Wat is glasvezel (fiber optics)?

In deze blog leggen wij je alles uit wat je wilt weten over glasvezel kabels, accessoires en aansluitingen. Fiber optic glasvezel werkt met communicatie over haardunne glasvezels. In tegenstelling tot koper, wordt een signaal over een glasvezel gestuurd door het in en uitschakelen van een lichtbron. Glasvezel heeft een aantal grote voordelen ten opzichte van koper en is voor vele toepassingen te gebruiken, waarbij de meest bekende internet en datacenters zijn. Glasvezel is echter ook perfect geschikt voor media extensie. Dus bijvoorbeeld om een HDMI-verbinding over honderden meters of kilometers aan te sluiten.

Het spectrum van het licht

Het licht van glasvezel apparatuur ligt tussen de 850nm en 1625nm (infrarood), wat (nagenoeg) niet zichtbaar is voor het menselijke oog. Bij Multimode is er soms een lichte rode gloed zichtbaar (850 nm of 1300 nm). Singlemode signalen (1310-1625 nm) zijn zeer schadelijk voor de ogen, hier mag nooit zonder speciale bril in worden gekeken. Zelfs met de speciale brillen is het af te raden om in een stekker of adapter te kijken.

Toepassingen en voordelen/nadelen van fiber optics

Enkele voordelen en toepassingen van glasvezel tegenover koper:

• Grotere afstanden overbruggen (40.000 KM in tegenstelling tot 100 meter)
• Hogere snelheden halen (Bijna oneindig in tegenstelling tot 10 Gbps)
• Communicatie over glas is niet gevoelig voor interferentie
• Lichtgewicht (305 meter slechts 2 KG in tegenstelling tot 20 KG
• Dun (handig in krappe datacenters)
• Toekomstbestendig
• Geringe kans van diefstal door goedkope grondstof glas
• Ruime grondstofvoorraad. Glas bestaat namelijk voor ongeveer 80% uit zand
• Moeilijk af te tappen en makkelijk te makkelijk te detecteren
• Hogere bandbreedte
• Lagere stroomkosten
• Minder warmteontwikkeling

Er zijn echter ook nadelen. Zo zijn er meer dan 40 soorten connectoren, terwijl koper al meer dan 40 jaar 1 connector heeft: RJ45. Daarnaast is het een stuk moeilijker om glasvezel connectoren aan te brengen in tegenstelling tot het aanbrengen van een RJ45 stekker. 

Fiber cleaning / Glasvezel schoonmaken

Het is erg belangrijk om glasvezelkabels en dan voornamelijk de connectoren en adapters goed schoon te maken en houden. Hiervoor zijn speciale cleaning tools ontwikkeld. Hoe maak je een Fiber Optic glasvezel kabel schoon?

1. Inspecteer de aansluiting (niet in de laser kijken!)
2. Schoonmaken als het nodig is
3. Schoonmaak producten nooit hergebruiken
4. Nooit een vuile connector aansluiten
5. Gebruik stofkapjes als een connector of aansluiting niet wordt gebruikt

Soorten kabels

Er zijn verschillende soorten glasvezelkabels, te beginnen met Multimode en Singlemode. Deze zijn vervolgens nog verder opgedeeld in een aantal categorieën. Zo is Singlemode onder te verdelen in OS1 en OS2, en Multimode onder te verdelen in OM1, OM2, OM3, OM4 en OM5. Multimode wordt vooral gebruikt voor “kleinere afstanden” tot maximaal 2 KM. Met Singlemode is het mogelijk om afstanden tot wel 40.000 KM te overbruggen. Multimode wordt veel meer gebruikt dan Singlemode en beslaat ongeveer 90% van de markt.

Multimode of singlemode

Een glasvezel bestaat uit een kern en een cladding, deze samen hebben een diameter van 125 micron. De kern is bij Multimode 50 micron en bij Singlemode slechts 9 micron. De rest van de vezel bestaat dus uit de cladding, een soort donker glas die het licht in de kern houdt.

Singlemode kabels zijn te herkennen aan hun gele kleur en zijn (bijna) altijd 9/125µm. Je kunt de verschillen tussen OS1 en OS2 alleen zien door de bedrukking op de kabel te lezen.

Multimode kabels kunnen diverse kleuren hebben, afhankelijk of het OM1, OM2, OM3, OM4 of OM5 is. Multimode kabels zijn meestal 50/125µm, behalve OM1, deze is 62,5/125µm. OM1 en OM2 zijn beiden oranje, je kunt de verschillen tussen OM1 en OM2 alleen zien door de bedrukking op de kabel te lezen. OM3 is aqua, OM4 is erika violet (heide roze) en OM5 is Lime green.

Multimode

Multimode vezels zijn relatief duur om te maken, terwijl singlemode vezels relatief goedkoop zijn te produceren en langere afstanden kunnen overbruggen. Dit heeft voornamelijk ermee te maken dat er “laagjes” glas oftewel “grading” in de kabel dient te worden toegepast om mode dispersie (signaal verspreiding) te verminderen. Een Multimode vezel bestaat uit meer dan 1000!!! Laagjes kwartsglas met ieder een andere brekingsindex.

Singlemode

Om de mode dispersie nog meer te verminderen is de Singlemode vezel ontwikkeld. Bij Single Mode is dit (bijna) niet van toepassing, doordat de kern slechts 9um is.

Er dient dus vooraf goed te worden nagedacht over de toepassing, gewenste afstand en snelheid om zo te bepalen of er voor Single- of Multimode apparatuur en kabels dient te worden gekozen.

MTP/MPO kabels

MTP/MPO is de nieuwste techniek op het gebied van glasvezel kabels. Het zijn ultra compacte kabels waarbij tot wel 12 vezels kunnen worden aangesloten in één enkele MTP/MPO stekker. MTP/MPO stekkers zijn 12-pins stekkers.

MTP/MPO kabels zijn er in diverse polariteiten, waaronder: A (1:1), B (gekruist), C (per paar gekruist). Polarity A wordt gebruikt om te patchen, Polarity B wordt gebruikt om 2x 40 Gbit op elkaar aan te sluiten (bijv. 2x QSFP).

MTP/MPO kabels kunnen door middel van een cassette worden gesplitst. Zo zijn er bijv. Cassettes van 1x MTP/MPO naar 12x LC of 2x MTP/MPO naar 24x LC. Deze cassettes kunnen vervolgens in een speciaal patchpaneel voor geassembleerde MTP/MPO cassettes worden gemonteerd.

Prefab Fiber patchkabels en indoor / outdoor kabels

Gebruik bij de toepassing van glasvezel patchkabels tot maximaal 10 meter. Mocht je langere afstanden willen overbruggen, kies dan voor installatiekabel, of leg de patchkabel in ieder geval in een buisje. Naast kant en klare patchkabels, zijn er een aantal andere soorten kabels te onderscheiden, waaronder:

• Loose Tube
• Tight Buffered / distributie kabel
• Breakout kabel

ACT heeft speciale Loose Tube prefab kabels voor indoor en outdoor gebruik. Deze zijn standaard leverbaar in 4 of 8 vezels en lengtes van 10 tot 300 meter in OS2 en OM3 met LC-connectoren. Doordat de connectoren niet zelf hoeven te worden aangezet, is er 80% minder installatietijd benodigd. Daardoor zijn prefab installatiekabels ideaal voor installateurs, automatiseerders en datacenters. De kabels zijn voorzien van een beschermbuis met een trekoog, waardoor ze eenvoudig zijn te installeren terwijl de connectoren goed zijn beschermd. Alle andere varianten en lengtes zijn op aanvraag ook leverbaar.

Het verschil tussen simplex en duplex

Om te zenden en ontvangen zijn er in principe 2 vezels nodig. Namelijk 1 om te zenden en 1 om te ontvangen. In het geval van singlemode zijn er echter ook mogelijkheden om meerdere frequenties (kleuren) over 1 vezel te verzenden, waardoor je 1 vezel kunt gebruiken om te verzenden als te ontvangen. Dit wordt multiplex genoemd. De gebruikte apparatuur aan beide kanten dient echter wel Multiplexen te ondersteunen, anders werkt dit niet. Een toepassing waarbij er gebruik wordt gemaakt van Multiplex is bijv. FTTH (Fiber To The Home), oftewel glasvezel internet voor particulieren. Daarvoor wordt op de meeste plaatsen slechts 1 vezel per woning toegepast.

Multimode toepassingen en kabels zijn bijna altijd Duplex. Dit houdt in dat er 2 vezels per kabel worden gebruikt. Deze vezels zijn los van elkaar te trekken, waardoor je 2x een simplex kabel over houdt. Dit is dus een enkele kabel met 1 enkele vezel. Deze vezel is van buiten naar binnen als volgt opgebouwd:

• Buitenmantel (meestal 2 of 3 mm)
• Kevlar
• Secundaire coating (900 µm)
• Primaire coating (250 µm)
• Cladding (125 µm diameter)
• Kern (meestal 9, 50 of 62,5 µm)

Glasvezel connectoren

Er zijn diverse verbindingen en overgangen mogelijk, waaronder permanent of losneembaar. In het geval van losneembare overgangen wordt er gebruik gemaakt van een connector. De meest gebruikte stekkers zijn:

• SC (Square Connector / Subscriber Connector / Standard Connector)
  • Ferrule: 2,5mm
  • Gbic (Groot)
• LC (Little Connector / Lucent Connector / Local Connector) =meest gebruikt, 2x zo klein als SC
  • Ferrule: 1,25mm
  • High density (SFP, SFP+, XFP)
• ST
• MTRJ
• FC
• MTP (MPO, Multifiber Push On / Pull Off)

De ader (kern) van een glasvezelkabel wordt gemonteerd in een stekker, dit deel van de stekker wordt een ferrule genoemd. De ferrule van deze stekker heeft een bepaalde polijsting. Dit is te onderscheiden in: PC, UPC of APC. PC wordt bijna niet meer gebruikt, UPC is de standaard (=3x gepolijst). APC stekkers zijn haaks (angled) in een hoek van 8 graden. APC wordt alleen toegepast bij Singlemode, Multimode stekkers zijn nooit APC (haaks/angled).

Pigtails

Aangezien het aanzetten van een losse stekker erg lastig is, wordt er vaak gebruik gemaakt van een stekker aan een stukje kabel (glasvezel), meestal 1 meter. Dit wordt een pigtail genoemd. Het grote voordeel van pigtails is dat deze eenvoudig en snel dmv fusielassen aan een vezel kunnen worden gemonteerd in het veld.

Permanent verbinden van glasvezels

Als er een permanente verbinding dient te worden gemaakt, kan er worden gekozen voor het maken van een fusielas. Hiervoor is een fusielasser nodig, waarmee eenvoudig 2 vezels aan elkaar kunnen worden gelast. Doordat een fusielasser redelijk duur is, is er een hoge eenmalige investering, maar de kosten per las zijn minimaal. Ook is er op die manier een hele lage demping, namelijk de laagste demping van alle mogelijke overgangen. De las dient daarna wel te worden beschermd door middel van een lasbescherming. Het is het beste om deze vervolgens ook nog te beschermen met een lasmof. 

19” Patchpanelen en wandboxen

Meestal worden glasvezel kabels afgemonteerd in een patchpanel of wandbox. De stekker komt dan in een adapter/koppelstuk, waar aan de andere kant weer een andere kabel kan worden ingestoken. Deze zijn leeg (unloaded) te koop, of gevuld met de adapter. Het voordeel van een unloaded wandbox of patchpaneel is dat je verschillende stekkers door elkaar bij elkaar kunt monteren. 

Accessoires / adapters (koppelstukken)

Wil je een fiber glasvezel kabel monteren in een paneel of behuizing? Of wil je twee glasvezelkabels met elkaar verbinden? Dan kun je gebruik maken van fiber koppelstukken. Deze zijn er met diverse aansluitingen, waaronder SC, LC en ST.

Media converters en SFP modules

Er zijn omvormers nodig om een koper naar glas signaal om te zetten en andersom, glas naar koper om te zetten. Ook zijn er omvormers nodig om van Multimode naar Singlemode of van Singlemode naar Multimode te gaan. Deze omvormers worden ook wel mediaconverters genoemd. Een mediaconverter zet dus het signaal om van glas naar koper of andersom.

Het grote verschil met koper (RJ45), is dat glasvezel meestal niet rechtstreeks op een switch of andere apparatuur wordt aangesloten. Dit komt doordat er te veel verschillende varianten zijn. Denk aan: Multimode, Singlemode, snelheden, afstanden, stekkers. Fabrikanten hebben daarom een interface afgesproken: SFP. Hierdoor is het mogelijk om via een Transceiver allerlei verschillende kabels, stekkers en afstanden toch op elkaar aan te sluiten. Let er wel goed op dat je de juiste SFP module koopt, die samenwerkt met de juiste merken apparatuur. Er zijn verschillende interfaces, met bijbehorende snelheden. Waaronder:

• SFP/SFP+ (1G)
• XFP, X2, Xenpak (10G)
• QSFP+ (40G)
• CFP (100G)

LED, Laser en dempers

Multimode maakt gebruikt van LED’s om de signalen te verzenden over de glasvezel, Singlemode maakt gebruikt van lasers. Deze lasers zijn stukken duurder in aanschaf, waardoor Multimode interessanter lijkt. Bij singlemode zijn er vaak verzwakkers (ook wel attenuator of demper genoemd) nodig, om het signaal te verzwakken. Goede dempers (zoals bijvoorbeeld die van ACT) worden gemaakt van zirconium oxide. Er zijn ook dempers met een goedkopere kwaliteit in de markt, die worden meestal van andere materialen gemaakt en dempen minder consistent.

Heb je nog vragen of wil je meer informatie?
Kabeldirect biedt een uitstekende service. Bij vragen of voor professioneel advies kun je ons tijdens onze openingstijden bereiken op +31 (0)85-273 73 03 of op klantenservice@kabeldirect.nl. Wij helpen je graag!