Optofiber – teori och kabeltyper/trender i kablingsvärlden

Expertpanelen för tele och data

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Voltimums Expertpanel Tele och Data Mats Stahl ELKO Hans Engberg Nexans Thomas Andersson Schneider

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Trender

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Vad kommer krävas av näten? – Bandbredd, applikationer – Power Over Ethernet, PoE – Immunitet mot yttre störningar • Vad kommer näten användas till? – Normal datakommunikation – Strömmatning/ monitorering av aktiva produkter – Larm övervakning och andra fastighetsapplikationer – Belysning • Kostnad över tiden? – Väger vi in kostnad över tiden? Hur kommer framtidens datanät se ut?

Bandbredd och applikationer? • Prestanda på dagens datorer? – 1 Gigabit/S • Vad är det för prestanda på ett Kategori 6 nät? – Länk=100m – 1 Gigabit/S • Vad bör livslängden vara för ett datanät i en fastighet? – 15-20 år? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Bandbredd och applikationer? ● Kategorier/ Applikation – Kat 5e 1G – Kat 6 1G – Kat 6A 10G – Kat 7A 40G ● Kategorier/ Installerade nät – Kat 5e 11% – Kat 6 76% – UTP 63% – STP 13% – Kat 6A 10% – Kat 7A 3% Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs 76% av näten som byggs idag, är begränsade till dagens datorer

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Kat 5e 0% Kat 6 60% Kat 6A 35% (80% STP) Kat 7-7A 2% Övrigt 3% Kat 5e 11% Kat 6 76% (68% UTP) Kat 6A 10% (80% STP) Kat 7-7A 3% Sverige - UTP 70% - STP 30% Kat 5e 19% Kat 6 49% Kat 6A 28% (78% STP) Kat 7-7A 3,8% Kat 5e 29% Kat 6 51% Kat 6A 18% (70% STP) Kat 7-7A 2% Bandbredd och applikationer? ● Källa BSRIA

Power Over Ethernet ● Trend: – Produkter strömförsörjs via TP- kabel 13-15 Watts 25-30 Watts 60 Watts Up to 95 Watts

Power Over Ethernet • PoE, PoE+ – IEEE 802.3af-2003 upp till 15W (port), 12,95W. – IEEE 802.3at-2009 upp till 30W (port), 25,5W, (2 par av 4) • 4 par= 60W • PoE ger möjlighet att spara energi: – Möjligt att tidsstyra när enheter skall vara aktiva. – Det spar energi i datahallen, där man kyler bort värmen som alstras per port. • PoE – Avbrottsfri kraft

Power Over Ethernet

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Power Over Ethernet Full-HD video Audio Ethernet Power supply Control commands

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Immunitet mot yttre störningar • Överhörning mellan kablar – Alien Cross Talk • Separationsavstånd – Kraft/Data – Övriga störkällor • Dimensionering av anläggning – Val av kabeltyp, oskärmat/ skärmat (typ av skärm) – Kanalisationens utförande

Kostnad över tiden? Vad bör man väga in? – Behov av bandbredd i framtiden – Framtida applikationer/ funktioner • 10 Gbit Ethernet? • Power Over Ethernet? – Strömförsörjning via nätet – Monitorering/ styrning / Energibesparing? – UPS avbrottsfri kraft • Fastighetsfunktioner – Larm, Övervakning .. – Pris på produkterna (Kat 6 till Kat 6A?) – Pris på installationen (2/3)? – Pris på kanalisationen, dimensionering – Funktionsgaranti, underhållskostnader • Kat 6A mycket mer för lite extra? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Grundläggande Optoteknik Kabeltyper

Utvecklingen • 1934 Patent optiskt telefonsystem, Carl Zeiss – infrarött ljus – ”wireless” • 1960 talet Första produkten 1000 dB/km per fiber • 1970 Under 20 dB/km per fiber • Idag 0,20 dB/km

Opto/elektrisk sändare Lysdiod eller laser Fiberoptiska kontakdon Fiberoptisk kabel Opto/elektrisk mottagare Ljusdetektor Optisk signal Optisk överföring av data

Ugn (ca 2000 °C) Diametern kontrolleras Primärskydd läggs på “Preform” (glas-stav, 1000 fiberkilometer) Spole Optisk fiber • Tillverkning av optisk fiber – Optisk kärna / hölje

3 3 = MANTEL = AKRYLAT 2 2 = HÖLJE = GLAS 1 1 = KÄRNA = GLAS Optisk Fiber 250µm

Fibertyper 62.5 µm 125 µm 62.5/125 125 µm 50 µm 50/125 Multimod

8-10 µm 125 µm Singelmod Fibertyper

Varför olika fibertyper?  Singelmod (SM)  hög bandbredd  låg dämpning, långa transmissionsavstånd med hög bithastighet  Idag och i framtiden  Dyrare transmissionsutrustning  Ljuskälla - Laser  Multimod (MM)  medium bandbredd  högre dämpning= korta avstånd  Idag LAN  Lägre kostnad för transmissionsutrusningen  Ljuskälla – LED, VCSEL Hastighet (bit/s) har stor påverkan på avstånd

Fiberklasser - ISO11801, EN50173 • Multimod – OM1 62,5/125 LAN – OM2 50/125 LAN – OM3 50/125 LAN, 10 Gbit – OM4 50/125 Datacenters, 40 – 100 Gbit • Singelmod – OS1 9/125 Äldre fibertyp – OS2 9/125 Infrastruktur 40 km Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Ljusets färger : Våglängder  VÅGLÄNGDEN bestämmer färgen på ljuset  Mänskliga ögat kan bara se färger som ligger mellan våglängderna 750 nm (röd) och 420 nm (violett) RÖD VIOLETT VISIBLE SPECTRUM INFRARÖD ULTRAVIOLETT 750 nm 420 nm  Typisk kort fibervåglängd är 850 nm (dvs 0,00000085 m)  Typisk lång fibervåglängd är 1310 nm

Våglängder 850 1300 1550 LED VCSEL LASER LASER MM FIBER SM FIBER VCSEL nm

Dämpning Dämpningen i en optisk fiber är starkt våglängds-beroende.Den orsakas av absorption och spridning av ljuset Dämpning anges i dB/km - 3 dB betyder en halvering av ljuseffekten

Dämpning, exempel  En SM-fiber har dämpningen 0,2 dB/km  Ett ”överföringssystem” sändare + mottagare klarar ca 35 dB total dämpning  Teoretisk sträcka som man kan köra signalen utan mellanförstärkare blir då = 35/0,2 = 175 km  Detta är inte riktigt sant eftersom det blir andra förluster  svetsskarvar  kontakter mm  Sträckor på 100 km är inga problem

Dämpning  62.5/125 @ 850 nm = 3,2 dB/km  62.5/125 @ 1300 nm = 0,9 dB/km  50/125 @ 850 nm = 3,0 dB/km  50/125 @ 1300 nm = 1,0 dB/km  SM @ 1300 nm = 0,35 dB/km  SM @ 1550 nm = 0,20 dB/km Anger förlusten i fibern (dB/km) Typiska värden : Multimod Singelmod

Dispersion  Bithastigheten begränsas av dispersion, som orsakar breddning hos ljuspulserna. Denna breddning ökar med fiberns längd. T T ”Optisk distorsion”

Optiska fibrer och standard  ITU-T International Telecommunication Union  G.651 - Multimod graded index optisk fiber (50/125)  G.652 - Standard singelmodfiber (10/125)  G.653 - Dispersionsskiftad singelmodfiber  (G.654 - Cut-off-skiftad singelmodfiber)  G.655 - Non-zero dispersionsskiftad fiber  G.657 – Böjtålig fiber  IEC - International Electrotechnical Commission  EN - European Norm

Böjtålig fiber, G657 Minsta tillåtna böjradie utan dämpnings- ökning!

KABELTYPER Kabelkonstruktioner • Unitube • Kablar med fibertuber • Spårkärnekablar ?

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Unitube 2 – 24 fiber Rätt Kabeldesign Unitube, accesskablar Mantel Tub Fiber omslutna av dragavlastande glasgarn

Rätt Kabeldesign Tuber runt dragavlastare Tuber med 12 – 24 fiber FRP stav, central dragavlastare

Rätt Kabeldesign Spårkärna med ribbon (fiber i band) Spårkärna – centrumelement med ”fack” för fiberband. Fiberband (ribbon) – band med 4 eller 8 fiber parallellt sammanfogade. Ger hög fiberpacktäthet, upp till 640 fiber förekommer Ribbon – 4 eller 8 fiber lagda parallellt ochsammanfogade med ett skikt av akrylat

Rätt Kabeldesign Spårkärna med tuber Tuber med 12 eller 24 fiber Spårkärna med fack för tuber

LOOSE TUBE = 2 - 24 fiber, lagda med överlängd i en fettfylld tub (2-3 mm) Fiber i tub

FAST SEKUNDÄRSKYDD = Hytrel isolerad fiber (0.9 mm) ”Tight Buffer” Hytrel = ett tjockare acrylatskikt Fibertyp med fast sekundärskydd

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Rätt kabel i rätt miljö

Mark • Markinstallation • Snabbt och säkert i marken – Design • Anpassad för utomhusförläggning • Längsvattentät • UV-skyddad • 4 – 384 fiber

Stolplinjer • Stolplinjer – Kraftlinjer som kan användas för telekommunikation • Design – Anpassad för luftledning – Dragtålig även för yttre påfrestningar – Längsvattentät – Robust konstruktion – Islast och spannlängd – UV-skydd

Tunnelbanor och tunnlar • Tunnelbanor och tunnlar – Förläggning på kabelstege eller i kanalisation • Design – Brandsäker – Gnagarskyddad, armering – Hög mekanisk hållbarhet

Järnvägar • Järnvägar – Design • Anpassad för … – Luftledning – Kanalisation » Gnagarskydd – Direktförläggning i banvall » Trycktålig

Vatten • Sjöar, kuster, kanaler – Vattenvägar som kommunikations-kanaler • Design – Armerad med ståltråd – Totaltät – Mekaniskt tålig även för yttre påfrestningar Ståltub

Kraftkablar • I mellan- och lågspänningskablar – Inbyggd kanalisation • Design – Anpassad för mikrokanalisation – Små dimensioner

Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Mats Stahl ELKO Hans Engberg Nexans Thomas Andersson Schneider Voltimums Expertpanel Tele och Data

Publicerad: 10 oktober 2014 Kategori: Elseminarium