Fiberguide. dansk el-forbund

Transkript

1 Fiberguide FIBERGUIDE Tekst Dansk El-Forbund Grafisk produktion TJECK Publishing A/S Copyright Med henvisning til loven om ophavsret er det ikke tilladt at mangfoldiggøre indholdet af bogen ej heller dele heraf uden tilladelse fra Dansk El-Forbund. DEF tager forbehold for trykfejl. ISBN nr dansk el-forbund

2 Velkommen! Dansk El-Forbund er elfagets fagforening, og vi varetager medlemmernes interesser på arbejdsmarkedet. Det gør vi bl.a. gennem en konstant udvikling af uddannelse og efteruddannelse indenfor faget. Til dette formål har vi lavet en række undervisnings- og oplysningsguider. Da der hele tiden sker en udvikling indenfor fiber, er denne guide blevet udviklet og lavet til vores medlemmer. Den er lavet med henblik på, at du som elektriker kan få et overblik og en forståelse for nutidens og fremtidens krav til kommunikationsnetværk, og det forholdsvise nye fiberområde. Der findes også mange efteruddannelsestilbud, som du kan gøre brug af. Hvis du ønsker at komme på kursus i fx fiber, kan du få en oversigt over de mulige kurser på eller via dit Jobmultimeter, som du finder på forbundets hjemmeside. Du logger dig ind på ekstranettet og klikker på ikonet Jobmultimeter. Hvorfor bruger Dansk El-Forbund ressourcer på at lave disse guider? Det findes der i hvert fald to åbenlyse svar på. For det første har vi altid ønsket at være en progressiv medspiller i udviklingen af vores branche. Det er vores opgave at skaffe medlemmerne viden om de nye teknologier og områder, så vi kan sikre elektrikernes arbejdspladser. Den anden grund er, at der dagligt trækkes kilometervis af netværkskabler og fibre af elektrikere landet over. Sørgeligt nok ender det ofte med, at det er en eller anden smart it-nørd, der installerer og sætter netværket i drift. Dansk El-Forbund mener, at dette også er en del af elektrikerens arbejdsopgaver, så arbejdsområdet skal blive en selvfølge for elektrikerne. Flere og flere forskellige former for kommunikation udføres i dag med hjælp fra det netværk som findes i bygningen. Alt er integreret. Der hentes fx produktionsdata ind til de administrative medarbejdere via virksomhedens edb-netværk, så de kan følge med i hvor mange styk, der er produceret. De forskellige delsystemer kobles sammen kommunikationsmæssigt over samme netværk, så den intelligente bygningsinstallation fx kan udveksle data med alarm- og adgangskontrolanlægget. Der bliver hentet informationer fra de forskellige systemer og de sættes sammen via netværket. Netværket vil fremover blive anvendt i endnu højere grad, end vi hidtil har kendt til. fiberguide

3 Netop derfor er det ekstra vigtigt, at elektrikeren følger med i udviklingen. Hvis dette ikke sker, ender elektrikeren som kabeltrækker og komponentmontør. Denne udvikling skal vi sammen sørge for at stoppe, så vi kommer til at løse både montøropgaver og programmering, idriftsætning og testning af netværksinstallationen, herunder fiberinstallation. Der findes en hel del kurser i fiber, så hvis dette har vakt din interesse, og du mangler noget mere baggrundsviden eller gerne vil prøve at omsætte tingene i praksis, kan vi kun opfordre dig til at søge og få den viden. Det er vores håb, at guiden vil være med til at give et løft til dig og branchen, så vi får mange spændende opgaver i fremtiden indenfor fiber. Med venlig hilsen Dansk El-Forbund dansk el-forbund

4 Indholdsfortegnelse Fiberintro 9 Hvad er et fibersignal? 10 Lyset i fiberen 14 Fibertyper 15 Multi mode fiber 16 Single mode fiber 17 Media konverter 19 Fiber i lokalnet 23 Loose tube kabler 25 Tight buffer fiber 26 Valget mellem tight buffer og loose tube kabler 26 Andre kabeltyper 27 Samling af fiber 28 Splidsning 28 Cleavning 32 Fiber konnekter typer 33 Konnekter 34 Prepoleret konnekter 38 Pigtail 39 Dimensionering 45 Multi mode beregning 46 Single mode beregning 47 fiberguide

5 Fiber i WAN 49 Brønde 52 Gadeskabe 53 Fiber i andre lande 54 Fiber i Grønland 54 Fiber på Island 57 Fiber i USA 59 Fiber i Korea 63 Fiber i Japan 65 Fiber i fremtiden 65 Hvad skal vi bruge al den båndbredde til? 66 Hvor bruger vi så denne båndbredde? 67 CWDM/DWDM systemer 69 Hvordan virker det nu? 70 Fiberværktøj 75 FTTH-teori 81 AON eller P2P 82 Passive optiske netværk 82 APON (ATM PON) 83 BPON (broadband PON) 83 EPON (Ethernet PON) 84 GPON (Gigabit PON) 84 GEPON (Gigabit Ethernet PON) 84 10GPON (10 Gigabit PON) 85 WDM-PON (Wavlength Division Multiplexing PON) 85 Distributionsnettet 87 Det tekninske 95 dansk el-forbund

6 En fiberløsning 95 To-fiber-løsning 95 Tre-fiber-løsning 95 Fibermåleudstyr 97 Dæmpnings måler 98 Return loss 99 Udlægningskvaliteten 99 OTDR 100 PMD Polarisation Mode Dispersion 103 CD Chromatic Dispersion 104 OSA Optical Spectrum Analyser 105 Pen med synligt lys 106 Produktion 107 Produktion af fiberen 108 Produktion af kappen 111 Udannelsesmuligheder 113 Kabling af fiber 114 Fejlfinding på fiber 115 Avanceret måling 115 Design og dokumentation 116 Indendørsinstallationer 116 Udendørsinstallationer 117 Blæsning og rørlægning 117 Andre kurser 118 Fiberbegreber 118 Noter 119 fiberguide

7 Materiale 1 2 Materiale 2 1 FIBERINTRO

8 Fiberintro Hvad er et fibersignal? I bund og grund konverterer vi et elektrisk signal til et lyssignal for at transmittere det over lange afstande. Der er flere parametre, der gør fiberen mere attraktiv end en kobberforbindelse, nemlig afstanden hastigheden immunitet over for støj vægt og manglende udstråling Ulemperne ved fiber kan være høj pris besværlighed manglende uddannelse affald og sikkerhed Disse ulemper minimeres dog i et stort omfang en efter en. Prisen er på vej ned, og det går stærkt, som en selvfølgelig konsekvens af et større og større marked for fiberløsninger. Fiber er blevet meget nemmere at arbejde med, og der er kommet mange smarte og mere monteringsvenlige komponenter. En udvikling som vi kun har set starten af. Der bliver afholdt mange kurser i fiber, og det er også blevet en del af elektriker-uddannelsen. Der er et bredt udvalg af efteruddannelseskurser, samt en del certificeringskurser. Affaldsproblemet er ikke blevet mindre, men det er et spørgsmål om at følge nogle simple regler. Til sidst har vi sikkerheden. Her skal vi stadig passe på os selv, vores kolleger og vores omgivelser. Reglerne er lidt besværlige, men er for det meste til at følge uden større besvær. Husk ved personsikkerhed, at det er din sikkerhed, som du har ansvar for. 10 fiberguide

9 Figur 1 Sådan ser en typisk fiberopstilling ud. Kobber Media konverter Fiber Media konverter 2 Kobber Fiber består af et stykke glas (der findes dog typer af fibre, som er baseret på plastik). Dette glas er sammensat af to forskellige glastyper, som er opbygget på en sådan måde, at lyset forbliver i midten af fiberenkernen. Dette er så omsluttet af en akrylkappe (coating), som giver fiberen en mekanisk styrke. Kappen har intet med de optiske egenskaber at gøre, men er der udelukkende for at beskytte (træk, tryk, slag, bukninger osv.) Figur 2 Kerne Cladding Coating Her ser vi fiberen, kernen i midten, omsluttede af claddingen, og til sidst en coating. Lyset bliver reflekteret inde i overgangen mellem kernen og claddingen, og det er denne total interne refleksion, der sikrer, at der er tale om et lille tab. Tabene i single mode fiber (beskrives senere) er nede på ca. 0,2dB pr. km, og det betyder at vi mister halvdelen af signalet på en strækning på ca. 15 km. Dette tab kan dog under visse omstændigheder være større og man kan nemt miste halvdelen af signalet på ganske få hundrede meter, hvis det ikke behandles på en korrekte måde Det beskrives yderligere senere i guiden. dansk el-forbund 11

10 Figur 3 Core 62,5µm 50µm Cladding Buffer 125µm 250 to 900µm n 2 = n 1 = to N.A 0.21 Her ser vi så et stykke fiber, hvor lyset reflekteres på overgangen mellem kerne og cladding. For at kunne forstå hvordan fiber virker, skal man kende til brydningsindeks. Det er et tal der beskriver hvor meget lyset bliver afbøjet, når vi går fra et materiale til et andet. På samme måde som når vi er på fisketur, ser det ud som om at snøren er knækket, hvor den rammer vandet. Det skyldes brydningsindeksforskellen på luft og vand. Det er sådan, at når en stråle(lys) går fra et materiale til et andet vil den enten blive reflekteret ved overgangen, følge overgangen, eller bryde overgangen, og gå fra det ene materiale til det andet. Figur Materiale 1 2 Materiale 2 1 Når en lysstråle går fra et materiale til et andet, kan den enten gå igennem (1), følge overfladen (2) eller blive reflekteret (3) Figur 5 Her ser vi at lysstrålen bliver reflekteret ved overgangen. På samme måde som når vi kigger langt ud i en sø og kan se en refleksion. 12 fiberguide

11 Figur 6 Reflektion Figur 7 Kritiske vinkler Her ser vi at lysstrålen følger overgangen Figur 8 Brydning Her ser vi lysstrålen bryde overgangen. Det er på samme måde, som når vi ser ned gennem noget vand og kan se noget gennem vandoverfladen. Princippet er meget simpelt, men det er vigtigt, at man overholder den vinkel som lyset kommer ind i fiberen med. Desuden skal man sørge for, at man ikke dansk el-forbund 13

12 bukker fiberen, for så vil man opleve at lyset falder ud af fiberen, som resulterer i et stort tab. Normal fiber i dag (ikke kablet) tåler at komme ned på en bukkediameter på 60mm. Kommer vi under denne diameter, vil der opstå et tab. Lyset i fiberen Lyset der bruges i fiberen er som regel usynlig. Dette skyldes at tabet er mindre ved disse bølgelængder. De bølgelængder der bruges er 850nm og 1300nm ved multi mode, samt 1310, 1490 og 1550,1625nm ved single mode. Selv om lyset er usynligt for det menneskelige øje, virker det på samme måde som det synlige lys. Det vil sige at transmitteres det gennem glas, udsættes det for et tab, og samtidig kommer der en refleksion, når det går ind eller ud af glasset. Fiberen og lyset er dog tilpasset hinanden, således at tabet er meget lille. Figur 9 Electromagnetic spectrum Synlig lys Cosmic radition T radiation UV radiation IR radiation Communications radiation X ray radiation Microwave, radar TV VHF SW Frekvens (Hz) Bølgelængde (m) 250 THz 1 THz 1 GHz 1 MHz (1 pm) (1 nm) (1 µm) (1 mm) (1 m) (100 m) Cm = km/s Cm = λ x f λ = Bølgelængde f = Frekvens Visible light Fiber tranmission wavelength range 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,31,4 1,5 1,6 µm nm 14 fiberguide

13 FIBERTYPER

14 Fibertyper Der er to hovedtyper af fiber, når vi taler om fiber, der er lavet af glas. Der findes også typer, der er lavet af plastik. Multi mode fiber Figur 1 Her ser vi forholdet mellem single mode og multi mode fiber Gengivet med tilladelse af exfo Core Core Cladding Cladding 62,5/125 (µm) 50/125 (µm) Multi mode udstyr er billigere, og bruges derfor stadig. Begrænsningen ligger i max. 2 km og en maxhastighed på 1 Gbit. Multi mode defineres i lokalnetværk som OM1, OM2, OM3, hvor OM1 har den laveste båndbredde, og OM3 den højeste båndbredde. Disse fibre er defineret i standarden ISO ITU har også defineret multi mode fiberen, og det betegnes som G.651 fiber. Der findes flere kernestørrelser. I dag bruges oftest størrelse 50um. Før i tiden var 62,5um meget udbredt. HUSK at de to typer under ingen omstændigheder må blandes sammen, da det resulterer i et stort tab. Tabet i 50um fiber er ca. 2,5dB pr. km. Ved multimode fiber bruges typisk 850 samt 1300nm. Figur 2 Kerne diameter = 9 µm 50 µm eller 62,5 µm Cladding = 125 µm Coating = 250 µm Gengivet med tilladelse fra EXFO 16 fiberguide

15 Single mode fiber Dette defineres i lokalnetværksverdenen, som enten OS1 eller OS2 typer, hvor OS2 er den bedste type. Inden for ITU-T hedder typen for G.652 som fås i 4 varianter, G.652A, G.652B, G.652C, og den som man bør bruge i dag er G.652D. Ud over denne type som går for at være standarden, er der mange varianter. Til langdistancekommunikation bruger vi G.655 typen, og en relativ ny type er G.657 som er en fiber, der tåler en meget lille bøjningsradius. Denne type som produceres af flere producenter går under flere brands, bl.a. bendbright som nok den mest kendte, og som produceres af Draka. Ud over at der er mindre bukningsradius, er det nemmere at installere. ODFer (optical distribution Frame). Fiberkrydsfeltet bliver nu mindre og kassetterne skrumper ned i størrelse. Noget som meget vel vil få indflydelse i hele FTTH ( Fiber To The Home) -branchen. Måske ikke så meget i Danmark, men mere i de lande som er ved at komme i gang inden for fiberområdet. Single mode fiber har ingen båndbreddemæssige begrænsninger. Båndbredden er reelt ubegrænset. I dag er grænsen for en bølgelænge 40GBit, og man forventer at inden udgangen af 2008 så vil 100GBit standarden være defineret. Verizion har i november 2007 idriftsat den første 100Gbit prøvestrækning på 506Km med kun brug af en farve. Der findes dog systemer WDM Wavelength Division Multiplexing, som gør at man kan transmittere med flere farver på samme tidspunkt i en enkelt fiber (beskrevet andetsteds i bogen)som bevirker at man kan komme op på mange terabit, og så handler det om store mængder data. At der er brug for disse mega eller rettere sagt tera motorveje ses tydeligt i dette eksempel. Den samlede trafik på internettet i 2005, er den samme mængde som udgik fra Youtube.com i Ingen tør drømme om hvor det ender. Alle er dog enige om, at der er brug for tera-store motorveje i fremtiden. Vi har i mange år set næsten en fordobling af datamængde der udveksles på nettet. dansk el-forbund 17

16 Figur 3 Gengivet med tilladelse af exfo Core Cladding 9/125 (µm) Single mode fiber Når vi taler om båndbredden, ser man på databladet, at der ikke er nogen form for begrænsning. Der er dog andre parametre, som er interessante. Dæmpning, altså hvor meget signalet dæmpes pr. kilometer. I normal single mode i dag, er tabet 0,2dB/Km ved 1550nm og 0,4dB/Km ved 1310nm. Det betyder at der på korte strækninger bruges 1310nm og på lange strækninger bruges typisk 1550nm. Udstyr til 1310nm er noget billigere end udstyr til 1550nm. Vi kan i dag komme op på strækninger på godt 300 km, før at der skal installeres forstærkere, og markedet for disse komponenter stiger voldsomt i udbud og falder i pris. Single mode fiber har en kerne på ca. 9μm, som er noget mindre end kernen i multi mode fiber. Grunden til at der skrives ca. skyldes at man har fundet ud af, at kernen er afhængig af bølgelængden, så vi vil se datablade, hvor den samme fiber opgives med forskellige kernetykkelser. Husk at der altid skal bruges samme størrelser. 18 fiberguide

17 MEDIA KONVERTER

18 Media konverter Media konverterens opgaver er at konvertere fra et elektrisk signal til et optisk signal og tilbage. Almindeligvis har media konverter både en elektrisk sender og en elektrisk modtager, samt tilsvarende i optiske. Figur 1 Sender Modtager Elektriske signaler Modtager Fiber Sender Elektriske signaler Her ser du en typisk opstilling, kobberforbindelsen, media konverter (som i dette tilfælde indeholder både en sender og en modtager) to stykker fiber, en for transmission fra venstre mod højre og en til transmission for transmission fra højre mod venstre), derefter en media konverter til (typisk er de ens) som konverterer signalet tilbage til et elektrisk signal. Figur 2 Her ser vi et eksempel på en traditionel media konverter. Det er meget vigtigt, at man sørger for at det elektriske interface er tilpasset sammen, og de fiberoptiske interface er tilpasset hinanden. 20 fiberguide

19 På den elektriske side skal vi have en standard, der er ens. Er der tale om 10 Mbit, kan det f.eks. være 10BASE-TX. Er der tale om 100 Mbit 100BASE-T og Gigabit 1000BASE-T. På fiber er der tilsvarende typer 10BASE-FL, 10BASE-SX, og 100BASE-SX. Der findes flere typer af media konverter. Det vi har set indtil nu er en traditionel konverter, som typisk bruges når der skal konverteres et signal. De fås også i rackbaserede udgaver. Figur 3 Rackbaseret udgave Her har vi et eksempel på et rackbaseret modul, hvor man kan se at der er flere konverter opstillet. De har den fordel at de er nemme at fastgøre, og de fylder typisk ikke så meget. Derudover har de fælles strømforsyning. De bruges de steder, hvor der er mange signaler, som skal konverteres. dansk el-forbund 21

20 Figur 4 GBIC Model Dette er et eksempel på et gigabit modul som skal puttes ind i en ledig sokkel i en switch. Nogle switche er født med plads til et gigabit modul, enten et kobbereller et fibermodul. Der er det specielle ved disse moduler, at de er producentafhængige. Det vil sige, at de fleste switche kun virker sammen med moduler af egen fabrikat. Men der er på det sidste kommet moduler (fra Smart Optics) som passer i alle switch, de skal dog kodes til den rette switch, og disse har en helt anden pris. SFP moduler er afløseren ti GBIC moduler, forskellen er størrelsen som er mindre, men ellers er de ens. Figur 5 Media konverter fra Microsens som kan monteres i et væg kanal 22 fiberguide

21 Fiber i lokalnet

22 Fiber i lokalnet Når der laves lokalnetværk i dag udlægges der rigtig meget fiber, typisk mellem krydsfelter, enten i samme bygning, eller i forskellige bygninger. Det vil sige, at man bruger fiber mellem krydsfelter, og man bruger kobber ud til arbejdspladsen. På den måde slipper man for at skifte noget ud ved den enkelte bruger. Figur 1 Fiber backbone Kryds felt Kryds felt Kobber til arbejdsplads Kobber til arbejdsplads Typisk forbinder en fiber backbone to krydsfelter sammen. Heri sidder der så et antal media konverter som konverterer de optiske signaler til elektriske signaler. Før i tiden var det normalt at man udlagde 2 eller 4 fibre, men i dag er det mest normalt at det er 12 eller 24 fibre. Når der er tale om indendørsinstallationer, er det meget vigtigt at der bruges kabler der ikke indeholder PE eller PA materialer. Disse er ekstremt brandfarlige, og havde der været tale om kobberkabler, havde det været forbudt at bruge det i indendørsinstallationer ifølge vores bekendtgørelse, men den omfatter ikke fiber. Forsikringsmæssigt er det ikke hensigtmæssigt at bruge PE og PA materialer indendørs. Der findes to hovedgrupper af indpakninger. Loose tube kabler og tight buffer kabler. 24 fiberguide

23 Loose tube kabler Figur 2 Kevlar tråde 250µ Fiber Tube Her ses opbygningen af et loose tube kabel. Tuben har typisk en diameter på mellem 2,8 og 3,2mm. Der udvikles dog tubes, hvor tuben er nede på 1,2mm, og så er der stadig plads til 12 fibre. Loose tube kabler beskytter fiberen godt, og selve tuben kan være gelefyldt for beskyttelse mod fugt. De enkelte tubes indeholder typisk op til 12 fibre, nogle gange op til 24 fibre. Indeholder kablet et rør kaldes det tit for en uni tube (enkelt rørs) og med flere rør, et loose tube kabel. Draka producerer kabler med op til 46 tubes med 24 fiber pr. tube, som giver i alt 1104 fibre. Figur 3 Loose lube label dansk el-forbund 25

24 Tight buffer fiber Figur 4 Fiber Her har vi så et tight buffer kabel. Man kan se, at de enkelte fibre er omsluttet af en 900um kappe. De bruges typisk til break out kabler (kabler der ligger i en kanal, hvor der så er en afgrening til et vægudtag). Patch kabler er også et eksempel på tight buffer kabler. Typiske størrelser er fra en enkelt leder og op til 24 ledere. Kablerne bliver for store, hvis der er over 24 ledere. Figur 5 Tight buffer kabel Valget mellem tight buffer og loose tube kabler Tight buffer kabler har en ekstra beskyttelse om fiberen, som betyder at de nemmere kan afsluttes. De er velegnede til at afslutte direkte i en konnekter, det vil sige i vægudtag eller i patchpaneller. Kevlaren i kablet giver den en styrke, men kabler tåler ikke at blive trykket eller klemt, og fastgørelse i forskruninger er ikke godt. Men fiberen er godt beskyttet, der hvor konnekteren påsættes. Loose tube kabler er til gengæld billigere, og fylder mindre. De består af et rør som indeholder typisk 12 eller 24 fibre, så installationsmæssigt er kabeludlægning nemmere, da kablet er mindre. De er også lidt bedre beskyttede, og kan fastgøres i forskruninger. Men så kommer problemet, kablet skal nu afsluttes i 26 fiberguide

25 en kabeldeler- breakout kit, eller i en splidse kassette. De er ikke velegnede til afslutning direkte i en konnekter. Der er der faktisk mange som desværre gør dette, og man vil opleve at installationen formentlig ikke kan holde i den forventede levetid. Men ulempen er, at det tager lidt længere tid at montere, eller man skal bruge en splidse kassette og en splidser. Figur 6 Loose tube kabel Andre kabeltyper I dag er der nye typer på vej. Disse er såkaldte mikrokabler, det vil sige kabler som har en betydelig reduceret kappetykkelse, og tilsvarende er kappen ikke så beskyttende over for træk, tryk, slag, bukninger osv. De er beregnet til ilægning i rør, der giver dem den fornødne styrke. Her ved starten af 2008 er 72 fibre det normale, men 96 er godt på vej. Det afgørende ved kablet er om det kan blæses i et 10mm rør. Og det kniber med afstanden for en 96 leder. Disse bruges typiske i FTTH-installationer (Fiber TO The Home), og ikke så meget i LAN-installationer. dansk el-forbund 27

26 Figur 7 Mikrokabel Man skal bemærke at kablet her er et mikrokabel. Dette eksempel er et kabel med 72 fibre, de enkelte farvede rør man kan se, indeholder 12 fibre pr. minirør. Samling af fiber Når fibre skal samles, kan det gøres på to måder. Det gælder for fiber, som med kobber, enten permanent med splidsning, eller med omkoblingsmuligheder med konnekter. Splidsning Splidsning kan udføres enten mekanisk eller fusionsmæssigt. Fusionssplidseren som smelter fiberen sammen, giver et meget lavt tab og er billig at udføre. Det kræver dog, at man har en splidser. De koster fra ca. kr kr. og opefter. En topmodel kan koste næsten det tredobbelte. 28 fiberguide

27 Figur 8 Figur 9 Core fusionssplidser V-grove fusionssplidser Her ser vi en fusionssplidser. Funktionsmæssigt gør de alle det samme, men der findes to hovedtyper, Core og cladding splidser. Det handler om, hvordan selve fiberen føres sammen. Er der tale om core splidser, bliver de ført sammen i forhold til kernen (core), og er det en cladding splidser, er det claddingen, som bruges til at styre fiberen sammen. dansk el-forbund 29

28 Figur 10 Cladding Kerne Core splidser Her ser vi hvordan en core splidser fører fiberen sammen, og ligger dem i forhold til kernen. Figur 11 Cladding Kerne Cladding splidser Her ser vi at det nu er fiber cladding der føres sammen, og det betyder, at kernen måske ikke er over for hinanden. Denne type splidser kaldes også for en V groove splidser. Det bedste resultat opnås med en core splidser, men de billigere cladding splidser vil kunne bruges mange steder. Tabet med de to splidser ligger nede i området 0,01 til 0,03 db for core splidser, og en anelse højere for cladding splidser. 30 fiberguide

29 Figur 12 Her ser vi fiberen lagt i splidseren, klar til at blive splidset sammen. Det er også muligt at samle fiber med en mekanisk splidsning. Dette er en noget dyrere løsning, men er udstyrsmæssigt noget billigere. Mekaniske splidsninger fylder noget mere. Figur 13 Mekanisk Splidsning dansk el-forbund 31

30 Cleavning Inden man splidser skal der cleaves. Det vil sige at fiberen skæres ren i en vinkel af 90 grader. Præsision er vigtig, da en afvigelse på 1 grad, vil give et dårligere resultat. Figur 14 Cleaver 32 fiberguide

31 FIBER KONNEKTER TYPER

32 Fiber konnekter typer Der findes mange typer af konnekter i omløb, men efterhånden er der ved at tegne sig et billede. Den mest populære i fortiden var ST typen, en bajonetkonnekter, som har vist sig at være ustabil. Disse kan ikke certificeres mere, og må således ikke bruges inden for det offentlige. Møder du ST konnekter i et lokalnetværk, og er installationen ikke stabil, så kan dette være årsagen. Figur 1 ST konnekter SC konnekteren er meget populær, billig at producere, og den virker. Eneste ulempe er, at den fysisk er stor. Figur 2 SC konnekter 34 fiberguide

33 Der er derfor kommet en afløser. LC eller Lucent konnekteren. Den er lille, og der er plads til to på samme plads som en RJ-45 konnekter. Den er simpel, stabil, og produceres af mange i dag. Desuden fås den i udgaver til multi mode (beige) og single mode (blå) og desuden i en refleksionsfri udgave (den grønne). Den bliver mere og mere udbredt. Men som sagt er størrelsen dens største fordel. I et 43H krydsfelt er der plads til 1920 konnekter. Det giver dog problemer med afgang af patchkabler. Figur 3 LC konnekter Figur 4 Krydsfelt med LC konnekter Her er der tale om patch kabler på vej til det aktive udstyr Figur 5 Den passive del dansk el-forbund 35

34 Dette var på et tidspunkt forudset til at være FTTD - Fiber To The Desk - stikket med sine to fibre og lille størrelse, som har en størrelse som et RJ45 konnekter. Men i dag er den ikke så populær. Figur 6 MT-RJ konnekter FC-PC konnekteren var før i tiden betegnet som en af de bedste konnektere, men er i dag ikke meget brugt. Figur 7 FC-PC konnecter 36 fiberguide

35 Volition konnekteren fra 3M er også en af de nye dobbeltkonnekter. Den har dog ikke rigtig slået an i Danmark. Det er en konnekter med to fibre og den har et footprint der passer i et RJ45 hul Figur 8 Volition hun stikket Figur 9 Volition han stikket Indenfor televerdenen bruges E-2000 konnektere, som er en meget høj kvalitetskonnekter. Den er blandt andet meget god til at håndtere de høje effekter som bruges i analog TV installationer. Den er født med en beskyttelseshætte, som skærmer mod den meget farlige laserlys. Figur 10 E-2000 dansk el-forbund 37

36 Her er der mange stiktyper at vælge imellem, samt selve konnekteringsmetoden. Skal man lave meget små mængder af afslutninger, kan man bruge prepolerede konnekter, det vil sige en konnekter som er færdigslebet. Det betyder, at man ikke skal polere i 8-taller, som man gjorde i gamle dage. Figur 11 Prepoleret konnekter fra Belden Figur 12 Prepoleret konnekter fra 3M Figur 13 Prepoleret konnekter fra LK 38 fiberguide

37 Figur 14 Prepoleret konnekter fra Fujikara Figur 15 Dette er en Pigtail (grisehale). Det vil sige en konnekter, der er påmonteret typisk 1 meter fiber. Er fiks og færdig, skal kun renses, men skal splidses på ved hjælp af en splidser. Er absolut den billigste løsning. Men investeringen er stor. Figur 16 Patch panel afsluttede med splids kassette dansk el-forbund 39

38 Figur 17 Patch panel med break out kit Beregninger viser at man skal udføre 500 konnekteringer, før det kan betale sig at købe en fusionssplidser. Altså laver man lidt fiber i løbet af et par år, kan det være en god investering. Figur 18 Værktøjs kit fra LK Når der er tale om samlinger, der skal kunne omkobles, bruges der altid konnekter, og der findes mange forskellige typer på markedet. De kan dog inddeles i 3 kategorier. Den første type konnekter, som skal monteres og poleres bruges dog ikke ret meget mere, men er de mest kendte. Eksemplet herpå er Hot Melt fra 3m. Det er her hvor man skal sidde med poleringspapir og slibe i 8-taller. Dette giver ikke den bedste konnekter. Næste eksempel er prepolerede konnekter, som er poleret fra producentens side. LK har et godt eksempel på dette. Eneste investering her er et lille værkstøjskit til at montere konnekteren med. Tyco og Belden har denne type også. Den sidste måde er med pig tails, som 40 fiberguide

39 er en færdigmonteret konnekter, hvor der er monteret et stykke fiber. Dette er den billigste metode, men her kræves det at der investeres i en splidser for at montere dem. Er der tale om en prepoleret konnekter skal der typisk bruges et lille værktøjskit. Her et eksempel fra LK, som kan bruges til de gængse konnektertyper. Figur 19 Prepoleret med værktøj fra LK Figur 20 Pig tail Når vi har valgt monteringsmetoden skal man vælge den type man ønsker. Her er udvalget også meget stort. Den mest udbredte af de gamle typer er SC typen (squarekonnekter). Den nye type der vinder frem er LC(Lucent connecter), som kun fylder det halve. Det er vigtigt at huske deres farvekodning beige er til multi mode installationer, blå er til single mode installationer, grønne er til single mode installationer, som skal være refleksionsfri (det vil sige at signalet ikke tolererer, at der er refleksioner typiske analog kabel TV installationer. dansk el-forbund 41

40 Vigtigst er, at man aldrig må se en blanding af de forskellige farver. Figur 21 SC konnekter 3 typer Figur 22 LC konnekter 2 typer 42 fiberguide

41 Figur 23 En LC og en SC konnekter Lokalnetværk kan udføres som et FTTD Fiber To The Desk, eller fiber til arbejdspladsen. Her føres fiberen ud til et vægudtag, hvor fiberen føres over til et fibernetværkskort, eller der monteres media konverter og kobberkabel ud til pc en. dansk el-forbund 43

42 Dimensioneringseksempel Vi vil her se på, hvordan man dimensionerer en lille fiberinstallation. Først på en installation, der skal kunne virke, og så den samme installation, hvor vi ser på de resultater, som vil kunne opnås, hvis installationen er korrekt udført. Vi starter med et eksempel, hvor vi skal forbinde to krydsfelter i en fabriksinstallation. Der er 200 meter mellem de to krydsfelter. Udfører vi en multi mode installation vil den maksimale hastighed være 1Gbit, og er der tale om single mode, vil tophastigheden i dag være 40 Gbit, og i starten af 2008 forventes det at blive 100Gbit. Så vi laver to beregninger, en til multi mode, og en til single mode. Verizon kører nu de første forsøg med 100Gbit installationer i deres backbone(december 2007). Man skal huske, at når vi laver en beregning eller en dimensionering, så omhandler det udelukkende fiberen, og her tænker vi ikke på kabler, installationsmetoder osv. for det skal der tages hensyn til inden projektet udføres i den virkelige verden. Men begge er lige vigtige. Fejler den ene, så vil installationen ikke virke. Hvad skal vi tage hensyn til? Dæmpning i fiberen Dæmpning i konnekter Dæmpning i splidsninger Overskud til reparationer Bølgelængden som vi arbejder med. Evt. reserve Den lyseffekt som senderen transmitterer Den følsomhed, som modtageren har. Vi skal vælge en netværksstandard Vi skal vælge en media konverter. 44 fiberguide

43 1000BASE-T Switch Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter Op til 2 km multi mode fiber eller 125 km single mode fiber Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter 1000BASE-T Switch MULTI MODE BEREGNING

44 Multi mode beregning Der ønskes etableret en fiberforbindelse mellem to krydsfelter, der er 200 m mellem de to krydsfelter. Der ønskes benyttet drop- og patchkabler i begge ender. Vi ønsker en hastighed på 1 Gbit. Der regnes med 3 par konnekter (på grund af patch kabler i begge ender) Tab i fiber (ved 850nm) 2,5dB pr Km 0,5dB Konnekter tab 0,4dB pr. par 1,2dB (3 par) Evt. splidsninger 0,05dB pr. splidsning Forventet tab Reserve til eventuelle reparationer 1,7dB 3,0dB Det vil sige, at vi skal bruge en media konverter-par som har et budget på mindst 4,7dB Her er et eksempel fra transition Figur BASE-T Switch Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter Op til 2 km multi mode fiber eller 125 km single mode fiber Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter 1000BASE-T Switch 46 fiberguide

45 De har forskellige media konverter moduler, som klarer forskellige afstande. Med en hastighed på 1 Gbit, og ved brug af multi mode fiber op til 2 km, er der derimod tale om single mode, så klarer vi en afstand på op til 125 km. 1000BASE-T (RJ-45) [100 m/328 ft.] 1000BASE-SX 850nm MM (SC) 220 m / 722 ft. ) Link Budget: 7.0 db 550 m / 1804 ft. ) Link Budget: 7.0 db Denne konverter klarer en afstand på mellem 220 og 550 meter. Bruger man 62,5um fiber er afstanden kun 220 m. Bruges der derimod 50um fiber (som efterhånden er det mest brugte) er afstanden 550 m. Det er et budget på i alt 7dB, og der er ingen problemer. Single mode beregning udføres på samme måde Der ønskes etableret en fiberforbindelse mellem to krydsfelter, som er placeret i hver sin bygning. Der er 30 km mellem de to krydsfelter. Der benyttes drop- og patchkabler i begge ender. Vi ønsker en hastighed på 1 Gbit. Der regnes med 3 par konnekter (på grund af patch kabler i begge ender) Tab i fiber (ved 1310nm) 0,4dB pr Km 12dB Konnektertab 0,4dB pr. par 1,2dB (der regnes med 3 par) 6 splidsninger 0,05dB pr. splidsning 0,3dB Forventet tab Reserve til evt. reparationer Samlet budget 13,5dB 3,0dB 16,5dB Der er her budgetteret med 6 splidsninger, og det skyldes at man ikke kan købe ruller af fiber, der er længere end 5-8 kilometer, da tromlen ville blive for stor. dansk el-forbund 47

46 Figur BASE-T Switch Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter Op til 2 km multi mode fiber eller 125 km single mode fiber Op til 100 meters UTP 1000BASE-T Media Converter 1000BASE-T Switch Opstillingen er den samme som før. 1000BASE-T (RJ-45) [100 m/328 ft.] 1000BASE-LX 1550nm SM (SC) [65 km/40.4 mi.] Link Budget: 21.0 db Vi kan her se at skal vi op på en afstand af 30 km. Har vi et budget på media konverteren på 21 db og et forbrug på 16,5 db, er det ikke noget problem. De 100 meter der henvises til (1000BASE-T) er kobberforbindelsen, og den må kun være på de 100 meter (90 m fast installation) 48 fiberguide

47 FIBER I WAN

48 Fiber i WAN Wide Area Network installationer Så snart at vi kommer udenfor, er der helt andre udfordringer. Det skal gerne være vandtæt, der skal være styr på temperaturområdet, og det hele monteres i enten brønd eller i gadeskabe. Udendørsinstallationer bruges typisk til at sammenbinde indendørsinstallationerne. De to virksomheder, der laver mest af det i dag er TDC, og de elværker som laver FTTH, Fiber To The Home fiber til hjemme-installationer. Der er dog flere, der har landsdækkende fiberinstallationer. F.eks. Global Connect. Det vi ser mest, er de mange orange rør, som bruges til at blæse kabler eller fiber i. Disse forbinder de enkelte gadeskabe eller brønde sammen med forbrugerne. Der er mange diskussioner om man skal have splidsninger, konnekter, og andre passive komponenter ude i landskabet. I USA gør de meget ud af, at det hele skal være meget meget tæt, men herhjemme går vi ikke så meget op i det. Men det vil nok vise sig om nogle år, om vi har valgt rigtigt, og hvis ikke så bliver der en del at lave om. Her skal man så vælge om kabler skal ligge direkte i jorden, eller om de skal blæses eller skylles i rør. Rør har den fordel, at de er billige at lægge og fylde fiberkabler i, når der er behov for det. I teorien kan man også skifte dem på et senere tidspunkt, men måske kan de sætte sig fast i lighed med den samme problematik som er til stede, når vi skal skifte gamle ledninger i et stålrør. Vi har i dag to typer af kabler, de normale, som kan tåle at blive lagt i jorden, eller rør, som er hårdføre, og så de nye mikrokabler, som er noget mindre, hvor man i dag kan få et kabel med 96 fibre som kan ligge i et 10mm rør. Det er imponerende og fortæller noget om udviklingen indenfor fiber. Problemet med disse kabler er, at de ikke tåler meget tryk, og der må under ingen omstændigheder bruges strips på disse kabler, når de skal aflastes. 50 fiberguide

49 Figur 1 Forhold mellem kabel og mikrokabel. B 96 Fiber 6,7 mm O.D. Conventional 96 Fiber 13.6 mm O.D. Figur 2 Et mikrokabel Når der er rør mellem disse skabe eller brønde skal kablet blæses i og aflastes. Figur 3 Aflastning af mikrokabel dansk el-forbund 51

50 Så føres de enkelte fibre op til en splidsekassette, hvor man så splidser fiberen sammen. Typisk afgrener man fra et kabel til et andet, eller til flere andre kabler. Figur 4 En muffe med normale kassetter som de fleste kender Figur 5 En muffe med Tyco kassetter. Disse kassetter, indeholder kun fibre fra en kunde pr. kassette, i modsætning til de normale, hvor mange kunder blandes i en kassette. Brønde Brønde har den fordel at de ikke er særlige synlige, og meget spritbilistvenlige, da man kører over dem. Der kan dog være problemer med at holde brønden tæt, og dermed holde vandet ude. Det sidste tiltag er nu, at man er begyndt at aflåse disse for at forhindre at fiberen bliver stjålet. Der ligger typisk mange meter kvejl i sådanne brønde, og som sagt så er der vandproblematikken. Desuden kan installationen ødelægges af enten for høje eller for lave temperaturer, eller decideret hærværk. Så vi vil se at der kommer flere og flere systemer til at sikre brønde med fiber. 52 fiberguide

51 Figur 6 Billede af en låst brønd Figur 7 Muffe i en brønd Gadeskabe Gadeskabe er nemmere at arbejde med, men pynter ikke ligefrem i landskabet, og de er følsomme overfor spritbilister og deres kørsel. Nogle vælger at montere muffer heri, andre vælger at montere indendørskassetter i. Der findes mange forskellige udseender, men flere og flere stiller krav om en vis ensartethed. Og her er vores lokalproducenter godt på banen. Figur 8 Gadeskab med Tyco indhold dansk el-forbund 53

52 Fiber i andre lande Der bliver lagt fiber ud i mange lande, men her kan vi se, at der bruges mange forskellige installationsmaterialer. Så her er nogle billeder fra den store verden. Fiber i Grønland Der bliver lagt fiber ud i Grønland. Det er Tele Grønland der bruger det til deres kommunikation og leverer fiberforbindelser mellem offentlige bygninger, og mellem de firmaer, der ønsker det. Grønland er et af de lande der sætter pris på deres kabler og beskytter dem med såkaldte halvrør, hvor kabler bliver lagt i. Og meget af det er endda gravet ned. Det giver gode installationer, men de er ikke helt billige at udføre. På billederne kan man se installationer fra Nuuk, men det er samme metode, der bruges i de fleste byer. Kabler, dåser og muffer skal kunne holde til de lave temperaturer, der er i Grønland. Tele Grønland i gang med to projekter, et FTTH-projekt, hvor man lægger fiber til de enkelte lejligheder i en boligblok (her bruges et hybrid kabel- et kabel med både kobber samt fiber) samt en fiberforbindelse til Canada, for at dække deres fremtidige kommunikationsbehov. Figur 9 Hybrid kabel Her kan man se de 4 kobberpar, samt to fiberrør. Al kommunikation på Grønland mellem byer og bygder er med radiokæder. Disse kæder forsynes dog med fiber, når vi kommer ned på mindre afstande. 54 fiberguide

53 Figur 10 Kommunikation til andre Figur 11 Alle fibre beskyttes ved hjælp af halvrør som er jernrør som beskytter kabler mod ydre påvirkninger dansk el-forbund 55

54 Figur 12 Ved store installationer, er der mange kabler og rør. Her ser vi telekommunikation fra Tele Grønlands hovedcentral. Figur 13 Halvrør bliver lagt, hvor der er behov for det. 56 fiberguide

55 Fiber på Island Fiber bliver udrullet i stor stil på Island, men det er på en måde lidt nemmere, da de fleste mennesker bor i den samme by. Det lokale elværk udfører fiberarbejdet, så elværket leverer nu et bredt sortiment, el, koldt og varmt vand, og Internet. Alt bliver gravet ned, og der må ikke være noget synligt monteret på kundens husfacade. Det giver udfordringer for installationsarbejdet. I Danmark har vi typisk en lille boks på husfacaden og i USA er det en kæmpe boks. På Island har man valgt en punkt-til-punkt-struktur, baseret på fiber, og en ren IPTV løsning. Det gør at installationen er nem, der er gode test- og fejlfindingsmuligheder, og selvfølgelig er der en mulighed for høj internethastighed til alle. Der går nogle år før de er færdige, og p.t. bygges der mange sommerhuse, som også skal have en forbindelse. Internetforbindelsen til omverdenen er ikke så stor, så de fleste har ikke en flat rate forbindelse. De fleste caféer har gratis trådløse opkoblinger, så der er ingen problemer med at tjekke mails, når man er på ferie. Da deres installationer udføres som skjulte installationer giver det udfordringer, da de tit har varme i deres fortove, samt nogle af deres veje. Backbone nettet består af kabler. Der blæses minikabler, som er få mm tyk, i en 10mm rør, og inde ved kunden blæses fibre i et 5mm rør. Figur 14 Lille ODF dansk el-forbund 57

56 Figur 15 Håndtering af overskudskabel Figur 16 Brønd under installation. 58 fiberguide

57 Fiber i USA I USA er det næsten altid PON (Passive Optical Network) der udrulles, og den store udbyder er Verizon. I modsætning til os, når vi taler om tilsluttede huse, taler de mest om de huse, som de har ført fiber forbi. Forholdene er anderledes end i Danmark, da der er tit længere mellem de enkelte huse, når man kommer på landet. Det er ikke ualmindeligt, at der er 50 km mellem de enkelte huse, og det betyder at budgetter (både fiber og økonomi)får en helt anden betydning. Når der udføres arbejde, er det heller ikke på samme måde, som vi udfører installationer. Hvor vi bruger veludannet arbejdskraft (i de fleste tilfælde), så bruger de folk med en meget lille eller ringe uddannelse, og det betyder at de udvikler stiksystemer, som alle kan bruge. Corning har udviklet en ny kapsling til beskyttelse af normale konnekter, som kaldes for hardende konnekter, som er en SC konnekter med en meget god beskyttelse. Figur 17 En hardende konnekter Figur 18 Et 4 dobbelt udtag til hardende konnekter dansk el-forbund 59

58 Figur 19 En muffe bund bestykket med hardende konnekter De har heller ikke samme tradition for at lægge kabler i jorden som vi har, så alt bliver hængt op på master. Når vi ser de mange flotte parcelhusgader i USA, vil man opdage, at der i deres baghaver er master med både højspænding, lavspænding, kabel-tv baseret på kobber, og så til sidst deres fiberforbindelse. Alt på samme mast. Vægten på alle disse installationer bevirker, at alle master ikke står lodret. Installationer udføres som PON installationer, og de har nu indset at internetforbruget stiger voldsomt, ikke så meget fra server på nettet til brugere, men mellem brugere. Det vil sige i stedet for client server løsninger, bruges nu punkttil-punkt løsninger, som bevirker at båndbreddeforbruget stiger voldsomt. GPON vinder godt frem, og de første millioner af forbrugere er passeret, men procentmæssigt er det ikke meget. Hvad angår stabiliteten i deres installationer, ved vi kun, at deres elinstallationer ikke er de mest stabile, så det er deres fiber måske heller ikke. Men der satses meget på fiber i USA, hvor valget klart er fiber over hele linjen. Figur 20 Muffer monteret på mast 60 fiberguide

59 Figur 21 PON fordelingsskab Figur 22 Kobber CATV samt fiber dansk el-forbund 61

60 Figur23 Overskudskabel skal også placeres i masten Figur 24 Kønt er det ligefrem ikke 62 fiberguide

61 Fiber i Korea Korea har også i stort omfang valgt fiber som deres løsning, og tilslutter brugere i meget stor stil. Igen har de valgt PON strukturen. Og normalen er at alle får 100 MBit pr. bruger. Korea er et af de lande der producerer mange CPE(Customer Premesis Equiptment), det udstyr der står ved kunden, så de er godt med hvad det angår. Strategien i Korea er, at der rulles fiber ud til så mange som muligt. De har valgt den luftbårne løsning, og deres installationer ligner til forveksling de amerikanske - det kan godt være at de virker, men kønt er det ikke. Figur 25 dansk el-forbund 63

62 Figur 26 Figur fiberguide

63 Fiber i Japan Japan har også valgt PON løsningen. NTT (svarer til TDC) er den store leverandør af tele- og fiberforbindelser, og i modsætning til TDC (med hensyn til udrulning af FTTH), som i dag ingen indflydelse har på udrulning af fiber, har NTT meget stor indflydelse, og sætter standarden. De er med til udvikle nyt udstyr og nye installationsteknikker. Der bliver p.t. tilsluttet kunder pr. måned, men de er jo også mange, der skal tilsluttes. Og de fortæller glædeligt, at de har over film på deres Video on Demand system. Men hvem har nu interesse i at se så mange japanske film udover japanere? Figur 28 Her har vi et eksempel på en ny type af fiber, som leveres som en spiral, og kan trækkes i et 16mm rør. Den er komprimeret med en faktor 1:20 og det betyder at et stykke på 1 meter kan trækkes ud i et rør om til knap 20 meter. Meget smart, og tiden må vise, om det bliver udbredt. Fiber i fremtiden Det er altid svært at spå om fremtiden. Men alt tyder på at behovet for datakommunikation stiger og stiger. Alle forudsigelser peger på en fortsat uforandret vækst. Og denne vækst har ingen ende. De første pc er var født med en hastighed på 4,77MHz, hvor vi er nu oppe på hastigheder over 4GHz, altså 1000 gange hurtigere. De første modemmer var på 110bps. Vi sluttede med 56Kbps modem og blev afløst af ISDN, som allerede er forældet og bliver erstattet af ADSL i dag, som nu har en hastighed på 20 Mbps. Forsyningsselskaber leverer i dag 20Mbit dansk el-forbund 65

64 i både up- og downloadhastigheder. 40 Gbit backbone netværk er ved at blive etableret, 100 Gbit standarden er under udarbejdelse, og kommer formentlig inden udgangen af Der er kommet bendbright fiber. Fiber som kan klare bukninger ned til 30mm, hvor vi før havde en grænse på 60mm. Der kommer hele tiden nye fibertyper, der løser de opgaver, der opstår. Et bud for fremtiden kunne være. En 10 Gbit Internetforbindelse til alle husstande. Det vil betyde, at vi har båndbredde til alt det, som vi har behov for. Vi vil ikke have nogen dvd-afspiller, vi vil kun se film live fra nettet. Vi vil ikke har noget behov for fotoalbummer eller medier med film. Alt ville kunne ses på nettet, hvor som helst. Vi vil ikke have ret mange bøger, men vil læse online (der er dog ikke noget som kan bruges til det i dag) Vi vil ikke nøjes med et forældet HD Ready TV, der er allerede en del afløsere på vej, hvor kvaliteten er endnu højere Vi vil få 3D tv. Der er forsøg i gang med denne type tv. Vores skærme bliver meget større, vejer mindre, er mere fleksible og meget billigere. Der er kommet billedrammer med elektroniske skærme til digitalbilleder. Der kommer billedrammer med live-billeder (set i USA) Vi får kommunikationsmuligheder med live-videooverførsel alle steder. Mellem tv, mobiler og fastnettelefoner. Men det hele bygger på en infrastruktur der i dag må være opbygget på fiber, det vil sige: En fiberforbindelse ud til alle husstande En fiberforbindelse ud til alle firmaer En fiberforbindelse ud til alt der har noget at fortælle. (hvor der måles, styres, reguleres osv.). Men det kræver at det hele er installeret korrekt, udført håndværksmæssigt korrekt og ikke mindst udført efter fabrikanternes forskrifter, og at alt er dokumenteret. Hvad skal vi bruge al den båndbredde til? Det er stadig svært at få leveret en højhastighedsinternetforbindelse. Selvom elselskaberne lægger meget fiber ud, vil der gå lang tid før alle har adgang. Teleselska- 66 fiberguide

65 ber der leverer ADSL, bliver ved med at fortælle at 4 eller 8 Mbit er mere en rigeligt, men er man supernørd, så skal man måske have en 20 Mbit forbindelse. Problemet er, at de glemmer at fortælle at de ikke leverer en upload hastighed som kan bruges til noget. Det er stadig nede i 128Kbit, 256Kbit, eller hvis det skal gå rigtigt stærkt, er det en 512Kbi. Ser vi på hvordan vores forbrugsmønster har udviklet sig, så havde vi i gamle dage 80 % LAN trafik og 20 % WAN trafik. Det meste lå på vores egen computer i huset eller i firmaet, og vi hentede ikke så meget fra Internettet. I dag er trafikken nu omvendt. 20 % er lokal trafik og 80 % er WAN trafik. Vores netværkskort er på 1Git, så vores internetopkobling skal være på en 10 Gbit i dag. Hvor bruger vi så denne båndbredde? Mail Her er der ikke tale om det store forbrug. For mange er det langt under 1 Mbyte pr. dag der overføres. Det offentlige er nu blevet åben 24 timer i døgnet, 365 dage om året. Meget af det som man før skulle stå i kø for, klares nu over nettet. Hurtigt, nemt og praktisk. Prøv f.eks. Sundhed her ligger også mange ting frem, selv sygdomme som man aldrig har hørt om er beskrevet, mange lægejournaler ligger også fremme, og har man en digital signatur, er det nemt at få adgang til Billetter har man behov for billetter til DSB, biografen eller en flyvetur, så er det i dag nemmest at bestille på internettet, fx Spil der findes efterhånden mange, der spiller spil på Internettet. Spillene bliver større og større, og der kræves mere og mere kapacitet. Banken der er mange som har en homebank-forbindelse, så der slippes for en tur til det lokale posthus eller bank, når der skal betales regninger. Fx IP-tv der kommer en strøm af informationer gennem IP-forbindelsen, og det bruger en del båndbredde. Taler vi om normal kvalitet, så koster det nogle få dansk el-forbund 67

66 Mbit. Er der derimod tale om HDTV så bruger hver tv-kanal knap 20 Mbit. Har man 4-5 apparater i sin husstand (hvem har ikke det?) så er vi oppe på næsten 100 Mbit. Overvågning og sikring - er et område som vil vokse voldsomt og dermed kræver stor båndbredde, private huse, kontorbygninger, banker, gader og stræder osv. vil fremover overvåges og sikres. Kommunikation - Vores kommunikation med hinanden får også større og større indflydelse. Det vil sige trafik til andre som man kender. Webcam-overførsler i HD kvalitet. Det vil bevirke, at man vil kunne opleve hændelser, selvom man ikke er der, eksempelvis kunne overvåge sin privatbolig. er et rigtig godt eksempel på en storforbruger af internettet. Den trafik som de har i dag, er betydelig mere end den trafik, som vi havde på hele Internettet for blot nogle år siden. I dag er de nu ved at opgradere, således at alt ligger i HD kvalitet. Det sætter enorm store krav til deres lagerkapacitet, men endnu større krav til båndbredden på Internettet. Forstil dig at du skal uploade en filmklip på 1 Gbyte, eller en hel dvd-skive. Med et 56Kbit modem tager det 14 dage, med en 1Gbit Internet forbindelse taler vi om minutter. Sygehuse - man kan overvåge patienter derhjemme, lægernes tid kan blive brugt meget bedre, vi slipper måske for en del patienttrafik mellem landsdelene. Og ikke mindst vil der ganske givet være behov for live-operationer, hvor lægerne på et hospital world wide kan følge med i en operation på fx Rigshospitalet. Overvågning el, vand og gasforbrug. Man vil have mulighed for at overvåge folks forbrug, og er der en unormal stigning, vil man kunne kontakte eller alarmere brugeren. Så muligheder er der nok af, og der kommer dagligt flere til. YouTube bruger i år mere båndbredde end hele Internettet gjorde for 2 år siden, og de opgraderer nu til HD, hvilket vil give et forøget båndbreddeforbrug på mellem 16 og 40 gange. I USA er der store bekymringer om internetbackbonen vil kunne følge med de nye hastigheder som FTTH tilbyder, og bekymringen går især på om udviklingen og folks forbrug bremses. 68 fiberguide

67 CWDM/DWDM SYSTEMER

68 CWDM/DWDM systemer Før i tiden blev der kun transmitteret med en bølgelængde, eller farve, (1310 eller 1550nm), men i dag bruges flere. Det er nu blevet mere og mere almindeligt at transmittere flere farver i fiber på samme tidspunkt. Dette kalder man for WDM Wavelength Division Multiplexing. Der findes flere varianter CWDM Course eller den grove type, hvor der er plads til 16 forskellige farver, og hastigheder på op til 2,5Gbit pr farve, eller DWDM Dense det kompakte med hastigheder på 10Gbit eller mere, og mange kanaler. Men også til gengæld meget dyrere. Men hvordan virker det nu? Først skal vi se på, hvordan vi multiplexer Figur 1 47 Rx 47 Tx 49 Rx 49 Tx 51 Rx 51 Tx 53 Rx 55 Rx 57 Rx MUX Line Tx Line Rix DEMUX 53 Tx 55 Tx 57 Tx 59 Rx 59 Tx 61 Rx 61 Tx Et normalt system kan være TDM Time Division Multiplexing, det vil sige at man tidsdeler de enkelte kanaler, og som her vist får hver bruger 1/8 af båndbredden. Alle kan kommunikere, men ikke med samme hastighed. Indenfor fiber findes der en metode, WDM Wavelength Division Multiplexing, et system hvor man bruger forskellige farver til kommunikation. Det vil sige, at hver bruger får deres egen farve. Der er udviklet flere systemer, DWDM Dense WDM til mange kanaler, som er ekstremt dyrt. I dag er der en anden mulighed CWDM Corse, eller et system med op til 16 kanaler. CWDM bruges med afstande op til 100Km, og hastigheder, typisk 2,5Gbit pr. kanal. 70 fiberguide

69 Figur 2 1,2 Relative Water Peak Performance Gengivet med tiladelse fra OFS fiber 0,9 Loss (db/km) 0,6 0, Coarse Wavelength Division Multiplexing (20nm ITU Standard) Wavelength (nm) Her ser vi hvordan man deler de 16 kanaler på hele båndbredden fra 1300 til 1600nm. Det er også et krav at man anvender fiber med low water peak, altså fiber der ikke har en høj dæmpning ved de 1400nm. Den røde kurve er gammel (kaldes for water peak pukklen) fiber, og den blå er ny fiber. Figur 3 fiber par Mux/Demux Her har vi så et eksempel, hvor vi bruger to fibre, en til transmission fra venstre mod højre, og en til transmission fra højre mod venstre. Ved at benytte forskellige farver (husk i fibersammenhæng er de alle sammen usynlige) vil man kunne dansk el-forbund 71

70 transmittere med 8 gange den oprindelige båndbredde. Så var det et 2,5Gbit system ville man nu kunne transmittere 20 Gbit i alt. En anden komponent, der er begyndt at dukke op, er OADM Optiske Add Drop Multiplexer. Figur 4 OADM OADM fiber par fiber par Med OADM er man i stand til at kunne pille enkelt bølgelængde ud af fiber. Det giver mange muligheder. 72 fiberguide

71 Figur 5 express DWDM 4 Channel Drop/Inert express DWDM 4 Channel Drop/Inert n Channels x 10Gbit/s DWDM Fiber Optic Ring express DWDM 4 Channel Drop/Inert express DWDM 4 Channel Drop/Inert Her har vi et godt eksempel på, hvordan man implementer OADMer. Her vises hvordan man ved hjælp af et enkelt fiberpar kan forbinde forskellige afdelinger sammen. Figur 6 OP TIL 30 KANALER 14x CWDM nm express CWDM CWDM 1530nm CWDM 1530nm express CWDM x CWDM nm 8x DWDM nm CWDM 1530nm CWDM 1550mm express DWDM Fiber optic line up to 80km express DWDM x DWDM nm 14x CWDM 16x DWDM = up to 30 end-to-end connections Her er et eksempel hvor vi med en enkelt fiberpar kan forbinde 30 forbindelser sammen, og de har alle sammen fuld båndbredde. dansk el-forbund 73

72 Figur 7 Existing Router 1310nm 1471nm New App. New App. 1491nm 1511nm 1531nm 1550nm New App. New App. Existing SDH Existing SDH Existing Router 1471nm express CWDM EC CWDM Line Up to 80 km New App. New App. 1471nm 1471nm New App. 1471nm 1471nm 1471nm New App. Existing SDH Her et eksempel på en CWDM line. De kan være op til 80km lang, og understøtter mange forskellige applikationer. Figur 8 CWDM Central OADM Drop/Insert OADM Drop/insert Open CWDM/OADM Ring OADM Drop/insert OADM Drop/Insert CWDM Sidste løsning viser hvordan man kan lave en ringforbindelse, og husk at det hele er på et enkelt fiberpar. 74 fiberguide

73 FIBERVÆRKTØJ

74 Fiberværktøj Der findes en del værktøj, som skal bruges når der skal udføres fiberinstallationer. Der er arvet en smule fra kobberverdenen, men der er også kommet meget nyt til. Figur 1 Kabifix - Brugs til afbarkning af kappe af kablet, meget brugt værktøj. Figur 2 Tube Cutter - Bruges til at afkorte tubes i Loose tube kabel. 76 fiberguide

75 Figur 3 Pincet - Bruges til at rense fiber med. Der monteres to vatdupper evt. fra vatpinde. Beholderen (figur 6) giver en smule isopropyl alkohol fra sig når der trykkes på låget. Figur 4 Stripper - Stripperen bruges til at strippe coating fra fiberen. Det er en præcisionstang, der ikke tåler slag og stød. Skal derfor behandles meget forsigtigt. Der findes mange fabrikater. Figur 5 Figur 6 Affaldsbeholder - Affaldsbeholder bruges til opsamling af fiberrester, og ikke andet. Isopropyl alkohol beholder - Bruges til at rense fiber. dansk el-forbund 77

76 Figur 7 Cleaver I forbindelse med splidsning, skal man cleave fiberen, det betyder at man skærer fiberen ren i en vinkel på 90 grader. Igen et apparat der ikke tåler slag eller stød. Behandles den korrekt kan kniven bruges til cleavninger. Koster ca. kr , men kan ikke undværes. Figur 8 Splidser - Splidser bruges til at samle fiber, findes i mange forskellige udformninger. 78 fiberguide

77 Figur 9 Mikroskope - Bruges til at kontrollere om konnekter er rene Skal der udføres rørinstallationer skal der bruges lidt mere værktøj. Det er meget anderledes end det, man er vant til at bruge. Figur 10 Tube Kutter - Bruges til at klippe minirør over med dansk el-forbund 79

78 Figur 11 Kabel saks - Bruges til at klippe rør over med Figur 12 Koblingstang - Bruges til at afmonter koblinger i rør installationer Figur 13 Plov - Bruges til at afbarke kabler og rør 80 fiberguide

79 FTTH-teori

80 FTTH-teori Man kan i bund og grund sige at der er tale om en fiberforbindelse ud til den enkelte husstand. Der findes to grundlæggende varianter PON (Passive Optical Network) og AON (Aktiv Optical Network). I det passive optiske netværk starter vi med en fiber, der fordeles ud til 16, 32 eller 64 kunder. Det kaldes for et passivt netværk, da selve delingen foretages med passive splitter. Det betyder, at er der tale om et område med 32 huse, hvor man starter med et stykke fiber og udfører afgreninger undervejs. I et aktivt optisk netværk, er der en fiber ud til alle husstande. Er der 32 huse, skal der 32 fiberforbindelser til. AON eller P2P (Aktiv Optiske Netværk eller Punkt-til-Punkt netværk) Figur 1 Accesshus En fiber til hvert hus Passive optiske netværk Figur 2 Accesshus Splitter En fiber dels blandt mange bruger 16, 32, fiberguide

81 Den største fordel er, at mængden af fiber og elektronik i access huset er noget mindre end i et AON netværk. Det betyder, at det fylder mindre, kan have mindre strømforbrug, og på grund af de mindre mængder af udstyr og fiber i access huset, bliver mere overskueligt. På den anden side, så skal båndbredden deles mellem alle bruger. Det skal være specielle media konverter ude ved kunden, disse skal kunne sortere de enkelte kunder fra hinanden. Det største problem er måling og fejlfinding. Dette er noget mere besværligt, måling med en OTDR kræver rutine. Der findes en hel del PON standarder, og der kommer hele tiden nye standarder til at kompensere for den båndbreddeudvikling, som er i gang. APON (ATM PON) Dette er den oprindelige PON standard, som var bygget på ATM celler, små pakker som kan bruges til alt fra telefoni til video. Der var ikke meget båndbredde til kunderne. Figur 3 En splitter - PON installationer bygges op med splitter, her er et eksempel på en to ports. BPON (Broadband PON) Denne standard blev betegnet som Broadband PON, en løsning hvor der var noget mere båndbredde til rådighed. Stadigvæk nede i den langsomme ende, og ikke særligt udbredt. dansk el-forbund 83

82 EPON (Ethernet PON) De første to PON standarder havde den ulempe, at ude ved kunden skulle dataene konverteres fra ATM celler til Ethernet, som vi normalt bruger. Dette betyder at der skal være datakraft til rådighed, samt det koster tid. Derfor blev EPON udviklet. Men stadigvæk, er der ikke meget båndbredde. GPON (Gigabit PON) Næste skud på stammen er Gigabit PON, som nu bruges som den normale PON løsning. De sikkerhedsmæssige problemer er blevet løst. Det er jo sådan i PON systemer, at alle brugere får alle pakker. GPON bruger stadig ATM rammer, og derfor skal der ske en konvertering til Ethernet. GEPON (Gigabit Ethernet PON) Der er nu dukket løsninger op, hvor man bruger Ethernet rammer. Dette gør elektronikken billigere, da teknologien er kendt og meget udbredt. Der er dog ikke så mange der vælger denne løsning. Men den har absolut sine fordele. Figur 4 TV GE PON for FTTH 1550nm: CATV Downstream 1490nm: Data Downstream 1310nm: Data Upstream TV 1 Billede af løsning fra Licom Multiple-Ports EDFA 1550nm OLT SMF 1310nm/1490nm S p l i t t e r CNT - 1 CNT - 2 CNT - N ONT Coaxial Cable UTP Cable STB IP Data Splitter requirements - High Uniformity - Low insertions loss - Long term reliability - Low Cost 84 fiberguide

83 10GPON (10 Gigabit PON) Denne løsning vil betyde at der er mere båndbredde til alle, men stadigvæk ikke ubegrænset, men det er jo også et spørgsmål om det behov man tror der kommer, og den oprindelige investering. Der er ikke set 10 GPON løsninger i dag i praksis. WDM-PON (Wavlength Division Multiplexing PON) Alle de forrige løsninger bygger på, at man bruger en fiber, og deler signalet ud(i splitter) til et antal bruger, er det et 1:32 system, så får alle kun en 32. del af båndbredden, og en 32. del af effekten. Effekten har kun betydning for hvor lang man kan sende, og de fleste systemer har en rækkevidde på 20 km. Med WDM-PON, bliver splitteren udskiftet med den AWG Arrayed-waveguide grating, en bølgelængde afvænningssplitter. Der tildeles så en bølgelængde til hver kunde. Det betyder, at der praktisk talt er fuld båndbredde til alle. Man kan sige, at man laver en punkt-til-multipunkt løsning, men bruger den som en punkt-til-punkt løsning. Dette er en god ide. Komponenten der gør dette er en AWG, som vi producerer i Danmark. Ignis Photoniks er en af de største producenter på verdensplan, og de spås en meget god fremtid. Figur 5 Central Office Remote Node λ 1 ONT #1 ONT #2 Billede af en WDM- PON OLT λ 1... λ N AWG λ N λ 2λ3 ONT #3 ONT #N ONT #4 Problemet er at alle transmittere skal være afstemt til en meget nøjagtig bølgelængde. Det betyder, at de nu bliver noget dyrere. Men muligheden for at give mere båndbredde, er måske den eneste måde at løse PON problematikken på. dansk el-forbund 85

84 Vi sammenligner de to teknologier, og du skal huske på, at der er meget religion her. P2P PON Båndbredde Ingen begrænsninger Mange begrænsninger Fremtidsmuligheder Strømforbrug Fiberforbrug Rørforbrug Patchkabler Test Konnekterforbrug Ingen begrænsninger Højt forbrug, der er ikke mange der har tænkt dette En fiber til alle Rør ud til alle Patch-kabel til hver Meget enkelt at test En i starten og en i slutningen af et fibersystem Fejlfinding Meget nemt Meget svært Ved fejl i accesnettet Krav til renlighed Plads i acces huse Overskuelighed i aceshuse Sikkerhed Udbredelse Geografisk dækning Prisen Berører 1 kunde Ens i begge systemer Stort pladsbehov Bliver meget nemt uoverskueligt. Kræver god ordenssans fra starten Der arbejdes med lave effekter Meget udbredt i Skandinavien Velegnet til små arealer (som Danmark) Dette er man ikke enig om Stadig en grænse med WDM-PON Mindre strømforbrug end P2P Den første del af fiberen er fælles, fiber er så billigt at der ikke er nogen besparelse Igen rør ud til alle, de første rør er dog lidt mindre. Ingen reel besparelse Patch-kabel til 16 eller 32 brugere. En besparelse når man tænker på fejlmuligheder, rensning osv. Meget svært at teste. Dette løses ved at der placeres konnekter ude i gadeskabe, måske ikke den bedste løsning En til deling i starten, et sæt undervejs (i et gadekab), og en ved kunden), så antallet er ca. det samme. Berør 16 eller 32 kunder Ens i begge systemer Noget mindre pladsbehov Da der ikke er så meget udstyr, er det nemmere at holde overskueligt, men fejl forstyrrer flere på samme tidspunkt Der arbejdes her med højre effekter. Måske et sikkerhedsproblem Udbredt det meste af verden. Velegnet til større afstande Dette er man ikke enig om 86 fiberguide

85 P2P Vs. PON Customer Bandwidth, Mbps, Current Standards (No WDM) Axtive 1 GigE Axtive 100M GPON 1:32 EPON 1:32 GPON 1:64 Upload, Mbps Download, Mbps EPON 1:64 APON 1: Her ser vi forskellen på de forskellige båndbredder som punkt til punkt og PON løsninger giver. EU arbejder i øjeblikket på at lave lovgivning der skal forbyde PON i FTTH installationer i EU. Dette skyldes at det er svært at lave et åbent system, med flere tjeneste leverandører. Distributionsnettet Elværkerne har kabler mellem de enkelte byer, i dag med deres højspændingsnet, som de bruger. Der er tale om OPGW Optical Power Ground Wire. Altså en højspændingsjordledning med indlagt fiber, typiske 24 eller 48 fibre. Men der findes også enkelte strækninger herhjemme, hvor man bruger fase tråden bl.a. forbindelsen til Rømø. En anden løsning er at vikle et fiberkabel rundt om fase eller nullederen. Figur 6 Overblik over en FTTH installation Router Switch Medie konverter Kunde Internet DANSK EL-FORBUND 87

86 Kører man tværs over Fyn, kan man se en fiber viklet om jordlederen, og kører man ad Esbjerg motorvejen, kan man se fiberkabler som er omviklet de tre faser. Kører man til Rømø, kan man se en OPGW, men det ligner alle andre højspændingsluftledninger, men man kan se en splidsmuffe undervejs. Man må nok sige, at forbindelsen til Rømø er Danmarks mest hærværkssikrede forbindelse. Spændingen om fiberen er på 60Kv. Billederne her viser, hvordan en komplet FTTH installation kan laves. Dette er en måde at lave det på, men der findes mange løsningsmuligheder. Billederne stammer fra Danmark, Sverige, Norge, Island og Belgien. De afspejler en måde at opbygge en installation på. Først skal vi have transmiteret vores TV, Internet og telefoni til byen. Dette bruger vi højspændingsnettet til. Figur 7 OPGW tilgang til Rømø. Optical Power Ground Wire er luftledning med indlagt fiber - som typisk er 24 eller 48 fibre. Figur 8 Splidsning på Rømø dæmningen. 88 fiberguide

87 Når vi kommet til byen, skal distributionen deles ud i byen. Derfor opstilles der typisk et antal access huse i byen, som så deler signaler ud til alle i beboere. Her er nogle eksempler på, hvordan disse access huse kan se ud. Figur 9 Her et eksempel på et access hus. Figur 10 Her en anden variation af et access hus. Figur 11 Som det ses er der mange variationer. Access husets opgave er at levere indholdet til de mange brugere og fordele det optiske signal. dansk el-forbund 89

88 Switch(switch og router er typisk elektriske). Så huset vil indeholde en tilgang, en router, nogle switche og nogle medie konverter. Disse er typisk indbygget i switchen.der føres et path kabel til en splidsekasette, hvor fiberen splidses til det fiber/kabel, som skal ud til kunden. Dette patchkabel føres rundt i et management system (de gule kanaler). Figur 12 Eksempel fra en større installation. Figur 13 Eksempel på en patch kassette, hvor fiberen bliver patchet til det aktiv udstyr. 90 fiberguide

89 Figur 14 Eksempel på aflastning af fiber. Figur 15 Her ser vi en splidse kassette. dansk el-forbund 91

90 For at få kablet ud af huset, skal det typisk gennem et 10mm rør som ligger i et 40 eller 150mm rør. Figur 16 Ud af huset. Figur 17 Et eksempel til på, hvordan fiber føres ud af access huset. Her ser vi nogle mikrokabler (med 72 fibre) på vej ind i et 10mm rør som føres ud til brønden gennem et 40mm rør. 92 fiberguide

91 Figur 18 Der bruges så en brønd til at lave den første fordeling. Figur 19 Der bruges også Kiosk til fordeling. Her kommer der så et kabel ind, som splides til fiber der blæses ud til den enkelte kunde. Røret ud til kunden er typisk et 5 mm (til blæsefiber) eller 10mm (til blæsekabel). Figur 20 Her et eksempel på en fast muffe- eller madkasse. Billedet her viser en 40mm rør som indeholder 2 stk. 10mm afgreninger. dansk el-forbund 93

92 Figur 21 Eksempel på en tape muffe. Muffen består af selvvulkaniserende tape, som gør at udføres den på en korrekte måde er den 100% vandtæt. Røret skal så ind i huset. Nogle selskaber vælger at montere en termineringsboks, som giver mulighed for, at man kan måle på installationen uden at skulle ind til kunden. Andre vælger at føre fiberen ind under jordoverfladen, således at der ikke er noget at se. Figur 22 Eksempel på afslutning ude ved kunden. Der er meget stor forskel på hvor medie konverteren monteres. Det kan være i et teknikrum, i et skab, i bryghuset. Der kan være problemer med placering, da der skal et rør ud fra gaden, og kabler til ens TV, ens telefon, samt til de pc'er, som man nu har. Medie konverter ved kunden til analog TV og Internet, evt. telefon. Det placeres på en måde, således at kunden nu kan føre deres kabler ud til, hvor de nu skal bruges. Billedet viser en medie konverter ved kunden som giver Internet IP telefoni samt IPTV, altså den digitale løsning. Denne løsning kræver at der bruges en settop boks. Figur 23 Her har vi så Settop boks, som konverterer IPTV signalet til noget som kan proppes ind i fjernsynet. 94 fiberguide

93 Det tekniske Der findes løsninger hvor man bruger mellem en og seks fiber. En fiberløsning Bruges der fiber, er der tale om brug af to bølgelængder, hvis der skal leveres det rene digitalsignal 1550nm til kunden og 1310 fra kunden. Det vil sige Internet, IPTV og IP telefoni. Skal vi have analog TV med, så sendes det på 1550nm og Internet retur er så på 1310nm. Figur 24 Her ser vi så en to fiber løsning gengivet med tilladelse med fra DKT, Det analog (TV) samt digital (Internet) signaler samles, lige inden de føres ud til kunden. Splitter PSTN Voice gateway Voice manager Internet To-fiber-løsningen En fiber til Internet, 1550nm til kunden og 1310nm fra kunden. Og så en fiber til analog TV ved 1550nm. Tre-fiber-løsning En fiber til kunden 1310nm, Internet download En fiber fra kunden 1310 nm, Internet upload En fiber til analog TV 1550nm Så findes der løsninger hvor man så udlægger flere fiber, f.eks. til overvågning af elforbrug, vandforbrug osv. dansk el-forbund 95

94 Figur 25 Splitter PSTN Voice gateway Voice manager Internet FTTH er kommet for at blive. Vi kan forvente Internethastigheder på Gigabit, inden for de nærmeste år. Danmark er formentlig færdigbelagt omkring Hver eneste krog af Danmark bliver forsynet med fiber. Figur 26 Eksempel på en 3 fiber løsning, gengivet med tilladelse fra DKT. En fiber til analog TV- 1550nm, en fiber til internet til kunden (1310nm) og en fiber fra kunden (1310nm) Splitter PSTN Voice gateway Voice manager Internet 96 fiberguide

95 FIBERMÅLERUDSTYR

96 Fibermåleudstyr Afsnittet her handler om, hvordan man finder ud af, om man har råd til at købe det nødvendige måleudstyr eller ej. Det er væsentligt af man fra starten af sine indkøb vurderer, hvilken del af området man skal dække. Er det certificering? Er det for at dokumentere? Er det fejlfinding? Der er meget der kan og bør måles, alt efter hvor man er i installationen, og hvad der skal transporteres. I forhold til disse to parametre kan man altid finde frem til, hvad der bør og ikke mindst skal måles. På markedet er der udstyr som er særdeles velegnet til fejlfinding, og lige netop fejlfinding kan vise sig at være et stort område i fremtiden, især når vi kommer til de store båndbredder. En typisk installation består af en konnekter, et stykke fiber evt. nogle splidsninger og så en konnekter. Hvad kan vi så måle? Dæmpning (attenuation) - her kan måles, hvor meget tab der er i installationen. Tab måles i db. Jo lavere tab jo bedre. Målingen fortages ved, at der først udføres en kalibrering af afsender og modtager, og derefter måles dæmpningen. Der skal måles i begge retninger, og ved de bølgelængder, der bruges eller ønskes brugt. Det vil sige, at man typisk skal udføre 4 målinger pr. fiber. Det vil sige er der tale om en multi mode-installation fra venstre til højre ved 850nm og ved 1300nm, samt fra højre til venstre ved 850nm og 1300nm. Er der tale om en single mode installation skal der måles ved 1310nm og ved 1550nm, og også gerne ved 1625nm. Men det giver så 6 målinger. Er der tale om et kabel med 24 fibre, bliver det til en hel del målinger. 98 fiberguide

97 Figur 1 En dæmpningsmåler EXFO fra JDSU Figur 2 En dæmpningsmåler OLSS55 fra JDSU Figur 3 En dæmpningsmåler OPL-55 Return loss-refleksioner (RL Return Loss). Her måler vi, hvor meget der bliver reflekteret tilbage. Det kan sammenlignes med, at man kigger gennem et vindue, der ikke er helt gennemsigtigt. Det er vores dæmpning, og vi kan tit se en refleksion(eller flere) eller hvis man tager et billede, hvor man bruger kamera med blitz, vil man opleve en kraftig refleksion. Refleksioner måles også i db, men her er resultatet med negativt fortegn. Resultatet skal være så negativt som muligt. -30 db er OK, -50 db er godt, og -60 db er det område, hvor man skal være for analoge tv-installationer. Refleksionsmålere ligner til forveksling dæmpningsmålere, dog er prisen meget højere. Udlægningskvaliteten måles med en OTDR OTDR - Optiske Time Domain Reflektometer måler udlægningskvaliteten. Dette apparat er i stand til at lave et fingeraftryk af en installation, det kalder vi for et trace. Den sender en lyspuls ud i fiberen, og ser på de refleksioner der kommer tilbage. Det kan være refleksioner fra selve fiberen (det kalder vi for backskatter) men det kan også være en konnekter, splidsninger eller bukninger i fiberen. dansk el-forbund 99

98 Et godt apparat kan afsløre fejl på afstande over 150 km. En øvet person vil kunne finde et fingeraftryk på 150 km s afstand, det må alt andet lige siges at være imponerende at kunne finde fejl så langt ude. Figur 4 Pulsgenerator Laserdiode Coupleren Fiber under test Konnekter APP Avalanche Photo Diode Forstærken Skærm Udglatningskredsløb Opbygning af en OTDR Det er en pulsgenerator som aktiverer en laserdiode, som sender en meget kort lyspuls ud gennem coupleren, og ud i kundens fiber. Fiberen reflekterer noget af lyset tilbage, som skilles ud i coupleren (en fiberfordeler). Denne refleksion opfanges af en photo diode(en meget hurtig type), der er et udglatningskredsløb, der tager et gennemsnit af pulsene, og resultatet vises så på en skærm. Her er tre eksempler på OTDR, men som man kan se, er der ikke mange taster, men en eller anden form for skærm. Større skærme, giver bedre billeder. Er der tale om en touch skærm, så er betjeningen noget nemmere. Her tre eksempler, der hver især har deres fordele. 100 fiberguide

99 Figur 5 EXFO OTDR Figur 6 Yokogawa OTDR En OTDR er ret kompliceret i sin opbygning. Brugsanvisningen kan være op til tohundrede sider, og er som regel på engelsk. Der skal altid bruges et launch box, eller et stykke fiber på op mod en kilometer. Dette for at man skal kunne se den første del af installationen. Derefter skal man stille pulsbredden på tiden der skal måles i, samt hvor lang installationen, man har tænkt sig at måle, er. Alle disse indstillinger har indflydelse på det resultat, man får. Stiller man en eller flere af disse parametre forkert, vil man ikke få det optimale resultat. Derudover skal man vælge bølgelængder osv. Så brugsanvisningen bliver hurtig stor. dansk el-forbund 101

100 Figur 7 Her er et eksempel på, hvordan et trace kan se ud. Man har mulighed for at zoome ind på det område, man ønsker at se på. 102 fiberguide

101 PMD Polarisation Mode Dispersion Når lys sendes gennem et stykke fiber, vil lyset komme igennem fiberen enten som vandret polariseret eller lodret polariseret, på samme måde som når vi transmitterer lodret eller vandret polariseret radio/tv-signaler. Men problemet i fiber er, at på vej gennem fiberen vil lyset blive mere eller mindre forsinket i den ene retning i forhold til den anden retning. Denne forsinkelse vil resultere i at lyspulsen bliver udfladet med ugenkendelige data til følge. Det vil sige, at man ikke forstår det, som bliver modtaget. Derfor bør man udføre PMD målinger, når man udfører installationer som skal kunne håndtere hastigheder på 10 Gbit eller derover. Hastigheder som vi er begyndt at bruge på backbone installationer i dag. Figur 8 PMD apparat Figur 9 dansk el-forbund 103

102 CD Chromatic Dispersion Lyset har også den egenskab, at når forskellige farver af lys(bølgelængder)sendes gennem fiberen vil de komme igennem med forskellige hastigheder. Det resulterer også i at signalet bliver destrueret undervejs. Figur 10 CD apparat Figur 11 Cd-måling 104 fiberguide

103 OSA Optical Spectrum Analyser Dette apparat er i stand til at måle, hvor meget dæmpning der er i fiberen ved de forskellige bølgelængde. Ved 1310nm er der omkring 0,4 db/km, ved 1550nm er der 0,2 db/km. Men der kan være stor variation undervejs. I de tilfælde, hvor man ønsker at transmittere med flere bølgelængder på samme tidspunkt, er det en god idé at udføre en OSA-måling. Figur 12 OSA måler Figur 13 OSA måling Problemet med de tre sidste nævnte måleapparater er, at de koster op mod en million kroner, så det er tvivlsomt om vi vil finde dem i små installatørfirmaer. Men skal man teste installationer på over 40 km, og med hastigheder på 10Gbit eller derover, er der ingen vej uden om, og man bliver nødt til at investere. dansk el-forbund 105

104 Pen med synligt lys Når man skal finde fejl kan det være svært at lokalisere selve fejlen, og derfor kan man sende synligt lys ind i installationen. Det vil bevirke, at kan man se lys, så har man en mulig kilde. Lyskilden er god til at afsløre nogle typer, og mindre god til andre, men kan man se lys fra kilden, er der noget galt. Figur 14 Her ser vi et eksempel, hvor vi ser det synlige lys slippe ud af installationen. Figur 15 Meget dårlig splidsning (man kan se lyset på vej ud af sømmet) 106 fiberguide

105 PRODUKTION

106 Produktion Produktion af fiber kan reelt deles op i to dele, produktion af glasset (selve fiberen) og påsætning af kappen. Der er efterhånden ikke så mange steder, hvor man i dag producerer fibre, men OFS har en produktion i Brøndby. Her laves kun selve fiberen, som sendes til USA hvor kappen påsættes. Vi har også en kappepåsætnings fabrik i Danmark i Brøndby. Det er firmaet Draka, som får produceret fiberen i Holland og kappen bliver påsat i Danmark. Produktion af fiberen Fiberen produceres på den måde, at man starter med et kvartsrør, som er ca. 2m lang, og ca. 3cm i diameter, glasset er ca. 5mm tyk. Kvartsen er så ren at det ikke kan produceres i Danmark, og kommer derfor fra Tyskland. Denne stilles op i en drejebænklignende maskine, hvor glasrøret varmes op, og samtidig blæses der gasser gennem røret, som hæfter på røret, hvor gasflammen er. Efterhånden kommer der lag på indersiden af glasrøret. Til sidst varmes røret yderligere op, og luften suges ud, hvorved at røret imploderer (falder sammen). Disse gasser danner nu tilsammen selve kernen, og sammensætningen af gasser bestemmer, hvilken type af fiber der nu bliver lavet. Der findes i dag mange forskellige typer. Figur 1 Gas 1 Gas 2 Gas 3 Her ser vi kvartsrøret, hvor der pustes forskellige gasser igennem, de forskellige gasser danner så til sidst den endelige kerne. Gas 4 Gas flamme til opvarmning 108 fiberguide

107 Figur 2 Her ser vi glasrøret der er opvarmet, og bliver gasser bliver ført igennem. Røret spændes nu op i et træktårn, som varmer glasset op, og det er nu muligt at trække en glasfibertråd ud af denne stang, som er en nøjagtig nedskalering af den oprindelige stang. Tårnet er ca. 30 meter højt, og tråden trækkes ud med en hastighed på knap 100 kilometer i timen. På en enkelt stang er der til ca. 900 km fiber. Figur 3 Elektrode varmer Diameter overvisning Coating aplikatur UV lamper til hærdning af coating Gennem lysning Opsamling spole Her ser vi hvordan et træktårn typisk er opbygget. Der er i toppen en elektrodevarmer, derefter en diameterovervågning, som sørger for at fiberen får den rigtige dimension, til sidst en coatingapplikator, som påfører en coating. Denne coating hærdes ved hjælp af nogle UV-lysstofrør. Fiberen gennemlyses for at kontrollere om forholdet mellem kerne, cladding og coating passer sammen, om de har de rigtig dimensioner, er runde, og placeret hvor de skal i forhold til hinanden. Eventuelle defekter klippes fra bagefter. dansk el-forbund 109

108 Figur 4 Glasstangen (preform) der sider i toppen af tårnet, der er opvarmet Figur 5 Spole med fiber Fiberen bliver nu leveret på spoler, som sendes til kappeproducenten, som påsætter dem på fiberen. 110 fiberguide

109 Produktion af kappen Her bruges en teknik der hedder ekstrudering, en teknik hvor man lægger varm plastik(eller andet materiale) rundt om det, som skal være kerne. Figur 6 Fordeler Varm smelte Kappe Kappe Fiber Fiber/ tube osv. Trådføring Tegningen viser skematisk, hvordan en ekstruder virker. Rør, fiber eller lignende føres ind fra højre side. Varmen smelter det materiale som skal omslutte fiberen og dernæst føres rundt om fiberen, dette presses på plads af trådføringen, og til sidst får vi en fiber med den korrekte kappe. En snegl presser det flerhundrede grader varme materiale ud gennem et hul, som ligger uden om kernen. Dette køler ned, når det kommer i kontakt med luften, og skrumper sammen. Lige efter kommer det i et vandbad, hvor det opnår sin endelige form. Figur 7 Fiber på vej ind i extruderen Kappe Fiber dansk el-forbund 111

110 Figur 8 Ekstruder Efter at kablet kommer ud af ekstruderen, bliver den kølet ned, det sker i et vandbad. Figur 9 På vej ind i vandbad. Det færdige kabel spoles op på tromler, som er klar til brug. Der udlægges i dag mange tusind kilometer af fiber rundt i Danmark og resten af verden, grundet de fordele som er beskrevet i denne fiberguide 112 fiberguide

111 UDDANNELSESMULIGHEDER