Uvod
V arhitekturi sodobnih poslovnih omrežij, podatkovnih centrov in telekomunikacijskih prostorov je fizični medij, ki prenaša-hitre podatke, prav tako kritičen kot aktivna elektronika, ki jih prenaša. Medtem ko zunanji kabli prenašajo težke okoljske razmere, kot so vlaga, ekstremna temperaturna nihanja in neposredna sončna svetloba, notranja okolja predstavljajo povsem drugačen niz operativnih prednostnih nalog. Znotraj zgradb imajo strukturna varnost, optimizacija prostora, upogibnost-z ozkim{3}}polmerom in stroga skladnost s požarno varnostjo prednost pred robustnimi oklepi ali težkimi-vodo-elementi za blokiranje.
Notranji optični kabel služi kot ključna povezava, ki povezuje tla, telekomunikacijske omare, strežniške stojala in posamezne delovne postaje. Načrtovanje, določanje in nameščanje teh kablov zahteva temeljito razumevanje klasifikacij vlaken, notranje strukturne konstrukcije in mednarodnih gradbenih predpisov. Za omrežne inženirje, upravljavce objektov in strokovnjake za strukturirano kabliranje je izbira pravilnih notranjih optičnih vlaken bistvenega pomena za zagotavljanje vrhunske zmogljivosti omrežja in strogega upoštevanja predpisov o življenjski varnosti. Ta izčrpen vodnik raziskuje osnovne klasifikacije, strukturne zasnove in predpise, ki urejajo optične napeljave v zaprtih prostorih.
1. Osnovne klasifikacije: enojni-način v primerjavi z več-načinom v notranjih okoljih
Pri načrtovanju notranjega omrežja prva temeljna odločitev vključuje izbiro med eno- in več-vrstami vlaken. Ta izbira narekuje razdaljo prenosa, modalno pasovno širino in stroške aktivnega oddajnika-sprejemnika, povezane s fizično plastjo.
Več-mode Fiber (MMF) za podjetja in omrežja podatkovnih centrov
Več{0}}načinovna vlakna so prevladujoč medij, ki se uporablja v notranjih poslovnih zgradbah, lokalnih omrežjih (LAN) in strežniških omaricah podatkovnih centrov. Z večjim premerom jedra-običajno 50 mikrometrov za sodobna vlakna razredov OM3, OM4 in OM5-več-mogoča hkratno širjenje več načinov svetlobe. Ta zasnova dovoljuje uporabo stroškovno{10}}učinkovitih navpičnih-površinskih-emitting laserjev (VCSEL) kot optičnih svetlobnih virov, s čimer se znatno zmanjšajo skupni stroški strojne opreme za povezave kratkega-do-srednjega dosega.
Stopnje uspešnosti:Več{0}}načinski notranji kabli so razvrščeni v stopnje zmogljivosti, ki jih določa standard TIA/EIA. Vlakna OM3 in OM4 so optimizirana za 10Gbps, 40Gbps in 100Gbps ethernetne prenose na razdaljah od 300 do 550 metrov, zaradi česar so idealna za-gradbene dvižne cevi in vodoravne vode. OM5, znan tudi kot širokopasovno več-načinsko vlakno (WBMMF), podpira kratkovalovno razdeljeno multipleksiranje (SWDM), ki omogoča, da več valovnih dolžin potuje po enem samem vlaknu, da se poveča učinkovitost pasovne širine.
Enosnim-Vlakno (SMF) za visoko{1}}hitrostno hrbtenično vožnjo
Enom{0}}načinsko vlakno ima mikroskopsko jedro s premerom približno 9 mikrometrov, ki prepušča samo en žarek svetlobe brez notranjega odboja. Medtem ko so pretekla notranja omrežja zaradi ekonomičnosti oddajnikov dajala prednost več-načinom, sodobni podatkovni centri z visoko-gostoto in ogromna več-kampusa podjetij v večnadstropnih podjetjih vedno pogosteje uvajajo eno-načinske notranje optične povezave. Enojni-kabel v celoti odpravi modalno razpršenost, kar omogoča, da podatki potujejo čez kilometre s skoraj neomejeno zmogljivostjo pasovne širine, podpira-medsebojne povezave na dolge razdalje in-hitre povezave podatkovnih centrov (DCI).
2. Strukturno načrtovanje in konstrukcija notranjih kablov iz optičnih vlaken
Za razliko od zunanjih alternativ, ki dajejo prednost kovinskim oklepom in debelim polietilenskim plaščem, je kabel iz optičnih vlaken za notranjo uporabo zasnovan za največjo prilagodljivost, enostavno zaključevanje in minimalen fizični odtis v zaprtih prostorih, kot so dvignjena tla, spuščeni stropi in ozki kabelski nosilci.
Tesen-zasnova cevi v primerjavi z ohlapno-cevjo
Najbolj kritična strukturna razlika pri kablih v zaprtih prostorih je mehanizem medpomnilnika. Medtem ko zunanji kabli uporabljajo ohlapne vmesne cevi za zaščito vlaken pred toplotnim raztezanjem in vdorom vode, ima večina notranjih kablov tesen-odbojni dizajn. V tesno-zaščitenem kablu je vsako posamezno stekleno vlakno prevlečeno s trdo 900-mikrometrsko zaščitno plastično plastjo, ekstrudirano neposredno čez primarno 250-mikrometrsko prevleko. Ta zasnova zagotavlja takojšnjo mehansko zaščito stekla, omogoča neposredno zaključevanje konektorja brez potrebe po kompletih za preboj ali spajanje z fuzijo znotraj spojnih pladnjev in omogoča veliko lažje odstranjevanje kabla in rokovanje med namestitvijo na terenu.
Distribucijski in povezovalni kabli
Notranji kabli so na splošno razvrščeni v posebne funkcionalne oblike glede na njihovo uporabo:
Povezovalni kabli:Ti se pogosto imenujejo povezovalni kabli ali premostitveni kabli in imajo eno ali dve tesno-zaščiteni vlakni, obdani z aramidnimi močnimi elementi in lahkim zunanjim plaščem. So zelo prilagodljivi in zasnovani za kratke-povezave med regali opreme ali povezovalnimi ploščami.
Razdelilni kabli:Vsebujejo več tesnih-puferiranih vlaken, združenih pod enim zunanjim plaščem z močnimi elementi iz aramidne preje. Ker si vsa posamezna vlakna delijo isti plašč brez posameznih pod-enot, so distribucijski kabli kompaktni in lahki, zaradi česar so popolni za vodnike in povezave med-omarami. Ker pa nimajo posameznih pod-kabelskih plaščev, je za njihovo zaključevanje običajno potrebna povezovalna plošča, prelomni komplet ali zaključna omarica.
Prelomni (ali ventilatorski{0}}kabli:Prelomni kabli, zasnovani za robustnost in neposredno zaključevanje polja, imajo več pod-enot, od katerih vsaka vsebuje svoje lastno oplaščeno vlakno z ločenimi močnimi členi. To tehnikom omogoča, da posamezna vlakna usmerijo neposredno na različna vrata opreme, ne da bi potrebovali ločeno ploščo za povezovanje ali razdelilno omarico.
Sestavine plenuma in dvižnega plašča
Zunanji plašč notranjega optičnega kabla mora uravnotežiti fleksibilnost s strogimi lastnostmi požarne varnosti. Standardni materiali plašča, kot sta polietilen (PE) ali standardni PVC, sproščajo strupen, gost dim in hitro širijo plamen, ko so izpostavljeni ognju. Posledično notranji kabli uporabljajo specializirane spojine z nizkim-nič{3}}dimanjem-halogenov (LSZH) ali fluoropolimerne materiale, ki izpolnjujejo stroge standarde preskusa navpičnega gorenja, kar zagotavlja, da se lahko stanovalci stavbe varno evakuirajo v sili.
3. Gradbeni predpisi, varnostni standardi in požarne stopnje
Ker notranji kabli potekajo skozi stene, med tlemi in znotraj-prostorov za upravljanje zraka, jih strogo urejajo nacionalni električni in požarni kodeksi, kot je Nacionalni električni kodeks (NEC) v Združenih državah in enakovredni mednarodni standardi. Razumevanje teh ocen je bistveno za skladnost s predpisi in preprečevanje odgovornosti.
Plenum-ocenjeni kabli (OFNP)
Plenumski prostori so strukturna območja znotraj stavbe, ki se uporabljajo za kroženje zraka, običajno se nahajajo nad spuščenim stropom ali pod dvignjenimi tlemi, ki delujejo tudi kot povratni zračni kanali za sisteme HVAC. Če pride do požara, lahko ti prostori hitro porazdelijo dim in strupene pline po celotni zgradbi. Zato mora vsak notranji kabel iz optičnih vlaken, nameščen v plenumskem prostoru, imetiOFNP(ne{0}}prevodni plenum iz optičnih vlaken) aliOFCPOcena (Prevodni plenum). Plenumski kabli so izdelani s posebnimi fluoropolimernimi spojinami (kot je FEP), ki izkazujejo odlične-odporne proti ognju in nizko-dimnost, se hitro -samougasijo in oddajajo minimalno strupenih hlapov, ko so izpostavljeni visoki vročini.
Dvižni{0}}kabli (OFNR)
Dvižni prostori se nanašajo na navpične navpične jaške, komunalne kanale ali vodnike, ki potekajo med več nadstropji stavbe. Ogenj, ki se začne v nižjem nadstropju, lahko zlahka potuje navzgor skozi navpični jašek, kot je dimnik. Notranji kabli z optičnimi vlakni- z oceno dvižnega kabla nosijoOFNR(ne{0}}prevodni dvižni vod iz optičnih vlaken) aliOFCROcena (Prevodni dvižni vod). Dvižni kabli so izdelani tako, da uspešno opravijo preskus navpičnega plamena UL 1666-ft, kar zagotavlja, da kabel preprečuje širjenje ognja navzgor od tal do tal. Medtem ko je dvižne kable mogoče namestiti v navpične jaške, ne morejo nadomestiti plenumskih kablov v povratnih-prostorih za upravljanje zraka.
Splošni-standardi in standardi za nizko-brezdimnost-halogenov (LSZH)
Za splošne{0}}namenske aplikacije v zaprtih prostorih, ki ne prečkajo dvižnih vodov ali plenumskih prostorov-kot so vodoravni vodi znotraj ene pisarniške sobe-splošni-kabli (kot so oznake OFN ali OFT), se uporabljajo. Poleg tega dajejo svetovni trgi velik poudarekNizka-nič dima-halogen (LSZH)specifikacije. Kabli LSZH ne vsebujejo halogenskih spojin (kot so fluor, klor ali brom). Tradicionalni PVC ali fluoropolimerni plašči lahko pri gorenju sproščajo kisle pline, ki poškodujejo občutljivo elektronsko opremo in predstavljajo resno nevarnost za zdravje. Notranji kabli iz optičnih vlaken LSZH popolnoma odpravijo emisije halogenov, zaradi česar so standardna zahteva za javne zgradbe, tranzitne postaje in sodobne zelene stavbe podjetij po vsem svetu.
4. Najboljše prakse za namestitev in vzdrževanje v notranjih prostorih
Pravilna namestitev in fizično upravljanje notranjega kabelskega omrežja z optičnimi vlakni sta ključna za preprečevanje poslabšanja signala in ohranjanje dolgoročne-zanesljivosti.
Upoštevanje omejitev polmera upogiba
Steklena vlakna so izjemno močna pri napetosti, vendar imajo stroge fizične omejitve glede upogibanja. Preseganje najmanjšega polmera upogiba notranjega kabla iz optičnih vlaken povzroči čezmerno obremenitev steklenega jedra, kar vodi do mikro-upogibnih ali makro-izgub pri upogibu-, kjer svetloba uhaja skozi oblogo-ali katastrofalnih fizičnih zlomov. Med namestitvijo se morajo tehniki strogo držati proizvajalčevih specifikacij glede statičnih in dinamičnih upogibnih polmerov, s čimer zagotovijo, da kabli nikoli niso ostro zviti okoli ozkih vogalov znotraj zidnih votlin ali strežniških omaric.
Upravljanje natezne obremenitve in kabelskih poti
Čeprav so notranji kabli s tesnim{0}}odbojnikom podprti z elementi iz aramidne trdnosti, je za njihovo vlečenje skozi zapletene kanale, natrpane kabelske police ali navpične dvižne cevi potrebno skrbno ravnanje. Vlečna napetost nikoli ne sme preseči največje nazivne obremenitve, ki jo je določil proizvajalec. Uporaba odobrenih vlečnih maziv, izogibanje ostrim robom na priključkih cevi in uporaba vrtljivih vlečnih ušes pomaga preprečiti strukturno deformacijo ali raztezanje občutljivih steklenih pramenov med namestitvijo.
Zaključek
Izbira, konstrukcija in postavitev notranjega kabla iz optičnih vlaken predstavljajo kritično presečišče telekomunikacijskega inženiringa in arhitekturne varnostne skladnosti. Če presega osnovne hitrosti prenosa podatkov, mora namestitev kablov v zaprtih prostorih upoštevati strukturno mehaniko, prostorske omejitve in predpise o življenjski varnosti. Omrežni inženirji lahko s skrbnim uravnoteženjem eno- in več{3}}vrst vlaken, določitvijo robustnih tesno-odpornih in oplaščenih konstrukcij ter doslednim upoštevanjem predpisov o požarni varnosti plenuma, dvižnega voda in LSZH zgradijo prožna notranja omrežja z visoko-pasovno širino, ki prestanejo preizkus časa. Ker zahteve podjetij po podatkih še naprej naraščajo, ostaja dobro-zasnovana optična infrastruktura v zaprtih prostorih prožen temelj sodobnih digitalnih zgradb.