Az optikai kábelezés gyakorlatáról

2006/6. lapszám | netadmin |  11 513 |

Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az optikai kábelezés gyakorlatáról Ma már elképzelhetetlen munkahely, sőt lassan az otthon is a számítógépek és azok működését lehetővé tevő strukturált hálózatok nélkül. A hálózatok működését befolyásoló elemek közül az egyik legmeghatározóbb a ...

Az optikai kábelezés gyakorlatáról

Ma már elképzelhetetlen munkahely, sőt lassan az otthon is a számítógépek és azok működését lehetővé tevő strukturált hálózatok nélkül. A hálózatok működését befolyásoló elemek közül az egyik legmeghatározóbb a kábelezés, hiszen ez köti össze az egyes aktív elemeket, miközben jelentős távolságokat hidal át. Ebből adódóan a kábelek a strukturált hálózat "legérzékenyebb" elemei is, mivel a kábelek kerülnek kapcsolatba a környezeti zavaró tényezőkkel. A külső zavaró tényezők mellett nagyon fontos szerepe van a szabványokban rögzített értékek betartásának is, ami esetenként korlátokat szabhat a tervező, kivitelező számára. A számítógépes hálózatok tervezésének kialakítása során ennek megfelelően fokozott figyelmet kell fordítani a kábelek kiválasztására is.

Napjainkban a strukturált hálózatok kialakítása során a csavart érpárú kábelek és az optikai kábelek felhasználása a jellemző.
A csavart érpárú kábelek felhasználhatóságát a már előbb említett két tényező, a külső zavarokra való érzékenység és a szabványokban leírt szigorú távolságértékek befolyásolják. A külső zavaró tényezők ellen megfelelő árnyékolással védekezhetünk: ez esetben azonban gondoskodni kell a megfelelően árnyékolt csatlakozókról, illetve az árnyékolás folytonosságáról is. Csavart érpárú kábel esetén a szabvány előírja számunkra, hogy két aktív elem között a távolság (kábelhossz) - beleértve a fali és patch kábeleket is - maximum 100 méter lehet. Ennél nagyobb távolság áthidalása esetén erősítőelem használata szükséges.

Az optikai kábel alkalmazása gyakorlatilag mindkét problémára megoldást nyújt, mivel ebben az esetben az információt fény továbbítja, ami érzéketlen a külső zavarokra, és több tíz km áthidalását is lehetővé teszi számunkra aktív elem használata nélkül! Emiatt az optikai kábeleket elsősorban épületek közötti összeköttetés létrehozására, valamint épületen belül a függőleges kábelezés kialakításánál használjuk. Amellett, hogy teljes védelmet kapunk a külső zavaró tényezőkkel szemben, még az épületek, szintek villamos elválasztása is megoldottá válik.
Tehát a néhány évvel ezelőtt még misztikumnak számító optikai szálak ma már át és átszövik mindennapjainkat. Az üvegszálban történő információtovábbítás roppant egyszerű: a fényvisszaverődés elvén alapul. Ha megfelelő törésmutatójú anyagokat - jelen esetben üveget - használunk (bár már folynak kísérletek a műanyag alkalmazására is), a fény nem tud egyik rétegből a másikba átlépni. Ugyanezt a jelenséget figyelhetjük meg, ha a szökőkút vízsugarát megvilágítjuk (1. ábra).
Az optikai szál tehát két eltérő törésmutatójú üvegből készül. Az információt a szál belsejében terjedő fény szállítja. A fény kibocsátásához és vételéhez az optikai szál mindkét végén infravörös vagy lézerdiódára van szükség. A kibocsátott fénysugarak visszaverődnek a szigetelő rész széléről, és így jutnak el a szál másik végére (3. ábra).
Az információ a szál belsejében, a szál típusától függően két módon terjedhet.

1. Multimódusú optikai szál
(multimode optical fiber)
A multimódusú szál több frekvencián is képes a fény nagyobb távolságra való eljuttatására, bár az egyes frekvenciák körüli sávszélesség némileg kisebb, mint az egymódusú szál esetében. A multimódusú optikai kábel magátmérője tipikusan 50, illetve 62,5 mikron.
Fajtái a következők.
. Jelugrós szálak: ezekben a fény hirtelen változtatja meg irányát.
. Gradiens szálak: ezekben a fénysugárirány fokozatosan változik meg.
Épületek között általában a 62,5/125 ?m gradiensjelű szálakat használják (3. ábra).

2. Monomódusú vagy egymódusú
optikai szál (single-mode fiber)
Ez olyan optikai szál, mely csak egy adott frekvencián - és annak közvetlen környezetében - képes a fény átvitelére, más frekvenciákon a szál csillapítása igen erős. Az egymódusú szálak valamivel nagyobb sávszélességen képesek jelátvitelre, mint a multimódusú szálak. A monomódusú szál átmérője 9 ?m (4. ábra).
A gyakorlatban az optikai szál sokkal kevésbé ellenálló a külső mechanikai igénybevételekkel szemben, mint a csavart érpárú kábelek. Ha megvizsgáljuk egy valóságos optikai kábel szerkezetét, akkor az információt hordozó üvegszálak körül különféle védőrétegeket találunk (5. ábra). Az erősen igénybevett kábelek esetén ezeken kívül még fém védőréteget is találunk.
Ahhoz, hogy a kábeleken továbbított információ eljusson a munkaállomáson dolgozó címzetthez, meg kell oldani a csatlakoztatást a kábelek, patch panelek és az aktív készülékek között, vagyis ki kell alakítani az optikai csatornát (6. ábra).
Az optikai csatlakozók kerülnek az optikai patch panelek csatlakozó tartóiba. A optikai patch panelek gyakorlatilag csak ezeknek a csatlakozóknak a befogadására szolgáló tokozatok, amelyek mindkét oldalára egy-egy csatlakozó kerül (7. ábra).
Az elméleti bevezető után nézzük meg a gyakorlati alkalmazásokat.
Az optikai hálózat
kialakításához szükséges
elemek tehát a következők:
. optikai kábel,
. optikai csatlakozók,
. optikai patch panelek,
. aktív elemek és az őket befogadó szekrények.

Optikai kábelek
Az optikai kábelek kiválasztásánál lényeges szempont a felhasználás helye, és a kábelt érő külső behatások. Más a kialakítása a beltéren és más a kültéren használt kábeleknek. Ennek megfelelően a nedves környezetnek kitett kábelek esetén gondoskodni kell a vízhatlanságot biztosító rétegről, míg a mechanikai behatásoknak kitett kábelek esetén fém védőréteget is alkalmazni kell.

Optikai csatlakozók
A megfelelő csatlakoztatások kialakításához a szabványok és a saját igényeink alapján több csatlakozótípusból választhatunk (8. ábra).
Az optikai hálózatok elterjedésével ma már nem csak a patch panelek és az aktív elemek közötti kapcsolatot kell megoldanunk, egyre többször jelentkezik igényként az optikai csatlakoztatás megvalósítása a munkaállomásokon is. A jelentősebb gyártók törekszenek arra, hogy az optikai csatlakozók befogadását biztosító aljzatok kialakítása megegyezzen a helyiségben felszerelésre került többi szerelvényével. Ez azt jelenti, hogy az azonos méret, külső megjelenés egységes arculatot ad a helyiségben megtalálható villamos szerelvényeknek. Emellett lehetőséget biztosít a hagyományos funkciók és bármely típusú optikai csatlakozó sorolására is, mégpedig úgy, hogy a csavart érpárú kábelek esetében betartandó, a két feszültségszint elválasztására vonatkozó előírásokat nem kell betartani, hiszen az optikai kábelben a fény szállítja az információt. Nem kell soroláskor a világítási hálózatban folyó áram hatására fellépő zavarokkal sem számolni, mivel az optikai kábelek ezekkel szemben teljesen érzéketlenek.
Munkahelyek kialakításánál a kábelcsatornába szerelhető csatlakozók használata a legjelentősebb (9. ábra).

Patch panelek
Az optikai patch panelek kettős szerepet játszanak. Fiókszerű kialakításukból adódóan egyrészt védik az optikai szálakat a mechanikai sérülésektől, törésektől. A fiókban az optikai szálak megfelelő sugarú feltekercselését biztosító szerkezet található. A másik feladatuk pedig az optikai csatlakozók fogadása mindkét irányból (10. ábra).
A korszerű modulrendszerű patch panelek biztosítják számunkra egy panelen belül a csavart érpárú és az optikai szálak fogadását is, sőt lehetőség van moduláris médiakonverter alkalmazásával a villamos és optikai jelek átalakítására is. Természetesen a szálak védelmét ekkor is biztosítani kell a megfelelő tekercselő szerkezetet tartalmazó optikai kötéstartó kazetta alkalmazásával (11. ábra).

Szerelési technológiák
Az optikai szálak és a csatlakozók összeszerelésére napjainkban két eljárás terjedt el. Ezek a ragasztásos és a gyors krimpelő technológiák. Mindkét esetben gyakorlatra van szükség a megfelelő minőségű csatlakoztatáshoz.

Krimpelés
A krimpeléssel felszerelhető csatlakozók installálása a technológiából adódóan sokkal egyszerűbben elsajátítható. Szinte minden gyártó, aki optikai kábelekkel és azok tartozékaival foglalkozik, szervez képzéseket, amiken megtanítják a szakszerű szerelést.
Akármelyik módszert is választjuk, az első lépések azonosak. El kell távolítani a védelmi rétegeket az üvegszálról. Ha beltéren alkalmazható kábelt szerelünk, ez a következő lépésekből áll.

. A külső műanyag védőburkolat eltávolítása. Ehhez a lépéshez speciális csupaszoló szerszám áll a rendelkezésünkre, ami biztosítja, hogy a vezető szál semmiképpen se sérüljön meg.
. A védőburkolat eltávolítását a kevrál védőszálak levágása követi. A szerelődobozokban ehhez is megtalálható a megfelelő vágóeszköz.
. Ezt követően most már az üvegszálat közvetlenül borító műanyag védelem eltávolításán a sor. Ezt egy csípőfogóhoz hasonló eszközzel végezhetjük el, ami szintén tartozéka a szerelőkészletnek. Az eltávolítás során ügyelni kell arra, hogy megfelelő szögben tartsuk a szerszámot, ami megközelítően 450-os szöget jelent a szálhoz képest. Ha ennél kisebb a szög, könnyen elvághatjuk az üvegszálat is, ha nagyobb, nem jön le a burkolat.
. Ugyanezzel a szerszámmal a már lecsupaszított vezető- szálról a műgyanta bevonatot is el tudjuk távolítani.
. Miután mechanikailag megtisztítottuk üvegszálunkat, alkoholos letörléssel eltávolítjuk a csupaszolás folyamán kezünkről rátapadt zsíros szennyeződéseket.
Ezután már a kiválasztott technológiától függ a további tevékenységek sora.

Ragasztásos eljárás
. Miután megtisztítottuk az optikai szálat, feltöltjük ragasztóval csatlakozónkat, és felhúzzuk a csatlakozó védősapkáját a szálra. Nagyon fontos, főleg az első időszakban erre fokozottan figyelni, hiszen ez a csatlakozó felszerelése után már nem pótolható!
. Óvatos csavaró mozdulatokkal átdugjuk a ragasztóval feltöltött csatlakozón a vezető szálat. A munkafolyamat közben mozgatással kell megkeresni a csatlakozón átvezető furatot. Mindenképpen kerülni kell a szál erőltetését, mert az könynyen eltörhet. A munkafázis végén az üvegszál túllóg a csatlakozón.
. Az így előkészített csatlakozót melegítő eszközbe helyezzük a ragasztó megkötésének meggyorsítása miatt.
. A ragasztó megkötése után óvatosan letörjük a felesleges szálat. Vigyázzunk arra, hogy a szál véletlenül se kerülhessen bőrünk alá!
. Ezt követően csiszolással alakíthatjuk ki a megfelelő véget az üvegszálon, ami maradéktalanul biztosítani fogja számunkra az információt hordozó fénysugár szabad áramlását, csiszolás közben mikroszkóp segítségével vizsgáljuk a csiszolat minőségét. Ha már megfelelőnek ítéljük a felületet, a már ismertetett mérési módszerekkel ellenőriznünk is kell, hogy biztosak lehessünk a csatlakozó megfelelő minőségében.
Gyors krimpelési eljárás
Ahogy ez az eljárás nevében is megtalálható, gyors csatlakozószerelést tesz lehetővé számunkra, mivel itt nincs szükség ragasztóra, így a száradási időt nem kell kivárni. Egy csatlakozó felszerelése gyakorlattól függően 3-5 perc. A folyamat lépései a következők.
. Az előzőleg már megtisztított szálon sablon segítségével bejelöljük a szükséges méreteket (készülékbe történő befogás, törés helyét).
. Ebben az esetben sem szabad megfeledkezni a védősapka felhelyezéséről!
. A jelöléseknek megfelelően befogjuk az üvegszálat a törőszerszámba, aminek segítségével könnyedén ki tudjuk alakítani a megfelelő törési felületet, amit a készletben található mikroszkóppal ellenőrizhetünk.
. A megfelelően kialakított véggel rendelkező szálat óvatosan a csatlakozóba helyezzük a beillesztő szerszám segítségével, ami segíti helyére húzni és rögzíteni az optikai szálat.
. A krimpelőszerszám segítségével mechanikusan is rögzítjük a csatlakozót a fényvezető szálon, majd elvégezzük az ellenőrző mérést.

Bármelyik technológiát, illetve bármely kábelt, optikai paszszív vagy aktív elemet is választjuk, szeretném felhívni a figyelmet a névnélküli gyártmányok kerülésére. Lehet, hogy kicsit drágább a márkás termék, de nagyon sok későbbi kellemetlenségtől tudjuk ezek használatával magunkat megóvni. Kummer Zoltán

---