Włókna optyczne doganiają kable miedziane

Zalety okablowania i sieci optycznych są dobrze znane. Włókna optyczne pozwalają na transmisję większej ilości danych, szybciej i na większe odległości niż kable miedziane. Włókna optyczne są nieprzewodzące, wobec czego nie mają na nie wpływu szumy elektryczne, błyskawice, interferencja elektromagnetyczna (EMI) czy radiowa (RFI). Zajmują mniej miejsca, są niewrażliwe na wibracje, nie rdzewieją w obecności elektrolitów oraz w innych nieprzyjaznych warunkach. Niektórzy użytkownicy podkreślają, że włókna optyczne są bezpieczniejsze, ponieważ nie da się zainstalować podsłuchu bez odnotowania przerwy w transmisji. To dobre wiadomości.

Są i złe: kable z włókna optycznego są droższe niż miedziane, trudniejsze w instalacji, delikatniejsze i w większym stopniu narażone na utratę danych z powodu przerwania linii. W rezultacie instalowano je zazwyczaj w rozległych sieciach szkieletowych o wysokiej przepustowości, wchodzących w skład większych sieci przemysłowych i telekomunikacyjnych. Często stykały się one i pobierały dane z opartych na kablach miedzianych systemów roboczych. Niemniej wady włókien optycznych w ostatnich latach zniwelowano i obecnie znaczna część komponentów jest niemal tak tania jak miedź, są one łatwiejsze w instalacji i wystarczająco elastyczne, aby zwijać się jak precle bez pęknięć czy utraty wydajności. Postęp ten pozwala na użycie ich w wielu nowych zastosowaniach i konfiguracjach, zarówno na liniach produkcyjnych, jak i bliżej poziomu urządzenia.

Przewaga miedzi naprawdę zmalała. „Coraz częściej włókno optyczne dochodzi do samego komputera na biurku i optycznych kart sieciowych między sterownikami, przełącznikiem aż do kart wejścia/wyjścia” – mówi Alex Johnson, dyrektor działu rozwoju zaawansowanych technologii firmy Invensys Foxboro. „Włókna optyczne nie dotarły do poziomu czujnika lub urządzenia wejścia/wyjścia, ponieważ połączenie między zaworem a urządzeniami wejścia/wyjścia ciągle musi być miedziane, aby móc doprowadzić zasilanie. Poza tym praktycznie wszędzie, gdzie dotąd funkcjonowała sieć oparta na kablach miedzianych, można dziś użyć włókien optycznych.”

 

Podstawy

 Światło przechodzi przez rdzenie wszystkich kabli optycznych o wysokim współczynniku załamania światła odbijając się od powłok o niskim współczynniku. Według Fiberoptic Sensors Technical Guide Keyences’a wyróżnia się dwa podstawowe typy włókien optycznych – plastikowe i szklane. Plastikowe włókno optyczne składa się z jednego lub więcej włókien z żywicy akrylowej o średnicy od 0,25 do 1 mm, zamkniętych w osłonie z polietylenu. Włókno szklane tworzą włókna o średnicy od 10 do 100 µ, zamknięte w rurce ze stali nierdzewnej, która pozwala na ich użycie w temperaturach do 350 °C.

 Włókna optyczne występują w dwóch typach: kable jednomodowe o cieńszym rdzeniu i wielomodowe o grubszym. Używając technologii WDM (Wavelength Division Multiplexing), zarówno jedno-, jak i wielomodowe włókna optyczne mogą bez interferencji jednocześnie transmitować sygnały na różnych długościach fali.

Okablowanie miedziane przenosi natomiast sygnały analogowe 4-20 mA po tradycyjnym, standardowej grubości kablu lub skrętnice w róż- norodnych konfiguracjach. Przepustowość ich wynosi 100 Mbps na odległość do 100 metrów.

 

 Wpływ Ethernetu

 Mimo pojawienia się okablowania optycznego daleka jeszcze droga do wyparcia miedzi. Nie tylko pozostaje ona materiałem najbardziej rozpowszechnionym, ale najnowsze osiągnięcia technikitchnęły w nią nowe życie. Na przykład stały postęp technologii Ethernet na poziomie zakładu produkcyjnego pozwala skrętce przenosić większą ilość i to bardziej skomplikowanych danych. Podobnie przyjęcie przez IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers) standardu 802.3af PoE (zasilanie przez Ethernet – Power-over-Ethernet) najprawdopodobniej zmniejszy koszty i wymagania wobec okablowania miedzianego, ponieważ wielu użytkowników będzie mogło używać jednego kompletu kabli tam, gdzie zwykle stosowano dwa. „Właśnie wtedy, gdy myślisz, że z miedzią już koniec, ona się udoskonala” – dodaje Bob Weiland, krajowy kierownik marketingu w firmie Graybar.

Jim Montague