Bazele muncii cu fibre optice

Tranziția de la conductorii de cupru la fibrele optice aduce cu sine și nevoia de noi instrumente și aptitudini. În afara dobândirii cunoștințelor teoretice, instalatorii trebuie să-și îmbunătățească și aptitudinile manuale, deoarece lucrul cu fibra optică necesită o abordare diferită, una mai minuțioasă.

Asemenea celorlate rețele de comunicare și transport al datelor prin intermediul unui mediu de transmisie fizic (nu considerăm aici radio/wireless) procesul instalării unui sistem bazat pe fibră optică poate fi împărțit în trei etape principale:

• tragerea cablurilor
• montarea conectorilor și a componentelor pasive
• instalarea și configurarea componentelor activ

Modul în care sunt așezate cablurile are o directă influență asupra gradului de atenuare al semnalului optic transmis. Fiecare cablu conține una sau mai multe fibre. Tipul fibrei determină raza minimă de îndoire, însă instalatorul nu trebuie să confunde această valoare cu cea specifică întregului cablu.

Raza minimă de îndoire a cablului este de obicei de 20 de ori diametrul său. Raza minimă de încovoiere a unei singure fibre depinde de tipul acesteia. De exemplu, raza minimă de îndoire este de:

• 30 mm pentru fibre G.652D
• 10 mm pentru fibre G.657A1
• 7.5 mm pentru fibre G.657A2

În cazul sistemelor FTTH (Fiber To The Home), se recomandă fibra G.657A2, deoarece raza minimă de îndoire are valoarea cea mai mică (rază mică – poate fi îndoită mai strâns). Acest lucru îi ușurează munca instalatorului și reduce numărul de probleme asociate cu creșterea atenuării semnalului cauzate de îndoiri ascuțite (unghiuri drepte, etc.)

În timpul instalării cablurilor nu este permisă depășirea forței maxime de tracțiune. Spre deosebire de cablurile coaxiale sau torsadate, localizarea unei erori în fibră nu este ușor de făcut decât dacă instalatorul are un reflectometru.

Conectarea și configurarea unui dispozitiv optic activ nu sunt dificile, procedurile sunt în general similare cu cele ale rețelelor LAN bazate pe cabluri UTP. Cu toate acestea, instalatorul trebuie să țină cont de două chestiuni importante:
1. Lumina laser IR este invizibilă pentru ochiul uman, însă poate fi foarte dăunătoare – toate conexiunile trebuie făcute înainte să se pornească vreun dispozitiv
2. Dispozitivele optice trebuie să fie foarte bine curățate – orice murdărie va amplifica atenuarea semnalului.

Cele mai multe probleme pe care le întâmpină instalatorii începători au loc în timpul conectării fibrelor optice. Mai jos se găsesc câteva sfaturi practice comune pentru toate tipurile de îmbinări (îmbinare prin fuziune, îmbinare mecanică, lipire și lustruire). Sperăm că îi vor ajuta pe cei ce vor să înceapă lucrul cu fibra optică.

Nu este doar datoria proprietarului/investitorului să se gândească la viitorul reţelei de date ci şi a instalatoului. Acesta ar trebui să îşi informeze clienţii de necesitatea folosirii unor cabluri cu fibre optice „de rezervă” deoarece acestea pot fi folosite în viitor pentru exinderea rapidă a reţelei.
O conexiune punct-la-punct necesită două fibre sau, utilizând tehnologia WDM, una singură. De exemplu, atunci când sunt necesare patru fibre, este mai rezonabil să se folosească un cablu cu 8 fibre (cele mai uzule cabluri FO au 2, 4, 6, 8, 16, 24 fibre). Cablurile cu fibră optică sunt ieftine, însă costul de re-instalare poate fi destul de ridicat și ar trebui evitat, așa că e mult mai bine să existe câteva cabluri de rezervă în cazul în care va fi nevoie de ele în viitor sau pur și simplu ca rezervă în cazul în care o fibră nu funcționează.

Rezerva de cablu pentru reţeaua clădirii este stocată pe suportul special montat pe perete.

Se recomandă să se lase o lungime adițională de cablu pe un suport special de cablu – în general, în jur de 10 m. Atenuarea adițională este neglijabilă în comparație cu cea cauzată de îmbinări și de conectări. În viitor, rezerva de cablu ar putea rezolva problemele care se ivesc pe neașteptate (o nouă locație a serverului, nevoia de a schimba dispunerea cablurilor etc.). Având un cablu de rezervă, instalatorul poate aduce modificări fără costurile suplimentare care ar apărea în cazul montării unui nou cablu.

Așa cum am menționat anterior, cablurile și fibrele au fiecare raze minime de îndoire. Cea mai ușoară și mai rapidă soluție pentru interconexiunile cablu/fibră și pentru terminații este folosirea cadrelor și cutiilor de distribuție. Acestea forțează poziționarea corectă a cablurilor și fibrelor și previn deteriorarea accidentală la interconexiuni și terminații.

Echipamente folosite:

• tăvi – componente ale cutiilor și cadrelor de distribuție
• cadre de distribuție – pentru reţele ce folosesc deja rack-uri 19″
• cutii – în sistemele mai mici, pentru terminarea traseelor

Învelișurile protectoare ale cablurilor optice pot fi îndepărtate cu ajutorul unor instrumente tipice cum ar fi cuțite, cuttere, strippere. Este de la sine înțeles că instalatorul trebuie să aibă mare grijă de fibrele expuse. Întreg cablul, cu mantaua și tecile protectoare trebuie introdus în cadru/cutie și ataşat ferm de acestea.

1. Cablu de interior – teacă LSZH, fibre cu tampon de 0.9mm
2. Cablu universal – tub central cu gel, teacă LSZH, fibre cu tampon de 0.25mm
3. Cablu de exterior – tub central cu gel, teacă LLDPE, fibre cu tampon de 0.25mm

Dacă este vorba de un cablu de exterior, cu gel, este necesară curățarea fibrelor cu alcool izopropilic de gelul protector, înainte de a insera capătul fibrei în cutie.

Firele de aramidă folosite pentru consolidarea mecanică a cablurilor optice trebuie îndepărtate în momentul instalării. Pentru această operațiune trebuie folosită o foarfecă de tăiere Kevlar. Aceste instrumente special construite, făcute din materiale tari, asigură rezultate bune și durabile. Folosirea unor cuțite sau foarfece obișnuite nu va produce efectul dorit în cele mai multe cazuri, fiind riscantă pentru fibrele optice (în principal din cauza forței suplimentare de care este nevoie pentru a separa firele.)

Construcția lamelor foarfecelui Kevlar – are zimți speciali care
permit tăierea firelor tari de aramidă

Această etapă este cea mai dificilă. Locul în care se lucrează ar trebui păstrat curat, iar instalatorul trebuie să folosească instrumentele de lucru cât mai precis și mai eficient.

Fibrele extrase au de obicei diametre de 0.9 mm (900 μm) sau de 0.25 mm (250 μm). Sunt alătuite din multiple straturi – miez, teacă, tampon, înveliş protector.
În funcție de tipul fibrei, miezul are diametrul de 62.5 microni (pentru multi-mode) sau de 9 microni (single-mode). Teaca are diametrul de 125 micrometri, iar tamponul de 250 micrometri.
Acesta este ultimul înveliș pentru cablurile umplute cu gel, culoarea lor depinzând de standardul GB13993.3-2001. În cazul celorlalte cabluri, învelișul protector este de obicei de 0.9 mm și colorat corespunzător. Fibrele de acest tp sunt folosit în interiorul cablurilor de distribuţie, inclusiv a celor de acces ușor, cu interior gol.

Stripperul este folosit pentru a îndepărta tamponul și învelișurile protectoare înainte de tăiere

Indiferent ce metodă se aplică pentru tăiere/conexiune, grosimea finală a fibrei ar trebui să fie de 125 micrometri, atât în cazul fibrelor single-mode, cât și în cel al fibrelor multi-mode. Astfel, cea mai bună alegere este un instrument universal care să poate îndepărta învelișurile fibrelor cu grosimi variate.

Stripperul pentru fibră optică
L5905

Stripper-ul are trei cavităţi. Primul dintre acestea este folosit la îndepărtarea bufferului de 250 microni în cazul fibrei optice cu miez de 125 microni. Cel de al doilea, la reducerea tamponului de 900 microni până la 250 microni. Ultimul orificiu este utilizat pentru fibrele optice cu jacheta de 2-3 mm. Aici stripping-ul se face până la tamponul de 900 de microni.

După pregătirea capătului fibrei, aceasta trebuie curățat de orice murdărie și reziduu lăsate în urma îndepărtării învelișurilor. În acest sens, este recomandată folosirea alcoolului izopropilic (IPA). Lavetele trebuie să fie cțt mai curate, să nu aibă praf pe ele.

Solventul de curățare IPA și șervețele anti-praf pot fi utilizate și pentru curățarea ferulii conectorului.

Curățarea corectă/incorectă a fibrei

Fibra bine pregătită și curățată poate fi secționată. Pentru această operațiune există instrumente special concepute, care asigură că va fi efectuată cu precizie. Tăierea este cel mai important pas pentru o îmbinare de calitate și pentru o atenuare cât mai scăzută a conexiunii.

Procesul de tăiere este similar cu cel al secționării geamurilor, a bucăților de sticlă. Miezul este doar zgâriat iar apoi clivarea propriu-zisă se obține în urma îndoirii fibrei. Fibra nu mai trebuie curățată după această oprațiune. O greșeală des făcută de utilizatorii cleaverului F1-6000 este aplicarea unei forțe excesive în momentul îndoirii fibrei. Acest lucru duce la fisuri microscopice și la o suprafață opacă.

Folosirea corectă/incorectă a cleaverului

Capetele de fibră bine pregătite pot fi îmbinate după diferite metode, de ex. îmbinarea prin fuziune, îmbinarea mecanică sau lipire și lustruire.
Îmbinarea prin fuziune se realizează prin intermediul unor aparate speciale care topesc capetele fibrelor printr-un arc electric. Această metodă asigură cele mai bune rezultate, însă echipamentul ar putea fi prea scump pentru companii de instalări mici sau pentru instalatorii pe cont propriu.
Îmbinările mecanice se realizează cu ajutorul unor casete speciale de plastic, care poziționează capetele fibrelor. Gelul optic folosit în astfel de dispozitive reduce efectele tăieturilor imprecise și elimină golul care ar putea apărea între fețele capetelor fibrelor.

Oricare ar fi metoda adoptată, lungimea fibrei lăsată liberă trebuie să corespundă dispozitivului folosit pentru îmbinarea prin fuziune sau pentru cea mecanică. În caz contrar, conexiunea ar putea cauza atenuări importante, ce ar reduce distanța legăturilor, sau chiar ar face imposibilă transmisia datelor.

Îmbinările de fibre sunt delicate, ceea ce înseamnă că trebuie protejate corespunzător. Cea mai bună metodă este plasarea acestora în cutii special construite. Majoritatea cutiilor de instalare care se folosesc nu au compartimente speciale pentru îmbinări, însă este ușor de instalat tăvi destinate îmbinărilor în interiorul lor.

Instrument pentru localizarea vizuală a erorii VFL650-5
L5934

Prin folosirea îmbinărilor mecanice, instalatorul poate să verifice calitatea conexiunilor pe principiul „scurgerilor” de lumină. VFL650-5 L5934 este construit pentru a testa cablurile de fibră optică single-mode și multi-mode cu conectori cu ferulă de 2.5mm. Emite lumină vizibilă (de 650 nm), iar puterea sa este suficientă pentru a acoperi legături de până la 5km.

Odată cu finalizarea unui rețele de fibră optică, instalatorul ar trebui să măsoare atenuarea traseelor și conexiunilor. Măsurătorile pierderilor puterii optice se realizează cu ajutorul aparatelor de măsurare cu sursă de lumină calibrată și stabilă. Nu este acceptată măsurarea atenuării cu ajutorul dispozitivelor active, precum modulele SFP sau convertoarele de mediu de transmisie. Imprecizia și instabilitatea acestor surse de lumină încorporate în astfel de dispozitive nu permite o măsurătoare de încredere, putându-se ajunge la erori de 1 dB.

Măsurarea unei traiectorii optice: un cablu de x km, două îmbinări și două
pigtailuri cu conectori – o atenuare totală de 0.4 dB

Schema de mai sus ne ilustrează configurația tipică de măsurare cu sursa laser GRANDWAY și cu aparatul optic de măsurare. Orice măsurătoare trebuie făcută în același interval de transmisie cu cel al sistemului optic ce va fi folosit.

Măsurătorile de atenuare a traseului optic permite în primul rând verificarea calității instalării, însă acesta nu este singurul scop pentru care se fac aceste măsurători. Din punct de vedere practic, determinarea atenuării ar putea fi necesară pentru a decide dacă trebuie să se utilizeze atenuatori optici.

Dispozitivele active pentru fibră optică sunt caracterizate în principal de doi parametri – de puterea la ieșire a emițătorului și de sensibilitatea receptorului (în cazul transmițătoarelor WDM, un singur dispozitiv este și emițător, și receptor.)

În cazul distanțelor scurte (de exemplu, în clădiri), dispozitivele cu putere mare la ieșire ar putea supraîncărca sau chiar distruge echipamentul de recepție. Măsurătoarea corectă a atenuării traiectoriei optice îi permite instalatorului să își dea seama ce tip de atenuator ar trebui folosit în cazul respectiv.

Informații despre bugetul de putere optică al unei conexiuni pe fibră.