Оборудование и материалы для строительства ВОЛС

Волоконно-оптическая линия связи — это система передачи данных с помощью оптических сигналов по волокнам. В состав ВОЛС входят не только оптический кабель, но и активное оборудование, пассивные компоненты, муфты, кроссы, патч-корды, расходные материалы, крепежная арматура и измерительные приборы.

Надежность линии зависит от того, насколько правильно подобраны все элементы системы. Даже качественный кабель не обеспечит стабильную работу, если неправильно выбраны трансиверы, муфты, коннекторы, кроссы или нарушена технология монтажа. Поэтому оборудование и материалы для ВОЛС нужно рассматривать комплексно: от задачи сети и условий прокладки до расчета оптического бюджета и будущего обслуживания.

В статье разберем, какие компоненты нужны для строительства ВОЛС, за что отвечает каждый элемент и на что обратить внимание при выборе.

Что входит в состав ВОЛС

В простом виде ВОЛС состоит из передающего оборудования, оптического кабеля и приемного оборудования. На практике система обычно сложнее. В ней могут быть промежуточные кроссы, муфты, патч-панели, сплиттеры, оптические модули, шкафы, крепежные элементы, измерительные приборы и системы мониторинга.

Компоненты ВОЛС можно разделить на несколько групп:

• активное оборудование;
• оптические трансиверы;
• пассивные компоненты;
• волоконно-оптические кабели;
• соединительные и коммутационные элементы;
• муфты и кроссовое оборудование;
• монтажные и расходные материалы;
• инструменты и измерительные приборы.

Такое разделение помогает не забыть важные элементы на этапе проектирования и закупки. Если комплектовать линию по отдельным позициям без общей схемы, можно столкнуться с несовместимостью компонентов, лишними потерями, задержками монтажа и дополнительными расходами.

Активное оборудование для ВОЛС

Активное оборудование требует электропитания и участвует в передаче, обработке, преобразовании или усилении сигнала. К этой группе относятся коммутаторы, маршрутизаторы с оптическими портами, медиаконвертеры, OLT и ONT для PON-сетей, оптические усилители, мультиплексоры и другое сетевое оборудование.

Коммутаторы и маршрутизаторы

Коммутаторы и маршрутизаторы используются для передачи трафика между сегментами сети. Они могут иметь встроенные оптические порты или слоты под сменные оптические модули.

При выборе оборудования учитывают:

• требуемую скорость портов;
• количество оптических и медных интерфейсов;
• поддержку нужных протоколов;
• резервирование питания;
• требования к управлению;
• совместимость с трансиверами;
• температурный диапазон;
• условия установки в помещении, шкафу или контейнере.

Для ответственных объектов важно учитывать не только цену устройства, но и отказоустойчивость, поддержку производителя, возможность мониторинга и наличие запасных портов.

Медиаконвертеры

Медиаконвертеры применяются для перехода между медной и оптической средой передачи. Например, они позволяют подключить оборудование с Ethernet-портом по витой паре к оптической линии.

Такие устройства удобны для простых точечных подключений, но в более сложных сетях часто выгоднее использовать коммутаторы с SFP-портами. Это упрощает управление, диагностику и дальнейшее расширение сети.

Оборудование PON

В пассивных оптических сетях применяются OLT и ONT. OLT устанавливается на стороне оператора или центрального узла, ONT — на стороне абонента или подключаемого объекта. Между ними размещается пассивная оптическая распределительная сеть со сплиттерами.

PON используют в сетях доступа, на территориях с большим количеством подключений и в проектах, где нужно уменьшить количество активного оборудования на промежуточных участках. При выборе PON-архитектуры нужно учитывать требования к полосе, дальности, коэффициенту деления, резервированию и удобству диагностики.

Оптические усилители и мультиплексоры

В магистральных и протяженных сетях могут применяться оптические усилители, мультиплексоры, демультиплексоры, CWDM- и DWDM-оборудование. Такие решения позволяют увеличить дальность или емкость линии, передавать несколько каналов по одному волокну и эффективнее использовать существующую кабельную инфраструктуру.

Подбор такого оборудования требует точного расчета: учитывают оптический бюджет, длину линии, затухание волокна, количество соединений, дисперсию, число каналов и требования к резервированию.

Оптические трансиверы

Оптический трансивер — это приемопередающий модуль, который преобразует электрический сигнал сетевого оборудования в оптический и обратно. Он устанавливается в порт коммутатора, маршрутизатора, медиаконвертера или другого устройства.

Выбор трансивера зависит от нескольких параметров:

• форм-фактора;
• скорости передачи;
• длины волны;
• типа волокна;
• дальности;
• типа коннектора;
• режима передачи;
• совместимости с оборудованием;
• температурного исполнения;
• поддержки диагностики DOM/DDM.

Важно понимать: форм-фактор сам по себе не определяет дальность. Например, модули одного форм-фактора могут быть рассчитаны и на короткие линии по многомодовому волокну, и на протяженные линии по одномодовому волокну. Дальность зависит от конкретного оптического стандарта и характеристик модуля.

Основные форм-факторы трансиверов

Для коротких соединений часто применяются SR-модули по многомодовому волокну. Для линий порядка километров и десятков километров используют одномодовые LR, ER, ZR и другие исполнения. Для экономии волокон могут применяться BiDi-модули, а для передачи нескольких каналов — CWDM или DWDM.

Совместимость трансиверов

MSA-спецификации помогают унифицировать форм-факторы и базовые параметры модулей, но не гарантируют полную совместимость во всех случаях. На практике нужно проверять:

• поддержку модуля конкретным коммутатором или маршрутизатором;
• скорость порта;
• длину волны;
• тип волокна;
• дальность;
• тип коннектора;
• поддержку DOM/DDM;
• температурное исполнение;
• требования производителя оборудования.

Если модуль физически подходит в порт, это еще не означает, что он корректно заработает в конкретной сети.

Пассивное оборудование ВОЛС

Пассивные компоненты не требуют электропитания. Они используются для соединения, распределения, коммутации, защиты и организации волоконно-оптической линии.

К пассивному оборудованию относятся:

• оптические кроссы;
• патч-панели;
• адаптеры;
• пигтейлы;
• патч-корды;
• сплиттеры;
• аттенюаторы;
• муфты;
• кассеты для сварок;
• шкафы и боксы;
• крепежные элементы.

Пассивные компоненты не усиливают сигнал, но вносят потери. Поэтому их нужно учитывать при расчете оптического бюджета. Если соединений, разъемов и пассивных устройств слишком много, запас мощности на линии уменьшается.

Оптические кабели

Оптический кабель — основа ВОЛС. Он защищает волокна от механических воздействий, влаги, перепадов температуры, ультрафиолета и других факторов среды.

Кабель выбирают по нескольким критериям:

• тип волокна;
• количество волокон;
• конструкция кабеля;
• способ прокладки;
• допустимое растягивающее усилие;
• стойкость к раздавливанию;
• температурный диапазон;
• минимальный радиус изгиба;
• материал оболочки;
• наличие брони или силовых элементов;
• требования пожарной безопасности;
• условия обслуживания.

Одномодовое и многомодовое волокно

Одномодовое волокно используют для протяженных линий, городских и магистральных сетей, операторской инфраструктуры, промышленных объектов и сетей, где важны дальность и масштабируемость. Оно подходит для передачи на большие расстояния, но конечная дальность всегда зависит от оборудования, оптического бюджета, длины волны, числа соединений и требований к качеству линии.

Многомодовое волокно применяют в основном на коротких расстояниях: внутри зданий, кампусов, серверных и центров обработки данных. Оно может быть экономически выгодным на коротких линиях, но дальность зависит от класса волокна и выбранного стандарта передачи.

Классы многомодового волокна

Для многомодовых линий важно учитывать класс волокна:

• OM1 — волокно 62,5 мкм, устаревший вариант для новых высокоскоростных сетей;
• OM2 — волокно 50 мкм, применяется в отдельных существующих сетях;
• OM3 — лазерно-оптимизированное волокно 50 мкм для высокоскоростных коротких линий;
• OM4 — улучшенный вариант OM3 для более требовательных коротких соединений;
• OM5 — широкополосное многомодовое волокно, рассчитанное на применение с несколькими длинами волн.

Нельзя выбирать многомодовый кабель только по названию OM-класса. Нужно сверять конкретную скорость, тип трансивера и допустимую дальность для выбранного стандарта.

Конструкции кабелей

По конструкции и условиям применения оптические кабели могут быть:

• подвесными;
• для прокладки в грунте;
• для кабельной канализации;
• для прокладки в трубах;
• для прокладки внутри зданий;
• универсальными для внутренней и наружной прокладки;
• самонесущими;
• бронированными;
• распределительными;
• монтажными.

Для воздушных линий используют кабели, рассчитанные на подвес и внешние нагрузки. Для грунта и кабельной канализации выбирают конструкции с защитой от влаги и механических воздействий. Для зданий учитывают пожарные требования и условия прокладки в лотках, шахтах и технических помещениях.

Оптические кроссы и патч-панели

Оптический кросс организует ввод кабеля, размещение сварок, подключение пигтейлов и коммутацию с активным оборудованием. Он помогает аккуратно распределить волокна, защитить соединения и обеспечить доступ для обслуживания.

Кроссы и патч-панели выбирают по:

• количеству портов;
• типу разъемов;
• формату установки;
• емкости кассет;
• удобству укладки волокон;
• запасу на расширение;
• условиям установки;
• требованиям к маркировке.

Для небольших объектов подходят компактные кроссы. Для узлов связи, серверных и операторских помещений используют стоечные решения с удобным доступом и возможностью расширения.

Пигтейлы и патч-корды

Пигтейл — это короткий отрезок оптического волокна с коннектором на одном конце. Второй конец приваривается к волокну магистрального или распределительного кабеля.

Патч-корд — это короткий кабель с коннекторами на обоих концах. Он используется для соединения кросса, патч-панели, трансивера, медиаконвертера или другого оборудования.

При выборе пигтейлов и патч-кордов учитывают:

• тип волокна: SM или MM;
• тип коннектора: LC, SC, FC, ST и другие;
• тип полировки: UPC или APC;
• длину;
• класс качества;
• допустимые потери;
• требования к обратному отражению;
• цветовую маркировку;
• условия эксплуатации.

Для расчетов используют паспортные значения производителя. Если точных данных нет, в проектном бюджете обычно закладывают консервативные значения потерь на разъемные соединения.

Оптические коннекторы

Коннекторы обеспечивают разъемное подключение волокна к оборудованию или кроссовой системе. Наиболее распространены LC, SC, FC и ST.

• LC — компактный коннектор, широко применяется в SFP/SFP+/QSFP-модулях и плотных коммутационных панелях.
• SC — распространенный коннектор с удобной фиксацией push-pull, часто используется в распределительных сетях и кроссах.
• FC — коннектор с резьбовой фиксацией, применяется в отдельных измерительных и специализированных системах.
• ST — байонетный коннектор, чаще встречается в существующих или устаревших сетях.

Важен не только тип коннектора, но и тип полировки. UPC и APC нельзя стыковать между собой: это приводит к плохому физическому контакту и высоким потерям. APC применяют там, где критичны обратные отражения, например в PON, видеосистемах и некоторых операторских решениях.

Оптические муфты

Оптическая муфта защищает место соединения кабелей и сварные соединения волокон. Она обеспечивает герметизацию, фиксацию кабеля, укладку запаса волокон и защиту сростков от внешних воздействий.

Муфты применяются:

• в грунте;
• в кабельной канализации;
• на опорах;
• в колодцах;
• на фасадах;
• в технических помещениях;
• на промышленных и линейных объектах.

Муфту выбирают по:

• месту установки;
• типу кабеля;
• количеству вводимых кабелей;
• количеству волокон;
• числу сварок;
• способу герметизации;
• емкости кассет;
• возможности повторного доступа;
• требованиям к подвесу или размещению;
• уровню защиты от влаги и механических воздействий.

Нарушение герметичности муфты может привести к попаданию влаги, деградации защитных материалов, повреждению элементов кабеля, ухудшению состояния сварных соединений и росту риска отказа линии. Поэтому муфты нельзя выбирать только по минимальной цене. Они должны соответствовать среде эксплуатации и конструкции кабеля.

Сплиттеры и аттенюаторы

Оптические сплиттеры

Сплиттеры применяются для деления оптического сигнала на несколько направлений. Чаще всего они используются в PON-сетях. Сплиттер — пассивное устройство, поэтому он не требует питания, но вносит значительные потери, которые обязательно учитывают в оптическом бюджете.

При выборе сплиттера учитывают:

• коэффициент деления;
• рабочую длину волны;
• вносимые потери;
• равномерность деления;
• тип корпуса;
• тип коннекторов или способ сварного подключения;
• условия установки;
• требования к температуре и надежности.

Оптические аттенюаторы

Аттенюаторы применяются для ослабления слишком мощного сигнала. Они нужны, когда уровень мощности на приемнике превышает допустимый диапазон и может привести к перегрузке.

Аттенюаторы бывают фиксированными и регулируемыми. Их подбирают по величине ослабления, типу коннектора, рабочей длине волны и требованиям к линии.

Монтажные и расходные материалы

Для строительства ВОЛС нужны не только кабель и оборудование, но и расходные материалы. Они обеспечивают качество сварки, защиту соединений, крепление кабеля и чистоту оптических поверхностей.

К основным расходным материалам относятся:

• КДЗС для защиты сварных соединений;
• безворсовые салфетки;
• изопропиловый спирт или специализированные средства очистки;
• чистящие кассеты и палочки для коннекторов;
• маркировочные материалы;
• стяжки и элементы фиксации;
• бандажная лента;
• кронштейны;
• зажимы;
• подвесная арматура;
• защитные трубки и вводы;
• кассеты и органайзеры для волокон.

Расходные материалы лучше закладывать с запасом, особенно для крупных объектов и удаленных трасс. Недостаток КДЗС, чистящих средств или крепежа может задержать монтаж не меньше, чем отсутствие крупного оборудования.

Инструменты для монтажа ВОЛС

Качественный монтаж ВОЛС невозможен без специализированного инструмента. Минимальный набор зависит от задачи, но обычно включает оборудование для разделки кабеля, подготовки волокна, сварки, очистки и измерений.

Современный сварочный аппарат при качественной подготовке волокна позволяет получать низкие потери на сварном соединении. Но итоговое качество зависит не только от аппарата, а также от скола, чистоты волокна, состояния электродов, типа волокна, условий работы и квалификации монтажника.

Измерительное оборудование

Измерения нужны для приемки ВОЛС и контроля качества монтажа. Нельзя оценивать линию только по тому, что оборудование «подняло линк». Связь может работать на момент запуска, но иметь недостаточный запас по оптическому бюджету или скрытые дефекты.

Оптический рефлектометр

Рефлектометр показывает события по длине линии: сварки, разъемы, изгибы, повреждения, обрывы, отражающие события и участки с повышенными потерями. Он помогает найти место проблемы и оценить качество монтажа.

Измеритель мощности и источник излучения

Комплект из источника излучения и измерителя мощности применяют для измерения вносимых потерь линии. Это важный метод приемки, который показывает суммарное затухание между двумя точками.

Инспекция коннекторов

Загрязненные коннекторы — одна из частых причин проблем в ВОЛС. Перед подключением разъемы нужно осматривать и очищать. Даже небольшой загрязнитель на торце может увеличить потери, вызвать отражения или повредить сопрягаемый коннектор.

Как выбирать оборудование и материалы для ВОЛС

Начать с задачи сети

Сначала нужно определить, для чего строится линия: подключение двух объектов, сеть доступа, магистраль, промышленная сеть, операторская инфраструктура, резервный канал или распределенная сеть на территории предприятия.

От задачи зависят тип кабеля, количество волокон, активное оборудование, топология, требования к резервированию и измерениям.

Рассчитать оптический бюджет

Оптический бюджет показывает, достаточно ли мощности передатчика и чувствительности приемника для работы линии с учетом всех потерь. В расчет включают:

• длину кабеля;
• затухание волокна;
• сварные соединения;
• разъемные соединения;
• сплиттеры;
• аттенюаторы;
• кроссы и патч-панели;
• системный запас.

Дополнительные потери не снижают скорость напрямую. Они уменьшают запас по мощности. Если запас становится недостаточным, могут появиться ошибки, нестабильная работа или отказ соединения.

Проверить совместимость компонентов

Перед закупкой нужно проверить совместимость:

• трансиверов и портов оборудования;
• типа волокна и длины волны;
• коннекторов и адаптеров;
• UPC/APC-полировки;
• кабеля и муфт;
• кроссов и пигтейлов;
• сплиттеров и требований PON-системы;
• температурного исполнения оборудования и условий объекта.

Компоненты должны подходить друг к другу не только физически, но и по оптическим, электрическим и эксплуатационным параметрам.

Учитывать условия эксплуатации

Для наружной прокладки важны влага, ультрафиолет, температура, механические нагрузки, ветровые и гололедные воздействия. Для грунта — давление, влага, риск повреждения, наличие брони и защитных труб. Для зданий — пожарные требования, удобство обслуживания и защита от механических повреждений.

Один и тот же кабель не стоит применять во всех условиях. Конструкция должна соответствовать месту прокладки.

Не экономить на критичных элементах

На надежность ВОЛС особенно сильно влияют:

• качество кабеля;
• правильный выбор муфт;
• качество сварки;
• чистота коннекторов;
• корректная коммутация;
• соответствие трансиверов задаче;
• измерения после монтажа;
• исполнительная документация.

Экономия на этих элементах может привести к переделкам и авариям. Оптимизация должна заключаться не в снижении качества, а в точном подборе характеристик под задачу.

Частые ошибки при строительстве ВОЛС

Неправильный выбор типа волокна

Многомодовое волокно не подходит для протяженных линий, если выбранная скорость и стандарт передачи не поддерживают нужную дальность. Одномодовое волокно чаще выбирают для магистральных и длинных линий, но его тоже нужно согласовывать с оборудованием и расчетом бюджета.

Ошибки при выборе трансиверов

Модуль может не соответствовать типу волокна, длине волны, дальности или требованиям оборудования. Также возможны проблемы совместимости с конкретным коммутатором или маршрутизатором.

Смешение UPC и APC

Коннекторы UPC и APC нельзя соединять между собой. Такое подключение приводит к плохому контакту, высоким потерям и риску повреждения торцов.

Экономия на расходниках и очистке

Грязные салфетки, плохая очистка, некачественные КДЗС или нарушение технологии разделки могут испортить даже хороший кабель и качественное оборудование.

Отказ от измерений

После монтажа ВОЛС нужно измерять. Рефлектометрия помогает проверить события по линии, а измерение вносимых потерь показывает фактическое затухание. Без измерений часть дефектов может остаться незамеченной.

Неправильный выбор муфты

Муфта должна соответствовать условиям установки, количеству кабелей, емкости волокон и способу обслуживания. Недостаточная герметизация или неудобная укладка волокон повышают риск проблем при эксплуатации.

Помогаем проектировать ВОЛС

Официальный дилер
завода Инкаб
с 2009г.

Продукция из статьи в каталоге

Выбрать категорию Весь каталог