Quali sono i diversi tipi di cavo in fibra ottica e come scegliere quello giusto?
I due tipi di fibra nucleo: monomodale e multimodale
Prima di addentrarsi negli stili di rivestimento e negli ambienti di installazione, ogni decisione sulla fibra ottica inizia con una domanda fondamentale: monomodale o multimodale? Queste due categorie di fibre differiscono a livello del vetro e determinano la distanza di trasmissione, il limite massimo della larghezza di banda e il costo complessivo del sistema.
- Diametro del rivestimento: 125 µm
- Portata tipica: da 10 km a 100 km
- Lunghezze d'onda: 1310 nm e 1550 nm
- Ricetrasmettitori: basati su laser, costo più elevato
- Utilizzo: backbone delle telecomunicazioni, WAN a lungo raggio
- Diametro del rivestimento: 125 µm
- Portata tipica: da 300 m a 2.000 m
- Lunghezze d'onda: 850 nm e 1300 nm
- Ricetrasmettitori: basati su VCSEL, a costo inferiore
- Utilizzo: data center, LAN aziendale, SAN
Gradi di fibra multimodale: da OM1 a OM5
Lo standard TIA-568 classifica fibra multimodale: quali sono i diversi tipi di cavo in fibra ottica e come scegliere quello giusto? in cinque gradi multimodali ottici (OM). Ogni grado successivo migliora la larghezza di banda e supporta velocità dati più elevate su distanze maggiori.
OM5 introduce il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda corta (SWDM), consentendo più lunghezze d'onda su un filo di fibra. Ciò apre la strada ad applicazioni 400G e persino 1T sull'infrastruttura OM5 esistente moltiplicando i canali senza sostituire il cavo.
Ambiente di installazione: interno, esterno e sepoltura diretta
Oltre alla fibra di vetro stessa, il rivestimento esterno e la struttura interna devono adattarsi all'ambiente fisico. L'utilizzo di un cavo esterno in ambienti chiusi crea pericolo di incendio; l'utilizzo di un cavo per interni all'esterno provoca un deterioramento prematuro della guaina. Le quattro categorie di ambienti principali sono descritte di seguito.
Combina tubi sciolti riempiti di gel, un'armatura in acciaio ondulato e uno spesso rivestimento esterno in polietilene per resistere per decenni all'umidità del terreno, al gelo e alla pressione del suolo. Profondità di sepoltura tipica: 60–90 cm sotto il livello.
Trasporta sia un rivestimento esterno resistente ai raggi UV che uno strato interno ignifugo che soddisfa i requisiti del plenum o del montante. Elimina la scatola di giunzione all'ingresso dell'edificio, riducendo le perdite di inserzione e i punti di manutenzione a lungo termine.
Tabella delle dimensioni del cavo in fibra ottica
Le dimensioni fisiche sono importanti durante i calcoli di riempimento dei condotti, la gestione dei vassoi e la pianificazione del raggio di curvatura. La tabella seguente ne fornisce un rappresentante Tabella delle dimensioni del cavo in fibra ottica che copre il numero di fibre comuni in un design di cavo rotondo standard a rivestimento singolo.
| Conteggio delle fibre | ca. diametro esterno (mm) | minimo Raggio di curvatura (mm) | Peso (kg/km) | Applicazione tipica |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 3.0–4.0 | 25-30 | 10-15 | Cavo patch/codino |
| 6 | 5.5–6.5 | 50–55 | 30–40 | Breve distribuzione interna |
| 12 | 7.0–8.5 | 60-70 | 55–75 | Dorsale montante/campus |
| 24 | 9.5–11.0 | 80–95 | 90–120 | Distribuzione dei data center |
| 48 | 12.0–14.0 | 100-120 | 160–200 | Alimentatore universitario/OSP |
| 96 | 15.5–18.0 | 130–150 | 280–340 | Tronco ad alta densità |
| 144 | 18.0–22.0 | 150–180 | 400-500 | Dorsale delle telecomunicazioni |
| 288 | 23.0–27.0 | 180–220 | 700–850 | Ufficio centrale/tronco MSO |
Utilizzo di cavi assemblati in fibra ottica da 100 piedi
A Cavo in fibra ottica da 100 piedi (circa 30,5 metri) è una delle lunghezze preterminate più comuni utilizzate nei data center, nelle installazioni AV e nelle aree patch aziendali. A questa distanza, ogni tipo di fibra, da OM1 a OM5 e tutte le varianti monomodali, funziona bene entro i propri limiti prestazionali.
Tipi di connettori su scala di 100 piedi
Budget di perdita di inserzione a 30 metri
0,1–0,3 dB
<0,1dB
>0,6dB
Per un tipico gruppo LC duplex OM4 da 30 m, la perdita di inserzione totale rimane ben al di sotto di 1 dB, lasciando un margine sostanziale per le connessioni del pannello di connessione e la sensibilità del ricetrasmettitore nelle applicazioni 10G e 25G.
Stili di costruzione dei cavi: Tight Buffer, Loose Tube e Ribbon
L'architettura interna di un cavo in fibra ottica ne determina la flessibilità, la densità, il metodo di installazione e la facilità di accesso alla campata media. Tre stili di costruzione principali coprono la maggior parte delle applicazioni.
Uno strato termoplastico da 900 micron applicato direttamente sulla fibra rivestita da 250 micron. Produce un'unità rigida e robusta, facile da maneggiare, spelare e terminare.
Le fibre si trovano all'interno di tubi tampone sovradimensionati riempiti di gel, disaccoppiati dalle sollecitazioni meccaniche e dai cambiamenti di temperatura. Standard per impianti all'aperto e corse a lunga distanza.
Fibre multiple legate in array piatti (4, 6, 8 o 12 di larghezza). Consente la giunzione a fusione di massa: tutte le 12 fibre di un nastro si uniscono simultaneamente in circa 30 secondi rispetto a 3-5 minuti per fibra individualmente.
Tipi di cavi in fibra ottica speciali
Oltre alle categorie standard, una gamma di cavi speciali soddisfa requisiti specifici di prestazioni, sicurezza o ambientali. L'errata specificazione di un cavo standard laddove è richiesto un prodotto speciale porta a problemi di conformità o al degrado prematuro del sistema.
Armatura metallica ad incastro - nastro di acciaio ondulato o alluminio - tra il nucleo interno e il rivestimento esterno. Fornisce resistenza allo schiacciamento nominale di 2.200 N o superiore e resistenza ai roditori senza condotto rigido. Popolare nei laboratori, nelle sale macchine e negli impianti industriali.
Obbligatorio in tunnel, navi, ospedali e trasporti pubblici dove i rivestimenti standard in PVC rilascerebbero gas alogeni tossici quando bruciati. I composti LSZH producono fumo minimo e nessun gas corrosivo. Richiesto in molti regolamenti edilizi europei e sempre più specificato nei progetti sanitari e di trasporto nordamericani.
Utilizza un profilo indice di rivestimento trench-assisted o nanostrutturato per confinare la luce con raggi di curvatura fino a 7,5 mm senza perdita di segnale misurabile. I gradi ITU-T G.657.A1 e G.657.A2 sono standard nelle installazioni di derivazione FTTH e nei percorsi monomodali stretti all'interno degli edifici.
Un design del nucleo non circolare o con asta di sollecitazione mantiene un singolo asse di polarizzazione su lunghe distanze. Utilizzato in giroscopi a fibra ottica, sensori interferometrici e sistemi DWDM coerenti in cui lo stato di polarizzazione incontrollato della fibra standard è inaccettabile.
Guaine robuste in elastomero termoplastico classificate da -40°C a 85°C, carichi di trazione fino a 2.700 N e progettate per avvolgimenti e svolgimenti ripetuti in ambienti sul campo. Tipicamente da 2 a 12 fibre con connettori rinforzati con terminazione sul campo.
Come selezionare il cavo in fibra ottica giusto
La selezione del cavo corretto è un processo a più variabili. Il diagramma di flusso seguente illustra un percorso decisionale strutturato dai requisiti dell'applicazione alle specifiche finali.
Criteri di selezione chiave
Test e conformità agli standard
Ogni installazione di cavo in fibra ottica deve essere convalidata rispetto a standard riconosciuti prima di essere accettata in servizio. I principali metodi di prova e gli standard applicabili sono descritti di seguito.
Lancia un impulso nella fibra e misura le riflessioni nel tempo per mappare le perdite di giunzione, gli eventi del connettore e le rotture della fibra lungo l'intera lunghezza. Strumento principale per la certificazione dei collegamenti OSP, dei tratti montanti lunghi e di qualsiasi percorso in cui l'accesso a campate intermedie sarebbe difficile dopo la messa in servizio.
TIA-526-14 (multimodale) e TIA-526-7 (monomodale) definiscono come misurare la perdita di inserzione end-to-end e la perdita di ritorno. Un set di test certificato misura la perdita effettiva rispetto al budget di perdita calcolato dal canale. Un fallimento richiede l'individuazione e la correzione dell'evento con perdite elevate prima della firma.
Riferimento agli standard applicabili
| Standard | Ambito | Regione |
|---|---|---|
| TIA-568.3-D | Componenti di cablaggio in fibra ottica - cablaggio strutturato | Nord America |
| ISO/IEC11801 | Cablaggio generico — Classi OF-300, OF-500, OF-2000 | Internazionale |
| CEI 60794 | Specifiche di prodotto per cavi interni, esterni e canalizzati | Internazionale |
| ITU-T G.652 / G.657 | Fibra monomodale standard e insensibile alla piegatura | Internazionale |
| UL 1666/NFPA 262 | Prove al fuoco per cavi con classificazione montante e plenum | Nord America |
Domande frequenti
Q1: Qual è la differenza tra la fibra multimodale OM3 e OM4?
Entrambi utilizzano un core da 50 µm ottimizzato per il laser, ma OM4 ha una larghezza di banda di lancio sovraccarica più elevata: 4.700 MHz·km contro 2.000 MHz·km per OM3. In termini pratici, OM4 supporta 100G su 150 metri rispetto ai 100 metri di OM3. Per le nuove costruzioni di data center, OM4 è il minimo consigliato perché il costo incrementale rispetto a OM3 è piccolo rispetto alla portata estesa e al maggiore margine di aggiornamento che offre.
Q2: Posso utilizzare il cavo in fibra ottica per esterni in ambienti chiusi?
Nella maggior parte delle giurisdizioni, il cavo esterno non può essere posato all'interno di un edificio oltre una breve distanza di transizione, in genere non più di 15 metri dal punto di ingresso dell'edificio, senza passare a un cavo interno classificato. I rivestimenti per esterni in HDPE non soddisfano le norme antincendio per montanti o plenum e rilasciano fumi tossici quando bruciati. Utilizzare un cavo interno-esterno a doppia classificazione che abbia la classificazione antincendio adeguata per la parte interna del percorso.
Q3: Come posso leggere la tabella delle dimensioni di un cavo in fibra ottica?
Inizia identificando il numero di fibre richiesto, quindi conferma che il diametro esterno (OD) rientra nel rapporto di riempimento del condotto, generalmente il 40% della sezione trasversale interna del condotto per un singolo cavo. Controlla il raggio di curvatura minimo rispetto alle svolte più strette del tuo percorso: superarlo causa una perdita permanente del segnale. Infine, verificare il peso per chilometro rispetto alla tensione di trazione e ai valori di campata della passerella portacavi o del sistema di supporto.
Q4: Quale connettore devo utilizzare con un cavo in fibra ottica da 100 piedi?
LC duplex è standard per i ricetrasmettitori SFP, SFP e SFP28 utilizzati in apparecchiature 1G, 10G e 25G. SC è comune sui vecchi dispositivi per telecomunicazioni e sui telai di distribuzione passivi. Per i moduli ottici paralleli — QSFP 40G, QSFP28 100G — è necessario un connettore MPO/MTP che trasporta 8 o 12 fibre in una ghiera. Verificare sempre le specifiche dell'interfaccia ottica del ricetrasmettitore prima di ordinare un gruppo preterminato.
D5: È preferibile la fibra monomodale o multimodale per una rete universitaria?
Per i collegamenti tra edifici inferiori a 500 metri dove la velocità attuale è 10G o 40G, il multimodale OM4 è conveniente perché i ricetrasmettitori VCSEL sono significativamente meno costosi degli equivalenti monomodali. Per collegamenti superiori a 500 metri o dove è previsto il collegamento diretto 100G, OS2 monomodale è la scelta migliore a lungo termine. Molti campus implementano la modalità monomodale nella dorsale dell'impianto esterno e la modalità multimodale all'interno di ciascun edificio per la distribuzione orizzontale e montante.
Q6: Cosa significa OFNP e quando è richiesto?
OFNP sta per Optical Fiber Non-conductive Plenum: il più alto grado di resistenza al fuoco per i cavi in fibra per interni. È necessario in qualsiasi spazio in plenum utilizzato per la circolazione dell'aria nel sistema HVAC, come lo spazio aperto sopra un controsoffitto o sotto un pavimento sopraelevato. I cavi OFNP utilizzano materiali di rivestimento a bassa emissione di fumi conformi allo standard NFPA 262. L'utilizzo di un cavo con classificazione inferiore in uno spazio plenum viola le norme edilizie e crea un serio pericolo per la sicurezza della vita.
D7: Quanta capacità di fibra di riserva devo installare?
Le migliori pratiche consigliano almeno il 50% di fili di fibra in più rispetto a quelli attualmente necessari: se il tuo progetto richiede 12 fibre, specifica un cavo da 24 fibre. Il costo incrementale di trefoli aggiuntivi durante l'installazione iniziale è minimo rispetto alla manodopera e ai disagi derivanti dal successivo passaggio di un secondo cavo attraverso un edificio occupato. Per i percorsi della dorsale del campus che comportano lo scavo di scavi, alcuni architetti di rete prevedono fino al 100% di riserva perché i costi di costruzione civile dominano il budget totale del progetto.
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