Sieci komputerowe Media transmisyjne.

Prezentacja na temat: "Sieci komputerowe Media transmisyjne."— Zapis prezentacji:

1 Sieci komputerowe Media transmisyjne

2

3 STP STP (ang. Shielded Twisted Pair) – skrętka ekranowana – klasyczne miedziane medium transportowe sieci komputerowej, wykonane z dwóch skręconych przewodów wraz z ekranem w postaci oplotu. Para ekranowana jest bardziej odporna na zakłócenia impulsowe oraz szkodliwe przesłuchy niż skrętka UTP.

4 FTP (ang. Foiled Twisted Pair) – skrętka foliowana – skrętka miedziana ekranowana za pomocą folii wraz z przewodem uziemiającym. Przeznaczona jest głównie do budowy sieci komputerowych (Ethernet, Token Ring) o długości nawet kilku kilometrów. Stosowana ostatnio również na krótszych dystansach w sieciach standardu Gigabit Ethernet (1 Gb/s) z wykorzystaniem wszystkich czterech par okablowania miedzianego kat. 5.

5 UTP UTP (ang. Unshielded Twisted Pair) – skrętka nieekranowana – skrętka wykonana z dwóch przewodów, ze zmiennym splotem (zwykle 1 zwój na 6-10 cm), co chroni transmisję przed oddziaływaniem otoczenia. Skrętka nieekranowana UTP jest powszechnie stosowana w sieciach telefonicznych (jedna, dwie lub cztery pary) i w kablach komputerowych (cztery skrętki w kablu).

6 UTP Zwykle poszczególne skrętki w kablu mają odmienny skręt w celu minimalizacji przesłuchów zbliżonych NEXT i zdalnych FEXT. Ich przydatność do transmisji cyfrowych określają kategorie, a przydatność do aplikacji - klasy kabli miedzianych. Przy przesyłaniu sygnałów cyfrowych za pomocą skrętek UTP (cztery pary) uzyskuje się standardowa przepływności do 100 Mb/s (kat. 5), oraz 1 Gb/s w technologii Gigabit Ethernet.

7 UTP Dla przesyłania sygnałów w sieciach komputerowych konieczne są skrętki kategorii 3 (10 Mb/s) i kategorii 5 (100 Mb/s), przy czym powszechnie stosuje się tylko tą ostatnią.

8 Poza wymienionymi rodzajami skrętek można spotkać także hybrydy tych rozwiązań.

9 F-FTP F-FTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel jest również pokryty folią.

10 S-FTP S-FTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty jest oplotem.

11 S-STP S-STP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem (oplotem), cały kabel pokryty jest oplotem.

12 Kategorie kabli miedzianych zostały ujęte w specyfikacji EIA/TIA w kilka grup, w których przydatność do transmisji określa się w MHz.

13 Kat. 1 kategoria 1 – tradycyjna nieekranowana skrętka telefoniczna przeznaczona do przesyłania głosu, nie przystosowana do transmisji danych.

14 Kat. 2 2 – nieekranowana skrętka, szybkość transmisji do 4 MHz. Kabel ma 2 pary skręconych przewodów.

15 Kat. 3 kategoria 3 – skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz, stos. w sieciach Token Ring (4 Mb/s) oraz Ethernet 10Base-T (10 Mb/s). Kabel zawiera 4 pary skręconych przewodów

16 Kat. 4 kategoria 4 – skrętka działająca z szybkością do 16 MHz. Kabel zbudowany jest z czterech par przewodów.

17 Kat. 5 kategoria 5 – skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym pozwalająca na transmisję danych z szybkością 100 MHz pod warunkiem poprawnej instalacji kabla (zgodnie z wymaganiami okablowania strukturalnego) na odległość do 100 m.

18 Kat. 5e kategoria 5e – (enchanced) – ulepszona wersja kabla kategorii 5. Jest zalecana do stosowana w przypadku nowych instalacji.

19 Kat. 6 kategoria 6 – skrętka umożliwiająca transmisję z częstotliwością do 200 MHz. Kategoria ta obecnie nie jest jeszcze zatwierdzona jako standard, ale prace w tym kierunku trwają.

20 Kat. 7 kategoria 7 – kabel o przepływności do 600 MHz. Będzie wymagać już stosowania nowego typu złączy w miejsce RJ-45 oraz kabli każdą parą ekranowaną oddzielnie. Obecnie nie istnieje.

21 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Składa się z dwóch przewodów koncentrycznie umieszczonych jeden wewnątrz drugiego, co zapewnia większą odporność na zakłócenia a tym samym wyższą jakość transmisji. Jeden z nich wykonany jest w postaci drutu lub linki miedzianej i umieszczony w osi kabla (czasami zwany jest przewodem gorącym), zaś drugi (ekran) stanowi oplot.

22 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Powszechnie stosuje się dwa rodzaje kabli koncentrycznych – o impedancji falowej 50 i 75 Ohm, przy czym te pierwsze stosuje się m.in. w sieciach komputerowych. Zastosowanie znalazły dwa rodzaje kabli koncentrycznych: Cienki Ethernet (Thin Ethernet) – (sieć typu 10Base-2) – kabel RG-58 o średnicy ¼” i dopuszczalnej długości segmentu sieci wynoszącej 185 m. Stosowany nadal zwłaszcza tam, gdzie istnieje potrzeba połączenia na odległość większą niż 100 m.

23 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Gruby Ethernet (Thick Ethernet) – (sieć typu 10Base-5) – kable RG-8 i RG-11 o średnicy ½” i dopuszczalnej długości segmentu wynoszącej 500 m. Nie stosowany obecnie, lecz można go spotkać jeszcze w bardzo starych sieciach.

24 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Nie stosowany obecnie, lecz można go spotkać jeszcze w bardzo starych sieciach. Oba kable mają impedancję falową 50 Ohm. Należy dodać, że impedancja kabla jest ściśle związana z impedancją urządzeń do niego podłączonych. Nie można więc bezkarnie stosować w sieciach komputerowych np. telewizyjnego kabla antenowego (o impedancji falowej 75 Ohm), gdyż wykonana w ten sposób sieć najprawdopodobniej nie będzie działać.

25 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Zalety: jest mało wrażliwy na zakłócenia i szumy; nadaje się do sieci z przesyłaniem modulowanym (szerokopasmowym) jest tańszy niż ekranowany kabel skręcany Obecnie kabel współosiowy jest stosowany tylko w bardzo małych sieciach (do 3-4 komputerów) stawianych możliwie najniższym kosztem. Wadą tego rozwiązania jest dosyć duża (w porównaniu z siecią na skrętce) awaryjność instalacji.

26 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Wykorzystywany jest również czasem do łączenia ze sobą skupisk stacji roboczych okablowanych w technologii gwiazdy zwłaszcza tam, gdzie odległość koncentratorów od siebie przekracza 100 m i nie jest wymagane stosowanie prędkości wyższych niż 10 Mb/s.

27 Kabel koncentryczny (współosiowy)
Rozwiązanie to jest jednak spotykane prawie wyłącznie w sieciach amatorskich. W sieciach profesjonalnych zaś (gdzie liczy się szybkość i niezawodność, a koszt instalacji jest sprawą drugorzędną) praktycznie nie stosuje się już kabla koncentrycznego, a zamiast niego wykorzystuje się światłowody.

28 Sieci oparte na kablu UTP
Obecnie sieci oparte na skrętce nie ekranowanej są najczęściej stosowanym środkiem transmisji danych. Używa się jej zarówno w zastosowaniach amatorskich jak i w poważnych przedsięwzięciach. Swoją popularność zawdzięcza przede wszystkim, modularnej budowie, niskiej awaryjności oraz bardzo korzystnemu współczynnikowi możliwości do ceny. Szczególnie ta ostatnia cecha skłania do coraz częstszego stosowania w prywatnych sieciach LAN.

29 Sieci oparte na kablu UTP
Zalety sieci UTP Posiada bardzo korzystny stosunek możliwości do ceny. Jest prosta w montażu. Charakteryzuje się dużą przepustowością - do 1000Mb/s. Łatwa diagnoza usterki. Daje duże możliwości rozbudowy (modularna budowa). Awaria kabla w jednym miejscu nie unieruchamia całej sieci.

30 Sieci oparte na kablu UTP
Wady sieci UTP Jest nieco droższa niż sieć BNC. Konieczność zakupu HUB-a. Mała odporność na zakłócenia środowiska (w wersji nie ekranowanej, nie dotyczy FTP i STP). Niska odporność na uszkodzenia mechaniczne. Maksymalna odległość od koncentratora wynosi jedyne 100m.

31 Sieci oparte na kablu UTP
Dwa najczęściej stosowane standardy sieci UTP: 10 Base-T - Najpopularniejszy obecnie standard. Opiera się on na topologii gwiazdy, do łączenia komputerów używa się nie ekranowanego kabla skręcanego (podobny do kabla telefonicznego) kategorii CAT-3 firmy IBM (lub kompatybilnego DIV firmy AT&T). Maksymalna długość kabla w jakichkolwiek połączeniach wynosi 100m.

32 Sieci oparte na kablu UTP
Standardy sieci UTP: 10 Base-T. Opiera się on na topologii gwiazdy, do łączenia komputerów używa się nie ekranowanego kabla skręcanego (podobny do kabla telefonicznego) kategorii CAT-3 firmy IBM (lub kompatybilnego DIV firmy AT&T). Maksymalna długość kabla w jakichkolwiek połączeniach wynosi 100m. Jako złącznika używa się ośmiopozycyjne wtyczki RJ-45. Maksymalna osiągalna przepustowość sieci mieści się w granicach 10Mb/s.

33 Sieci oparte na kablu UTP
RJ45

34 Sieci oparte na kablu UTP
100Base-TX Jest to szybsza modyfikacja 10Base-T. Różni się maksymalną przepustowością sieci, w tym przypadku jest to 100Mb/s. Aby sieć mogła pracować z taką szybkością należy zastosować lepsze kable CAT-5 oraz HUB-y i karty sieciowe umożliwiające pracę z opisywanym standardem.

35 Sieci oparte na kablu UTP
Bardzo podobnym standardem jest 100Base-T4 rożni się on tym, że używamy 4 a nie 2 par wewnętrznych przewodów skręcanych oraz w konsekwencji samym ułożeniem przewodów we wtyczce. Kolejne parametry podobne.

36 Sieci oparte na kablu UTP
1000Base-T jest standardem sieci Ethernet o przepływności 1 Gb/s. Został opisany w 1999 roku w dokumencie IEEE 802.3ab. Oparta na nim sieć wykorzystuje jako medium skrętkę miedzianą UTP co najmniej Cat5 zakończonej złączem RJ-45, a jej zasięg wynosi 100 m. 1000Base-T wykorzystuje wszystkie 4 pary skrętki, jednocześnie nadając i odbierając sygnał na każdej parze, dzięki czemu możliwy jest full-duplex w obrębie jednej pary, tzw. dual-duplex. W celu osiągnięcia tak wysokiej przepływności zastosowano czterowymiarowe kodowanie 4D-PAM5.

37 Sieci oparte na kablu UTP
Przetwarzanie tak dużej ilości informacji na sekundę wymaga zastosowania procesorów sygnałowych w urządzeniach sieciowych. Tworzone na ich podstawie układy hybrydowe odpowiadają za jednoczesne nadawanie i odbieranie na tej samej parze skrętki.

38 Sieci oparte na kablu UTP
1000Base-T posiada 100-krotnie większą przepływność w porównaniu z klasycznym Ethernetem o przepływności 10 Mb/s. Konsekwencją tego jest skrócenie czasu transmisji ramki Ethernetowej (minimum 64 B) z 51,2 μs do 512 ns. Jeśli obsługa CSMA/CD ma być zachowana, zasięg sieci w takiej postaci musiałby wynosić ok. 25 m. W celu zwiększenia zasięgu do 100 m postanowiono zwiększyć czas zajmowany przez ramkę 8-krotnie. Nowa ramka posiada rozmiar 512 B, zawiera w sobie klasyczne ramki ethernetowe i jest przetwarzana przez sprzęt nadajnika i odbiornika, dzięki czemu oprogramowanie nie jest nawet świadome jej istnienia.

39 Sieci oparte na kablu UTP
Za jej tworzenie odpowiadają dwie funkcje: przedłużenie nośnika (ang. carrier extension) – dopełnienie za ramką do 512 B przesyłanie ramek wiązkami (ang. frame bursting, burst) – przesyłanie naraz sekwencji ramek do osiągniecia ich sumy bajtów równej Jeśli cała paczka ma mniej niż 512 B, to stosowane jest dodatkowo dopełnienie.

40 Sieci oparte na kablu UTP
Podczas transmisji ramki dodawane są specjalne znaczniki określające początek i koniec ramki oraz rozdzielające ramki transmitowane w trybie burst. Dzięki temu mechanizmowi Gigabit Ethernet zachowuje zgodność ze wszystkimi wersjami Ethernetu.

41 Sieci oparte na kablu UTP
Bardzo dobre efekty uzyskuje się łącząc technologię UTP z światłowodem, gdzie rdzeń sieci stanowi światłowód (pozwalający osiągnąć dużą przepustowość i długość sieci) a do przyłączania stacji roboczych wykorzystujemy już skrętkę.

42 Sieci oparte na kablu UTP

43 Sieci oparte na kablu UTP

44 Panel krosowniczy Panel krosowniczy - (ang. patch panel) to pasywny element sieci komputerowych i telekomunikacyjnych.

45 Panel krosowniczy Montowany jest w szafach krosowniczych. Z jednej strony przyłączane są przewody prowadzące do gniazdek RJ-45. Przy pomocy tzw. patch cordów gniazda te (a i przez to urządzenia będące na drugim końcu kabla) przyłączane są do urządzeń sieciowych.

46 Panel krosowniczy Montowany jest w szafach krosowniczych. Z jednej strony przyłączane są przewody prowadzące do gniazdek RJ-45. Przy pomocy tzw. patch cordów gniazda te (a i przez to urządzenia będące na drugim końcu kabla) przyłączane są do urządzeń sieciowych.

47 Kabel krosowniczy (patchcord)
Patchcord – krótki przewód służący do przesyłania sygnałów elektrycznych lub (rzadziej) optycznych. Najczęściej jest on kojarzony z sieciami komputerowymi – skrętką. Wtedy jest to przewód połączony według schematu 1:1. Są także patchordy służące do łączenia osprzętu optycznego (patchcord optyczny – światłowód) oraz do łączenia osprzętu wideo.

48 Kable światłowodowe Światłowód - przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w którym odbywa się propagacja światła.

49 Kable światłowodowe Aby wyeliminować - lub, przynajmniej, znacząco ograniczyć - wypromieniowanie światła przez boczne powierzchnie światłowodu, stosuje się odpowiednio dobrany poprzeczny gradient współczynnika załamania światła. W najprostszym przypadku, gradient ten realizowany jest skokowo - wewnątrz światłowodu współczynnik załamania ma wartość wyższą, niż na zewnątrz; utrzymanie promieni światła w obrębie takiego światłowodu zachodzi na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia. W przypadku, gdy współczynnik załamania maleje z odległością od osi światłowodu w sposób ciągły, mówimy o światłowodach gradientowych.

50 Kable światłowodowe Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko fizyczne zachodzące dla fal (najbardziej znane dla światła) występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu.

51 Kable światłowodowe Całkowite odbicie wewnętrzne

52 Kable światłowodowe Całkowite odbicie wewnętrzne

53 Kable światłowodowe Kable światłowodowe przyłącza się bezpośrednio do karty sieciowej (jeśli posiada ona stosowne złącza) lub używając konwerter nośników. Z jednej strony konwertera podłącza się kabel światłowodowy a z drugiej np. skrętkę, łącząc w ten sposób obie technologie sieciowe. Często stosuje się tu Transceiver. Montuje się go w złączu AUI występującym w wielu starszych kartach sieciowych lub HUB-ach. Istnieją także koncentratory dedykowane specjalnie dla łącz światłowodowych.

54 Kable światłowodowe W zrozumieniu zasady działania światłowodu skokowego (a zatem sposobu utrzymania światła w jego wnętrzu), pomocne mogą być przedstawione tu rysunki, na których promienie światła biegną prostoliniowo, odbijając się od ścianek światłowodu. Światłowód gradientowy działa podobnie, lecz promienie - zamiast po odcinkach prostoliniowych, poruszają się po krzywoliniowych trajektoriach, utrzymywanych wewnątrz światłowodu przez ciągły gradient współczynnika załamania.

55 Kable światłowodowe Takie wyobrażenie działania światłowodu jest jednak uproszczone - tym bardziej, im mniejsze rozmiary poprzeczne ma rozważany światłowód. W rzeczywistości, istotną rolę w działaniu światłowodu odgrywa dyfrakcja. Zamiast promieni światła (będących podstawą przybliżonej optyki geometrycznej) należy rozważać światło jako falę.

56 Kable światłowodowe Przybliżenie optyki geometrycznej jest sensowne jedynie dla światłowodów o dużych rozmiarach poprzecznych, traci natomiast sens, gdy rozmiar poprzeczny światłowodu staje się porównywalny z długością fali światła. Zjawiska falowe mają szczególnie duże znaczenie w przypadku światłowodów jednomodowych, w których ściśle dobiera się długość fali transmitowanego światła do kształtu i rozmiarów poprzecznych światłowodu.

57 Kable światłowodowe Światłowód jest szczególnym przypadkiem falowodu transmitującego fale elektromagnetyczne o częstotliwościach optycznych. W związku z tym, synonimem określenia "światłowód" jest "falowód optyczny".

58 Kable światłowodowe Światłowody są wykorzystywane jako elementy urządzeń optoelektronicznych, składniki optycznych układów zintegrowanych, media transmisji sygnałów na duże odległości, jak również do celów oświetleniowych. Światłowody mogą być klasyfikowane ze względu na ich geometrię (planarne, paskowe lub włókniste), strukturę modową (jednomodowe, wielomodowe), rozkład współczynnika załamania (skokowe i gradientowe) rodzaj stosowanego materiału (szklane, plastikowe, półprzewodnikowe).

59 Kable światłowodowe Najprostszy światłowód warstwowy składa się z trzech warstw, z których środkowa ma wyższy współczynnik załamania, niż warstwy zewnętrzne. Światło jest uwięzione w tej warstwie na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia, o ile kierunki rozchodzenia się promieni tworzą z płaszczyzną warstwy kąty mniejsze od kąta granicznego.

60 Kable światłowodowe Światłowód paskowy powstaje, kiedy propagacja wiązki w warstwie zostaje ograniczona w dwóch kierunkach. Światłowody paskowe są wykorzystywane w układach fotoniki zintegrowanej i w laserach półprzewodnikowych. W układach fotoniki zintegrowanej służą do prowadzenia światła, tworząc bardziej rozbudowane struktury jak np. interferometr Macha-Zehndera lub złożone przyrządy jak multipleksery długości fali dla systemów WDM.

61 Kable światłowodowe Światłowód włóknisty to zazwyczaj falowód dielektryczny o przekroju kołowym, otoczony przez płaszcz z innego materiału dielektrycznego o mniejszym współczynniku załamania. Włókna światłowodowe wykonywane są najczęściej ze szkła krzemionkowego, czasem z innych szkieł lub z plastiku. Światłowody plastikowe są stosowane na krótkich odległościach.

62 Kable światłowodowe Światłowody telekomunikacyjne produkowane są z uwzględnieniem szeregu norm, ułatwiających tworzenie systemów transmisji danych.

63 Kable światłowodowe Do zakańczania światłowodów używa się tzw. pigtaili. Pigtail jest to krótki odcinek jednowłóknowego kabla zakończonego z jednej strony wtykiem (półzłączką). Wtyczki mogą być zakańczane w kilku standardach, przykładowo FC, SC, ST, E2000, F3000, LC, LX.5, MU. Końcówki różnią się standardem polerowania, a także tłumiennością wtrąceniową i odbiciową, związaną odpowiednio z możliwością niecentrycznego połączenia włókien (część światła przechodzi wówczas do płaszcza dołączonego światłowodu, zamiast do jego rdzenia) oraz odbiciem od płaszczyzn złącza w sytuacji, gdy nie są one ściśle dopasowane.

64 Kable światłowodowe Połączenia światłowodów Spawanie mechaniczne.
Spawanie światłowodów łukiem elektrycznym. Adaptery światłowodowe.

65 Kable światłowodowe Spawanie mechaniczne (za pomocą szybkozłączek) polega na dosunięciu w kapilarze szybkozłączki odpowiednio wcześniej przygotowanych włókien tak, aby w przestrzeni kapilary szybkozłączki zaniknęła przerwa pomiędzy włóknami (metoda ta nadaje się do krótkich połączeń światłowodowych).

66 Kable światłowodowe Spawanie światłowodów łukiem elektrycznym - to metoda trwałego łączenia światłowodów. Do spawania światłowodów służą spawarki światłowodowe, które spajają ze sobą włókna za pomocą łuku elektrycznego. Jakość spawów określają: tłumienność własna i wytrzymałość mechaniczna na rozciąganie.

67 Kable światłowodowe Adaptery światłowodowe to elementy toru światłowodowego łączące ze sobą dwa złącza światłowodowe. Adaptery dzieli sie na wielomodowe i jednomodowe, które z kolei dzielą się na simplexowe, duplexowe i inne. Adaptery mogą łączyć ze sobą te same typy złącz (np. SC z SC lub FC z FC) i są to adaptery standardowe oraz różnego typu (np. SC z FC lub SC z ST) i są to adaptery hybrydowe.

68 Kable światłowodowe Budowa światłowodu.
Włókno optyczne, złożone z dwóch rodzajów szkła o różnych współczynnikach załamania (Refraction Index): cześć środkowa, - rdzeń (Core), najczęściej o średnicy 62,5 um (rzadziej 50um) część zewnętrzną,- płaszcz zewnętrzny (Cladding), o średnicy 125 um; Warstwa akrylowa Tuba - izolacja o średnicy 900 um. Oplot kewlarowy. Izolacja zewnętrzna.

69 Kable światłowodowe Rdzeń telekomunikacyjnego światłowodu wielomodowego składa się z setek (a nawet kilku tysięcy) warstw szkła kwarcowego (SiO2) domieszkowanego dwutlenkiem germanu (GeO2), przy czym najwięcej domieszki jest w osi rdzenia. Warstwowe domieszkowanie rdzenia powoduje powstanie gradientowego profilu współczynnika załamania. Światłowod wielomodowy z indeksem kroku (Step Index Multimode Fiber).

70 Kable światłowodowe Światłowód wielomodowy charakteryzuje się tym, że promień światła może być wprowadzony do niego pod różnymi kątami - modami. Indeks kroku jest długością światłowodu, jaką przebywa promień bez odbić wewnętrznych.

71 Kable światłowodowe Najważniejszym problemem w przypadku tego rodzaju światłowodów jest zjawisko dyspersji, polegające na "poszerzaniu" się promienia świetlnego wraz z drogą przebytą wewnątrz światłowodu. Ponieważ dyspersja powiększa się wraz z drogą promienia świetlnego, więc kable wielomodowe stosowane są maksymalnie na długościach do 5 km.

72 Kable światłowodowe Występują dwa rodzaje dyspersji:
Dyspersja modalna - wynikające z różnic w kątach (modach) wprowadzenia światła do rdzenia. W zależności od kąta, światło przebywa różną drogę wewnątrz rdzenia, co zmienia czas przejścia światła przez światłowód i powoduje poszerzenie sygnału.

73 Kable światłowodowe Dyspersja chromatyczna - wynika z tego, że promień świetlny nie jest monochromatyczny (źródłem światła są diody LED), a światło o różnej długości fali przebiega światłowód z różnymi szybkościami. Transmisja wielomodowa jest sterowana za pomocą diody LED. Diody LED są źródłem światła nieskoncentrowanego.

74 Kable światłowodowe Ponieważ dioda nie jest zdolna do wysyłania skoncentrowanego światła, zatem wiązka ulega rozproszeniu. Nakłada to ograniczenia na długość okablowania światłowodowego sterowanego za pomocą diody LED.

75 Kable światłowodowe Rozpraszanie przesyłanej wiązki świetlnej powoduje, że niektóre z jej promieni odbijają się od szklanej ściany nośnika. Kąt odbicia jest niewielki, w związku z czym światło nie ucieka do warstwy ochronnej, lecz odbijane jest pod kątem padania.

76 Kable światłowodowe Odbity promień porusza się pod tym samym kątem w kierunku środka przewodnika, napotykając po drodze promienie centralnej części wiązki światła. Odbijana część promienia niesie ten sam sygnał, który niesiony jest przez jego centralną część, tyle że ze względu na częste odbicia, promienie odbijane muszą pokonać dłuższą drogę niż promienie centralnej części wiązki.

77 Kable światłowodowe Wobec tego promienie centralnej części wiązki przybywają przed promieniami, które uległy wielokrotnemu odbiciu (modami). Ciągłe odbijanie się promieni niesie ze sobą, możliwość przekroczenia w końcu centralnej osi przewodnika i wejście w konflikt z innymi sygnałami transmisji.

78 Kable światłowodowe Oznacza to, że przesyłanie wielomodowe jest podatne na tłumienie. Wady światłowodów wielomodowych są równoważone przez ich zalety, takie jak: o wiele niższe koszty w porównaniu ze światłowodami jednomodowymi.

79 Kable światłowodowe Łatwiejsze prace montażowe i konserwacyjne ze względu na większe wymiary od światłowodów jednomodowych. Światłowód gradientowy, posiada płynne zmieniający się współczynnik załamania. W praktyce, ze względów technologicznych, ma kilka tysięcy warstw, co daje płynną zmianę współczynnika załamania. Jego zastosowanie, w pewnym stopniu, niweluje rozmycie sygnału.

80 Kable światłowodowe Dzięki temu osiągnięto zwiększenie szerokości pasma o rząd wielkości w porównaniu ze światłowodem skokowym. Światłowody skokowe są praktycznie nie stosowane. Światłowód jednomodowy cechuje prawie zupełny brak dyspersji modowej, gdyż realnie propaguje w nim tylko jeden promień świetlny.

81 Kable światłowodowe W światłowodzie gradientowym strumień wielu modów światła przebiega przez rdzeń po torach wielokrotnie załamywanych, przybliżonych do sinusoidy. Podczas transmisji pewna część energii świetlnej wnika do przyrdzeniowej warstwy płaszcza na głębokość paru mm.

82 Kable światłowodowe Stąd o własnościach transmisyjnych włókna decyduje w znacznej mierze jakość szkła rdzenia i jego styku z powierzchnią, płaszcza. Średnica rdzenia włókien wielomodowych wynosi 50 lub 62,5 mm.

83 Kable światłowodowe Obecnie stosowane są w telekomunikacji następujące rodzaje włókien: włókna jednomodowe (J), włókna jednomodowe z przesuniętą. dyspersją, (Jp), włókna jednomodowe o niezerowej dyspersji (Jn), włókna wielomodowe - gradientowe (G 50/125), włókna wielomodowe - gradientowe (G 62,5/125),

84 Kable światłowodowe Przy wyborze włókna należy zwrócić uwagę na wielkość straty sygnału w światłowodzie, szerokość pasma oraz łatwość uzyskania sprzężenia źródeł i odbiorników światła. Straty sygnału w światłowodzie zależą bezpośrednio od tłumienności włókna.

85 Kable światłowodowe Łatwość uzyskania sprzężenia i łączenia ze sobą odcinków włókien zależy od średnicy rdzenia i jego apertury numerycznej. Szerokość pasma zależy od dyspersji światłowodu. Zdolność do przenoszenia informacji (pasmo przepustowe) światłowodu jest odwrotnie proporcjonalna do jego całkowitej dyspersji.

86 Kable światłowodowe Rdzeń włókna światłowodowego jednomodowego wykonany jest ze szkła kwarcowego (SiO2) domieszkowanego kilkuprocentową domieszką dwutlenku germanu (GeO2). Płaszcz wykonany jest z czystego szkła kwarcowego (SiO2).

87 Kable światłowodowe Domieszkowanie rdzenia powoduje, że jego współczynnik załamania światła jest około 1% większy niż współczynnik załamania płaszcza. Pokrycie pierwotne (warstwa ochronna) jest wykonane zazwyczaj z dwóch warstw gumy silnikowej utwardzonej termicznie i ultrafioletem, już w fazie produkcji (ciągnienia) włókna.

88 Kable światłowodowe Warstwa wewnętrzna jest miękka, warstwa zewnętrzna jest twarda. Taki układ warstw pokrycia pierwotnego daje optymalną ochronę mechaniczną szkłu kwarcowemu podczas zginania włókna.

89 Kable światłowodowe Ośrodkiem transmisji sygnału optycznego jest rdzeń. Jego średnica wynosi ok um. Część strumienia światła, padająca na czoło włókna pod kątem większym od kąta pełnego odbicia, zostaje "uwięziona" w rdzeniu włókna i ulega przemieszczaniu po jego torze.

90 Kable światłowodowe Strumień świetlny ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu na granicy rdzeń - płaszcz. W światłowodzie jednomodowym tak jest dobrana średnica rdzenia i długość fali strumienia świetlnego, że możliwe jest jedynie rozprzestrzenianie się modu podstawowego wzdłuż osi włókna. Światłowody jednomodowe, których rdzenie są dodatkowo domieszkowane erbem, są obecnie najlepszym medium transmisji sygnałów na odległość.

91 Kable światłowodowe Światłowody jednomodowe są, efektywniejsze i pozwalają, transmitować dane na odległość 100 [km] bez wzmacniacza. Włókna jednomodowych kabli światłowodowych mają zwykle od 5 do 10 mikronów średnicy i otoczone są ochronnym wypełnieniem o średnicy 125 mikronów.

92 Kable światłowodowe Ponieważ instalacja oparta na światłowodach jednomodowych jest bardzo droga i cechuje się dużą szerokością udostępnianego pasma, dlatego stosuje się ją przy budowie wysokiej jakości infrastruktur informatycznych i w sieciach telekomunikacyjnych.

93 Kable światłowodowe Wadą światłowodów jednomodowych jest to, że w związku z bardzo małym rdzeniem, trudniej jest je zakończyć, wszelkie elementy wymagają większej dokładności, znacznie droższe są też obecne urządzenia (karty sieciowe, koncentratory itp.) współpracujące z takimi światłowodami. Generalnie wydajność systemu wzrasta ze wzrostem długości fali świetlnej, wzrastają także koszty.

94 Kable światłowodowe Systemy wielomodowe dla zastosowań LAN pracują albo na 850 nm lub 1300 nm używając źródeł LED, podczas gdy systemy jednomodowe stosuje 1300 nm ze źródłami laserowymi. Im większa długość fali tym mniejsze tłumienie i szersze pasmo. Zauważamy także znaczący wzrost wydajności systemu przy przejściu z 850 do 1300 nm.

95 Kable światłowodowe Im mniejszy jest rdzeń światłowodu tym mniejsze tłumienie sygnału i szersze pasmo. Włókno jednomodowe tłumienie ok. 0.4 dB/km. Włókno wielomodowe tłumienie ok. 4.0 dB/km.

96 Kable światłowodowe Tłumienie nie powoduje zmiany kształtu sygnału, zmniejsza jedynie jego moc. Tłumienie światłowodów kwarcowych zależy od długości fali światła, rodzaju i czystości szkła kwarcowego, z którego zbudowany jest rdzeń. Tłumienie rośnie wraz ze wzrostem długości łącza - ma więc bezpośredni wpływ na zasięg łącza.

97 Kable światłowodowe Tłumienie wywołane jest absorpcją światła (rdzeń przepuszcza promieniowanie o ograniczonej długości fali), rozpraszaniem: chemiczne zanieczyszczenia włókna, niejednolitość światłowodu wywołana w procesie technologicznym różna gęstość rdzenia powodująca zmiany w własnościach fizycznych, straty wynikające z niekontrolowanych zmian współczynnika załamania wiązki światła możliwość wyjścia poza rdzeń i płaszcz, zanieczyszczenie szkła jonami metali i OH.

98 Kable światłowodowe Do skompensowania tłumienia wykorzystuje się wzmacniacze optyczne: półprzewodnikowe lub światłowodowe. Do transmisji sygnałów na małe odległości (sieci lokalne) służą włókna światłowodowe wielomodowe.

99 Kable światłowodowe Złącza FC zostały specjalnie zaprojektowane z myślą o aplikacjach telekomunikacyjnych wymagających stałego i pewnego połączenia. Skręcane, gwintowane zakończenie zapewnia niezawodność połączeń nawet w przypadku częstych przełączeń.

100 Kable światłowodowe Zastosowana w złączu ferrula typu PC (z kontaktem fizycznym bez przerwy powietrznej) zmniejsza odbicie wsteczne. Ferrule wykonywane są z dwutlenku cyrkonu lub stopów nierdzewnej stali. Właściwości: Gwintowany sposób mocowania zwiększający bezpieczeństwo połączenia. Zastosowanie klucza przeciwdziałającego niepożądanym obrotom ferruli wewnątrz wtyku. Dostępne w wersji wielomodowej i jednomodowej

101 Kable światłowodowe W złączu ST umieszczono bagnetowy zatrzask obrotowy z ferrulą o średnicy 2,5mm. Złącza dostępne są w wersji jedno i wielomodowej. Zapewniają one solidność i trwałość wykonanych połączeń. Kształt konektora ST umożliwia trwałe i pewne mocowanie kabla wraz z kevlarem zapobiegając jego wysuwaniu się ze złącza.

102 Kable światłowodowe Właściwości: Prosty i szybki sposób mocowania złącza światłowodowego Zgodność wtyku z gniazdem typu Bayonet wyposażonym w metalową sprężynę Dostępne w wersji wielomodowej i jednomodowej

103 Kable światłowodowe SC jest złączem zatrzaskowym z ferrulą samocentrującą wykonaną z dwutlenku cyrkonu o średnicy 2,5mm. Złącza te są wykonywane w wersjach pojedyńczej (simplex) i podwójnej (duplex).

104 Kable światłowodowe Jego kształt umożliwia łączenie tzw. „push-pull”, dzięki czemu zapewnia szybki i stosunkowo łatwy montaż w przełącznicach. Do połączeń dwóch tego typu złącz stosuje się plastikowe łączniki. Konstrukcja złącza minimalizuje odbicie wsteczne. Zalecane dla łączy jednomodowych w sieciach telekomunikacyjnych.

105 Kable światłowodowe Właściwości: Niska waga wtyku SC, wygoda i pewność połączenia złączy światłowodowych dzięki zastosowaniu mechanizmu zatrzaskowego, wymiary otworów w panelu identyczne jak dla standardu E2000, adaptery światłowodowe montowane w panelach na dwóch śrubach lub na zatrzask, dostępne w wersji wielomodowej i jednomodowej.

106 Kable światłowodowe SC mini
Właściwości: Wygoda i pewność połączenia złączy światłowodowych dzięki zastosowaniu mechanizmu zatrzaskowego, małe wymiary złącza światłowodowego pozwalające na uzyskanie dużej gęstości upakowania, koncepcja oparta na ferruli 1,25mm, dostępne w wersji wielomodowej i jednomodowej

107 Kable światłowodowe Zastosowany w tego typu złączach system blokady zatrzaskowej zabezpiecza połączenie przed przypadkowym wyciagnięciem końcówki. Jego zaletą są niewielkie wymiary co umożliwia zastosowanie go w miejscach dużego zagęszczenia pól przełączeniowych. Złącza te występują w wersjach „simplex” i „duplex”, zaopatrzone w ceramiczną ferrulę o średnicy 1,25mm.

108 Kable światłowodowe Właściwości: Wygoda i pewność połączenia złączy światłowodowych dzięki zastosowaniu mechanizmu zatrzaskowego, małe wymiary złącza światłowodowego pozwalające na uzyskanie dużej gęstości upakowania, koncepcja oparta na ferruli 1,25mm, dostępne w wersji wielomodowej i jednomodowej.

109 Kable światłowodowe Konstrukcja typu MU łączy cechy złącza SC i LC.
Zapewnia wysoką jakość połączeń a zarazem można stosować je w miejscach dużego zagęszczenia pól przełączeniowych.

110 Kable światłowodowe „USconec MTP” są złączami zgodnymi z MPO.
Umożliwiają łatwe i pewne połączenie jednocześnie do 12-tu włókien. Występują w wersji jedno i wielomodowej. Dostępne są również złącza w wersjach do 4 i do 8 włókien.

111 Kable światłowodowe Złącze MTRJ dzięki swej konstrukcji zapewnia podwójnie zagęszczenie portów w porównaniu ze złączami typu SC. W pojedyńczej, plastikowej ferruli znajdują śię dwa włókna oraz mechanizm zatrzaskowy typu RJ-45.

112 Kable światłowodowe Właściwości:
Dwukrotnie większą gęstość upakowania w stosunku do dupleksowych złączy światłowodowych SC, wymiary otworów w panelu identyczne jak dla standardu SC, posiadają zatrzaskowy mechanizm łączenia, typowo występują w konfiguracji gniazdo-wtyk, przy czym istnieje również możliwość ich łączenia przy pomocy adapterów, analogicznie do złączy światłowodowych innych rodzajów, koncepcja oparta na ferruli MT (ang. Mass Termination).

113 Kable światłowodowe Złącza te występują jako wielomodowe SMA 905 i 906 dostępne są w wersjach z ferrulami wykonanymi z nierdzewnych stopów metali lub stali nierdzewnej.

114 Kable światłowodowe Złacza typu „Escon” są złączami typu podwójnego.
Wykorzystano w nich strukturę ruchomej ferruli wraz z precyzyjnym mechanizmem zatrzaskowym.

115 FDDI to złącza wielomodowe.
Dostępne w dwóch wersjach tj. „AMP” i „Molex”. Złącza „AMP FDDI” łączą w sobie solidność połączenia, niską tłumienność, polaryzację i odporność przed napięciami włókna. „Molex FDDI” umożliwiają łatwość montażu oraz niską cenę. Oba typy posiadają ceramiczną ferrulę.

116 Kable światłowodowe Złącza typu „Biosonic” posiadające ferrule wykonane z polimeru zapewniają najwyższe parametry łączenia włókien jedno i wielomodowych.

117 Kable światłowodowe „3M Hot Melt” to złącza wykonane w oparciu o wysoko zaawansowaną technologię adhezyjną, która eliminuje stosowanie żywic epoksydowych. Dostępne w standardach FC, SC i ST.

118 Kable światłowodowe E2000 Właściwości:
Łatwa instalacja złącza światłowodowego w panelu typu "push&pull" dająca gwarancje symetryczności połączenia, adaptery światłowodowe montowane w panelach na dwóch śrubach lub na zatrzask,

119 Kable światłowodowe automatyczne zamknięcie czoła złącza światłowodowego chroniące wzrok oraz zapobiegające zabrudzeniu ferrul, możliwość kodowania kolorem złączy światłowodowych i ramek, długie prowadnice złącza światłowodowego w adapterze.

120 Kable światłowodowe LX5
Automatyczne zamknięcie czoła złącza światłowodowego chroniące wzrok oraz zapobiegające zabrudzeniu ferrul, małe wymiary złącza światłowodowego pozwalające na uzyskanie dużej gęstości upakowania, koncepcja oparta na ferruli 1,25mm