Optikai hálózatok 1.ea Dr.Varga Péter János
Elérhetőségek Dr.Varga Péter János E-mail: varga.peter@kvk.uni-obuda.hu Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Telefon: +36 (1) 666-5140 Cím: 1084 Budapest, Tavaszmező u. 17. C ép. 508. WEB: www.vpj.hu 2
Félévi követelmények Félévközi követelmények: A vizsgára bocsátás (aláírás megszerzésének) feltétele a TVSz. előírásait nem meghaladó hiányzások, ill. az előírt zárthelyi dolgozat(ok) teljesítése legalább elégséges (2) szinten. A Zárthelyi dolgozat időpontja: 13. oktatási hét A pótlás módja: Az Óbudai Egyetem tanulmányi szabályzata szerint. A vizsga módja: Vizsga a teljes félévi anyagból írásban. A hallgató csak akkor vizsgázhat, ha az aláírást megszerezte. 3
Az optikai hálózat helye és szerepe a távközlésben 4
Optikai szálas kommunikáció megjelenése különböző hálózati szegmensekben 5
Történelem A hálózatok fejlődésének kezdetén különféle célorientált hálózatok jöttek létre: távközlő hálózatok műsorelosztó hálózatok adathálózatok Fejlődés integrált hálózatok létrejötte Megvalósult: eszközök szintjén hálózatok szintjén 6
A jelátvitel fizikai közegei 7
Az optika története 1960 félvezető lézer felfedezése 1966 fényvezető szálas átvitel elve 1970-es évek; első generációs rendszerek (MM) 1978-81 második generációs rendszerek (SM) 1987 koherens detektálás (10 3 Gbit/s km) 1990-es évek eleje; optikai erősítők (EDFA) 8
Üvegszál alapú kábelek 9
Optikai összeköttetés 10
Üvegszál alapú kábelek előnyei Magas fokú zavarvédettség Óriási távolságok hidalhatók át Elérhető legmagasabb átviteli sebesség Jövőálló Magas végpont sűrűségben telepíthető Csekély fizikai méret és súly 11
Hátrányok Új technológia bevezetése Költséges új műszerek beszerzése Szakember-gárda képzése Sérülékenység és illesztési problémák 12
Hajszál Fényvezető szál 13
Optikai kábel ötlete Az optikai szál egy olyan hengeres, szigetelt, könnyen hajlítható szál, amely fényt továbbít az üvegmag belsejében, a teljes fényvisszaverődés elve alapján. Az üvegmagos optikai szálakat majdnem mindig szilícium-dioxidból készíti Ahhoz, hogy az optikai jel teljes fényvisszaverődéssel a magban terjedjen tovább, a mag törésmutatójának nagyobbnak kell lennie, mint a héjnak 14
Fénytörés elmélete 15
Teljes visszaverődés 16
Optikai szál kialakítása 17
Optikai kábel szerkezete A mag/köpeny viszonya: multimodusú szálban 50/125 μm, 62.5/125 μm, 100/140 μm monomódusú szálban 9 or 10 / 125 μm 18
A fény hullámtermészete 19
A fény hullámtermészete 20
Szálak átviteli paraméterei 21
Csillapítás hőmérsékletfüggése 22
A kvarcüveg csillapítása a (db/km) 10 UV abszorpció IR abszorpció 1 OH gyök 0.1 I. II. III. Rayleigh szórás 850 1300 1550 l (nm) 23
Az átviteli ablakok 24
A diszperzió 25
A kromatikus diszperzió 26
Numerikus apertúra 27
Optikai szál gyártása 28
Preform készítése 29
30
Szálhúzás 31
Kábelgyártás 32
33
Szál geometriai hibák 34
SZ sodrat 35
Pászma kialakítása 36
Kábel típusok SM (Single Mode) MM (Multi Mode) 37
Példák az alkalmazásra 38
Kábelek 39
Beltéri kábelek 40
LAN optikai kábelek fajtái 1. Single 2. Zipcord 3. Tight-buffered 4. Unitube glass armoured 5. Unitube standard with spl 6. Multitube glass armoured 41
Optikai kábel csatlakozók 42
Földkábelezés + 43
Helyi hálózat 44
Szolgáltatók a föld alatt 45
Alépítmények Generációi: Betoncsöves Műanyagcsöves 46
Betoncsöves alépítmény 47
PVC csőrendszerek 48
Polietilén csőrendszer 49
Földmunka és csövek fektetése 50
Alépítmény 51
Alépítmény-hálózat csöveinek többszörös kihasználása 100 mm belső átmérőjű csövek alkotják, Kábel átmérője nem lehet nagyobb mint a cső átmérőjének 80%, átmérő különbség >10mm. 52
Szoros és laza köpeny 53
Pászmás kábelszerkezet 54
Fényvezető szalagkábel 55
100 és 1000 eres fényvezető kábel 56
Kábelhálózat helyigénye 57
Megszakító létesítmények 58
Minicső választék 59
Minikábel, minicső 60
Nyomvonalvezetés külterületen 61
Optikai földkábelek behúzása A kábelbehúzás többféleképpen is megvalósítható a már előre lefektetett alépítménybe: kézi, vagy csörlős behúzással átfúvatásos módszerrel beúsztatásos módszerrel 62
Kábel kézi fektetés 63
Kézi módszer 64
Csörlős kábelfektetés 65
Kézi, illetve csörlős behúzás 66
Kézi lefektetés (Csörlős behúzás) Legnagyobb egyben behúzható hossz: 150-200 méter. Napi teljesítmény kb. 2000 méter. Viszonylag lassú A védőcső megbontása, illetve helyreállítása miatt egyéb járulékos költségek is felmerülnek A kábelre nagyjából 60 Kg tömeg által kifejtett mechanikai erő hat. Ebből kifolyólag és a lehetséges feszülések miatt a kábelek mechanikai sérülései nem zárhatóak ki. 67
Kézi, illetve csörlős behúzás 68
Húzóerőmérő 69
Átfúvatásos módszer 70
Kábel befúvó szerkezet 71
72
Beúsztatásos módszer 73
Kábelvédő cső 74
Optikai kábel telepítése 75
Kábelvédő cső 76
Cső szerelvények 77
Fektetési módok 78
Erőgépre épített vakond-eke 79
Vakond-ekés módszer 80
A vakond-ekés módszer jellemzői Előnyei: nem szükséges alépítmény a gép kb. 10 km/nap teljesítményű gyors Hátrányai: köves-sziklás talajban nem alkalmazható nehezebben javítható (nem lehet tartalékból után húzni) 81
82
Telepítés burkolatbontás nélkül 83
Vízszintes talajfúró 84
Eszközök Föld alatti hálózatkiépítésnél: kábelbehúzó eszközök csörlők (elektromos) szivattyúk kompresszorok egyéb (pl. pneumatikus berendezések) 85
Nyomvonal jelölő, kereső 86
Nyomvonal jelölő, kereső 87
Irható marker 88
Utcai mikrokábel 89
90
Csatorna kábel 91
Speciális helyeken 92
93
94
Légvezetékes hálózat építése 95
Csigás felhúzás, függesztés 96
Csigás felhúzás, függesztés 97
Technológiai kábeltartalék 98
Kötés 99
Kisfeszültségű faoszlop 100
Közvilágítási betonoszlop 101
ADSS típusú fényvezető kábel 102
103
OPGW típusú kábel 104
OPGW típusú kábel 105
106
Zúzmara terhelés 107
Harang kötés 108
Bontható-zárható kötés 109
Szálkötés kazetta 110
Szálmenedzselés kazettában 111
Szálvégződtetés 112
FTTH elosztó 113
Patch átkötés az elosztóban 114
Optikai rendező betét 115
Forrás Antók Péter: Fényvezető hálózat Fényvezető hálózati kábelek Antók Péter: Szélessávú optikai hálózatok tervezése Antók Péter: Fényvezető hálózat Fényvezető hálózati szerelvények Antók Péter: Fényvezető hálózat Fényvezető hálózati anyagok Nagy Szilvia: Optikai szálak Vigh Sándor: Fénytávközlési alapismeretek 116