光纖跳接線

 

作為高速互連介面的主幹, 光纖承擔著關鍵的角色. 對於兩個網路節點間, 實務上的光纖並不是自頭至尾使用一條光纖, 往往經過不同光纖區段的串接. 埋設在地下的光纖主幹是中華電信施作的, 兩端分別處於中華電信的區域機房. 接著是區域機房串接到社區機房光纖配線箱, 可能是電信包商所承做. 建商再將社區機房分接到各住戶的光纖收容盒注入點, 為家戶預留了光纖介面. 只要沿途的光纖建置可靠穩定, 兩端的使用者僅需要以光纖跳接線連結該光纖介面與交換機上的光纖收發模組, 就在兩端的光纖模組建立了直通的光纖連接, 交換機也就可以進行相互的通信.

 

光纖跳接線的屬性

光纖跳接線的主要用途就是快速而方便地連接兩個光纖介面. 因此包含了兩個規格屬性, 一個是光纖線纜本體, 另一個連接介面的連接器. 以下, 我們就分別說明這兩個規格屬性.

 

光纖線纜的規格種類

光纖線纜是由玻璃光纖絲本身加上額外的保護材質所形成的纜線. 將光纖跳接線的線纜裁剪, 可以看到如下的分層結構,

Jacket	最外層的線纜外披覆, 用以隔離溫度, 濕度及塵埃的傷害. 常規的防火等級有 OFNR, OFNP, LSZH
Kevlar	克維拉為高韌度的纖維, 也是防彈背心的原料, 用以增強線纜的抗拉強度, 避免玻璃光纖受拉力損傷
Buffer	內披覆, 用以隔離溫度, 濕度及塵埃的傷害. 有 Tight Buffer 及 Loose Tube 兩種實現方式
Coating	高分子聚合物保護層, 使光纖與塵埃水氣隔離, 降低物理化學性的傷害
Cladding	此部位開始才是玻璃光纖, Cladding 為低折射率層
Core	此部位為高折射率層, Core 與 Cladding 之間的介面產生光學全反射, 進而限定光在 Core 內部傳輸

傳輸用的玻璃光纖, 嚴格說只包含 Cladding 與 Core. 線纜的其餘組成都是為了保護光纖絲. 依據 Core / Cladding 的尺寸, 可將光纖粗略分為多模光纖及單模光纖. 商用的主要光纖規格, Cladding 直徑皆為 125μm, 但 Core 的直徑, 多模光纖為 50μm or 62.5μm, 單模光纖為 9μm. 也正是這 Core 直徑的差異, 形成光學特性的不同, 對應到的市場應用場景也不同. 橫切面示意如下,

多模光纖的 Core 直徑大, 在 Core 內會形成多種光纖模態, 概念上就是不同傳輸路徑, 不同路徑, 光所經歷的路長不同, 最後導致信號分散, 因此多模光纖傳輸不了太遠. 但大的 Core 直徑對於光纖的對接有較大的容忍性, 對連接器的要求比較低. 整體系統上的成本比較低.

單模光纖的 Core 直徑小, 在 Core 內只能形成唯一一種模態, 唯一一種光所能行走的路徑, 因為只有一道光, 即使經歷幾十公里的傳輸, 信號仍不會分散, 適合長距離傳輸. 傳輸距離的極限, 主要受到光纖的衰減係數決定. 然而, 單模光纖的 Core 僅有 9μm, 連接器對接時, 偏差 1μm 就會導致高損耗. 因此單模連接器的要求高, 連接器的不良, 以及光纖端面的髒污, 會讓系統互連不穩定甚至失效.

我們在光纖的種類一文有更深入的說明.

由於玻璃光纖極細, 且無色透明, 包覆在 Coating 內後, 外觀只能看到 Coating 的顏色, 單模多模 Coating 尺寸同為 250μm, 我們無從判斷單多模. 因此產業上以 Jacket 的顏色定義作為區分. 單模光纖 SMF 為黃色, 多模光纖因應等級的分類 OM1, OM2 為橙色, OM3, OM4 為水藍色. 各類光纖的常見應用距離規格如下表, 供作參考.

光纖線纜尚有 Simplex 與 Duplex 的規格選項. 這是由於光纖收發模組需要一對信號, 分別傳遞 A 往 B 以及 B 往 A 雙向信號. 不使用波長分工的狀況下, 我們將需要兩路光纖. Duplex patch cord 會將兩路線纜以併列接合, 並將 Buffer 予以不同顏色區隔, 供連接器組立過程中辨識光纖極性.

 

光纖連接器的規格種類

光纖連接器用來實現光纖線纜的機械式對接, 兩個連接器可以經由一個適配器 Adapter 進行對接. 並保持穩定. 常見的光纖連接器有,

更深入的連接器說明, 見台灣常用光纖連接器與適配器介紹一文.

 

光纖跳接線的選購

綜上所述, 當使用者有選購的需求時, 可依序確認相關所需規格. 舉例如下列環境,

• 首先我們先確認光纖為何? 通常有兩種狀況, 一是光纖已經預埋建置完成, 只要確認下規格即可. 另一種是光纖還沒決定, 但是交換機上的光纖模組已經採買完成, 在已經通過傳輸距離規劃的核可下, 只需要選配對應的光纖跳接線即可. 多模光纖對應多模模組, 單模光纖對應單模模組. 上圖交換機上已經使用了 10G 多模光纖模組, 光纖選用為 OM3.
• 其次判定兩端連接器規格. 交換機端由於是 SFP 光纖收發模組, 其光纖介面規格為 Duplex LC. 配線盤端配置為 Duplex SC. 這也就是將需要採買的連接器種類.
• 接著是光纖纜線的防火等級規格, 台灣常用的以 LSZH 及 OFNR 為外披覆材質.
• 最後我們要決定的是長度, 常規長度為 1M, 2M, 3M, 5M, 10M. 當然其他長度也是可以訂製的.

因此, 採購時請告訴我們規格為 Duplex SC 到 LC 多模 OM3 LSZH 光纖跳接線, 所需長度, 數量.