző optikai szálak (PCS, HCS, HPCF,..).
 +
 +==== PCS/HCS ====
 +hu: műanyagburkolatú optikai szál, en: plastic clad silica / hard clad silica, de: kunststoffummantelte Glasfaser
 +
 +A szál magja kvarc-üvegből készül, jellemzően 200 μm a magátmérője. Védőburkolata 300 µm - 550 µm átmérőjű polimer. A továbbított fény
 +
 +  * UV esetén 220 nm - 1100 nm,
 +  * IR esetén 350nm - 2400 nm
 +
 +lehet, a vezeték jellemző csillapítása 10 - 20 dB/km, az 500-µm-es verzió esetén, 650 nm-es forrás mellett ez az érték 150 dB/km - re emelkedhet. A vezeték hőmérséklet tűrési tartományát a fő felhasználási területéhez, az gépjármű-technikához igazítják, így ez (nylon burkolattal) -40 °C - +125 °C (ETFE burkolat esetén ez az érték: -200 °C - +150 °C).
 +
 +==== GCS ====
 +hu: üvegszál, en: glas clad silica, de: Glasfaser
 +
 +Az üvegmagos optikai szálakat majdnem mindig szilícium-dioxidból készítik, de néhány egyéb anyagot, mint például fluoro-circonátot, fluoro-aluminátot, és tisztított üveget használnak hosszabb hullámhosszú sugarakhoz, infravörös tartományban működő eszközökhöz. Akár csak a többi üvegnek, ezeknek az üvegeknek a törésmutatója is 1,5 körül van. Tipikusan kevesebb mint egy 1%-nyi a különbség az üvegmag és a héj törésmutatója között. Nem lehetséges, hogy a módus struktúrája függjön a használt fény hullámhosszától, ezért ez a szál tulajdonképpen csak néhány további hullámhosszt támogat a látható fény tartományában.
 +
 +===== Optikai szálak csoportosítása módusuk alapján =====
 +
 +==== MMF ====
 +hu: Multimódusú szálak, en: multi-mode optical fiber, de: Multimodefaser
 +
 +{{wiki:comm:fibop2.png?300x239|optikai szálak csoportosítása módusuk alapján}}
 +A többmódusú szálakkal indult meg az optikai szálak fejlődése. Ezekben a fent leírt működési alapelvek jellemzőek, ugyanakkor mivel ez a legkorábbi technológia, itt a legnagyobb a numerikus apertúra értéke és a jelveszteség. Bár az alapelv a lépcsős indexű, és az egymódusú szálaknál is hasonló, bizonyos technológiai újításokkal sikerült javítani a vezető tulajdonságain.
 +
 +A vezetékek meghatározásánál jellemzően a magátmérő és a védőburkolat átmérője kerül megadásra a típusmeghatározáson és az anyagon kívül, például: multi-mode PMMA, 62,5/125 µ.
 +
 +==== SMF ====
 +hu: Egymódusú szálak, en: single-mode optical fiber, de: Monomodefaser
 +
 +Az egymódusú szál magátmérője általában 8 és 10 μm között mozog. Néhány speciális célra kifejlesztett optikai szálat nem hengeres üvegmaggal illetve héjjal terveznek, hanem általában elliptikus vagy téglalap alakú keresztmetszettel. Ezek magukba foglalják a polarizációt támogató szálakat és a szálak melyek elnyomják az átlapolódást.
 +
 +Nagyobb optikai teljesítmény esetében -- több mint egy watt esetén -- amikor egy szálat ütés ér vagy másképpen hirtelen megsérül, a szál megéghet. A visszavert fény azonnal elégeti a szálat a sérülésnél, és ez a hiány visszatükröződik, tehát a sérülés elterjed egészen az adóig 1-3 m/s-os sebességgel. A nyitottszál-vezérlő rendszer, ami megvédi a szemet a lézertől a száltörése pillanatában, ugyancsak megfékezheti a szál elégését. Olyan esetekben mint a tengeralatti kábel, ahol nagyobb energia szinteket használnak nyitottszál-vezérlés nélkül, egy szál égés védelmi eszköz az adónál megszakíthatja az áramkört, hogy megóvja a további sérüléstől.
 +
 +===== Száloptikai kellékek =====
 +==== FOC ====
 +hu: Üvegszál csatlakozók, en: Fiber Optic Connectors de: Faser Steckers
 +
 +^rendszer^kép^leírás|
 +|ST rendszer|{{wiki:comm:fo_st.png?300x258|ST rendszer}}| Az ST rendszert az AT&T specifikálta az IEC-874-10-nak megfelelően (eredeti neve: BFOC/2.5). A rendszer [[#smf|egy]]- és [[#mmf|multimódusú]] kommunikációra egyaránt alkalmas. Az ST az egyik legszálesebb körben elterjedt csatlakozó, LAN, WAN és MAN hálózatokban egyaránt fel szokott bukkanni. Automatizálástechnikában például a [[#profibus_szaloptika|Profibus száloptika]]i rendszere is erre a típusra épül. A csatlakozók boajonett-zárral rögzíthetők és egy belső rugó biztosítja a megfelelő csatlakozást. A csatlakozókhoz a TK csatlakozó-aljzat alkalmazható. |
 +|SC rendszer|  {{wiki:comm:fo_sc.png?236x188|SC rendszer}}  |Az SC rendszer az IEC 874-19-nel került megfeleltetésre, [[#smf|egy]]- és [[#mmf|multimódusú]] kommunikációra egyaránt alkalmas.  A csatlakozóval [[bus_basic#duplex_modok|simplex- és duplex]] adatátvitel is kialakítható. Jellemzően a vezeték alap-csillapításához 0.4 dB adódik hozzá, csatlakozónként.|
 +
 +A fentieken kívül még az alábbi típusok ismertek
 +
 +  * LC - SPF
 +  * MT-RJ
 +  * FC
 +  * VF-45
 +  * MIC
 +
 +===== Adatátviteli tulajdonságok összehasonlítása  (POF/PCS/GCS) =====
 +==== A POF / PCS / GCS optikai szálak összehasonlítása ====
 +
 +{{ wiki:comm:fibop4.png?603x673|A POF / PCS / GCS optikai szálak összehasonlítása}}
 +==== Néhány száloptika adatsora ====
 +
 +^típus^mag\\ anyaga^köpeny\\ anyaga^burkolat\\ anyaga^mag /\\ köpeny^jellemző\\ csillapítás^módus|
 +^50/125 Launch|sziliciumdioxid|sziliciumdioxid|akril|50/125|< 5.0 dB/km|multi|
 +^105/125 low\\ NA Lauch|sziliciumdioxid|sziliciumdioxid|akril|105/125|< 20.0 dB/km|multi|
 +^HCS 37 125|sziliciumdioxid|HCS|ETFE|125/140|< 12.0 dB/km|multi|
 +^HCS 37 600|sziliciumdioxid|HCS|ETFE|600/630|< 8.0 dB/km|multi|
 +^62,5 HCS|sziliciumdioxid|HCS|ETFE|62,5/200|< 3.5 dB/km (850 nm)\\ < 1.2 dB/km (1300 nm)|multi|
 +^POF 2.2|PE|PE|PUR|980/1000|< 0.22 dB/m|multi|
 +
 +===== Profibus száloptika =====
 +
 +==== maximális átviteli távolságok ====
 +
 +^ száloptika\\ jellege ^ Méretjellemzők ^ Hullámhossz ^ jellemző\\ csillapítás ^ maximális\\ átviteli távolság |
 +| [[#pof|műanyag (POF)]] | 980/1000 µm | 660 nm | 230 dB/km | 80 m -ig |
 +| [[#pcs|PCF / HCS]] | 200/230 µm | 660 nm | 10 dB/km | 400 m -ig |
 +|   |   | 850 nm | 8 dB/km | 800 m -ig |
 +| [[#mmf|Multimódusú üvegszál]] | 50/125 µm | 850 nm | 2,5 dB/km | 2600 m -ig |
 +|   |   | 1310 nm | 1 dB/km | 10 km -ig |
 +|   | 62,5/125 µm | 850 nm | 3 dB/km | 3300 m -ig |
 +|   |   | 1310 nm | 1 dB/km | 10 km -ig |
 +| [[#smf|egymódusú üvegszál]] | 9/125 µm | 1300 nm |   | 15 km -ig |
 +
 +==== Csatlakozó ====
 +
 +A Profibus száloptikai rendszere az IEC 61158-2-vel került megfeleltetésre, és leggyakrabban az [[#foc_st|ST-rendszer]]ű (BFOC/2.5) csatlakozókkal kerül telepítésre. A norma nem rendelkezik a csatlakozó-rendszerről, így néhány gyártó más rendszerű csatlakozót kínálhat, anélkül, hogy eltérne a normától.
 +
 +==== Adatátvitel ====
 +
 +A Profibus a két vezetékes üvegszál átvitelt preferálja, így mind a két vezeték [[bus_basic#simplex|simplex]] adatátvitelt alkalmaz. Ebben a felállásában a száloptika egyfajta repeater-ként funkciónál a két RS485-ös szegmens között, nagyobb távolságokat áthidalva ezzel.
 +
 +{{wiki:comm:profibus_fo_1.png?481x93|Profibus száloptika}} 
 +
 +=== ECHO ===
 +
 +A normál adatátvitel mellett az optikai szál nagy sebessége egy ECHO-nak nevezett felügyeleti módszert is lehetővé tesz. Az elküldött adatsort a fogadó állomás visszaküldi (viszhangozza), és a küldő állomás ezt az ECHO-t összehasonlítja az elküldött adatsorral és hiba esetén jelzi azt. Ez az eljárás előírés a redundáns hálózatok esetén.
 +
 +{{wiki:comm:profibus_fo_2.png?561x175|Profibus száloptika / ECHO}}