Fot. 2. System umożliwiający identyfikację przewodu w zależności od przekroju.Technologia światłowodowa rozwija się w błyskawicznym tempie. Pozwala to nam spodziewać się jej powszechnego wdrożenia w ciągu kilku kolejnych lat. Coraz bardziej popularne są poza tym systemy fotowoltaiczne. Również „konwencjonalne” instalacje przeżywają obecnie rewolucję – przewody miedziane skutecznie wypierają aluminiowe. Wiele wydarzyło się też w tematyce bezpieczeństwa instalacji – producenci oferują nam doskonalsze materiały bezhalogenowe, przeciwdziałające rozprzestrzenianiu się ognia.
W instalacjach domowych stosuje się obecnie przewody miedziane, 3- oraz 5-żyłowe. Aluminium wyszło z użycia, choć kable z tego materiału możemy jeszcze spotkać w systemach starego typu. Wymieniając przewody aluminiowe na miedziane nie zapominajmy, że kabel miedziany o porównywalnej obciążalności jest o jeden przekrój cieńszy niż aluminiowy.
Fot. 3. Przewody bezhalogenowe zapewniają bezpieczeństwo instalacji.Systemy miedziane okablowania strukturalnego oparte są na skrętkowych kablach czteroparowych nieekranowanych lub ekranowanych. Zapewniają one dobre parametry pracy oraz przesyłu danych, ponadto umożliwiają szybkie układanie linii z możliwością wygodnego przełączania użytkowników. Na jeszcze szybszą transmisję danych wpływają elementy eliminujące obce przesłuchy oraz pozwalające na uzyskanie obsługi trzech aplikacji, mediów w jednym kablu – telefonu, telewizji i internetu. Wykorzystuje się do tego przewody miedziane kategorii 7 i 7A/klasy F i FA.
Fot. 4. Kable bezhalogenowe nie zawierają chloru, fluoru, bromu i jodu, które podczas spalania emitują dużą ilość dymu.Nowością w dziedzinie okablowania miedzianego są systemu umożliwiające szybką identyfikację zakończeń linii na obu jej końcach. Tego typu rozwiązania opierają się na modułach RJ45 ze zintegrowanymi diodami LED, które po podłączeniu modułu sterującego emitują sygnał świetlny oznaczający daną linię.
Jeden z producentów wprowadził nie dawno również rozwiązanie umożliwiające identyfikację przewodu w zależności od przekroju (3 × 1,5 mm2 i 3 × 2,5 mm2). Mniejsze przekroje zaznaczono paskiem w kolorze niebieskim, większe w zielonym, co pozwala na łatwe rozróżnienie kabli w przypadku prac na budowie w ciemnym pomieszczeniu lub prac serwisowych.
Fot. 5. W technologii bezhalogenowej zrealizowane są również przewody solarnePowoli zwiększa się udział kabli bezhalogenowych, za pomocą których można wykonać również całą instalację w budownictwie mieszkalnym (zasilanie, sieci komputerowe LAN, inteligentne sterowanie np. typu KNX, sieci monitoringu itd.), choć znacznie częściej stosuje się je w budynkach ze skupiskami ludzi lub w miejscach, w których należy chronić dobra materialne. Powłoki izolacyjne oraz płaszcz zewnętrzny tego typu kabli nie zawierają grupy halogenów, czyli chloru, fluoru, bromu i jodu, które występują powszechnie chociażby w popularnym PVC. Przewody bezhalogeonowe charakteryzują się odpornością na chemikalia, nie powodują rozprzestrzeniania się ognia, a emisja dymów i gazów spalinowych podczas ich spalania jest bardzo niewielka.
Fot. 6. Rosnąca świadomość inwestorów i popularność instalacji pozwalających na wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii podpowiada, że popyt na systemy solarne i fotowoltaiczne będzie coraz większy.Popularność inwestycji w technologie pozwalające na wykorzystywanie energii odnawialnej oraz zmieniająca się świadomość ekologiczna sprawia, że zastosowanie techniki fotowoltaicznej rozważają nawet właściciele domów prywatnych. Wszystkie komponenty oferowane w instalacjach fotowoltaicznych powinny być wytwarzane zgodnie z normami europejskimi i posiadać certyfikat CE. Kable solarne to przede wszystkim przewody bezhalogenowe, posiadające powłokę odporną na ozon, promieniowanie UV oraz wysokie temperatury, wytrzymałe na duże obciążenia i jednocześnie wyróżniające się dużą elastycznością; jedno- i wielożyłowe. Idealne właściwości izolujące dla różnorodnych warunków pogodowych sprawia, że kable fotowoltaiczne wyróżniają się długą żywotnością (według normy IEC216 – 8-krotnie dłuższą niż guma i 32-krotnie dłuższą niż PVC) – niezależnie od średnic przewodów. Przewody solarne charakteryzują się ponadto szerokim zakresem pracy – od -40°C do +110°C. Dzięki temu nie ma w nich „zimnego przepływu” (cold flow), który może doprowadzić do nierównomiernego ułożenia przewodników oraz ich zwarcia. Poza tym izolacje kabli są bardzo odporne na szereg różnych czynników – m.in. działanie płynów żrących, jak paliwo lotnicze, keton, olej, płyn hydrauliczny, alkohol itd. Instalacja nie jest niebezpieczna nawet w przypadku pożaru – nie występują gazy korozyjne, toksyczne, emisja dymu utrzymuje się na niskim poziomie.
Fot. 7. Przewody solarne charakteryzują się szerokim zakresem pracy, żywotnością oraz odpornością na szereg czynników.Nikt nie odważy się zaprzeczyć, że jednym z filarów dzisiejszej gospodarki jest sprawny i szybki przepływ wiedzy oraz informacji. Zapotrzebowanie na pasmo przesyłowe systematycznie wzrasta – wraz z coraz większą ilością transportowanych danych. W związku ograniczeniami procesu transmisji danych przez kable miedziane system ten coraz bardziej powszechnie zostanie zastępowany techniką światłowodową. Kable światłowodowe, czyli takie, w których zamiast żył miedzianych medium stanowią włókna światłowodowe, mają ogromny potencjał rozwoju, choć obecnie zajmują jedynie kilkanaście procent w zestawieniach produktowych dla przeciętnego systemu okablowania strukturalnego. Transmisja danych odbywa się w ich przypadku z wykorzystaniem fal elektromagnetycznych z zakresu podczerwieni lub inaczej – przesyle modów świetlnych. Ich odporność na zakłócenia elektromagnetyczne pozwala na skuteczne i bardzo szybkie przesyłanie danych. To obecnie jedyna technologia mogąca zapewnić wysoką przepustowość, rzędu ponad 10 gigabajtów na sekundę.
Kable światłowodowe przydzielamy do poszczególnych kategorii ze względu na ich konstrukcję i zastosowanie – wyróżniamy kable wewnętrzne (także samonośne i specjalnego zastosowania), układane wewnątrz budynków, zewnętrzne do instalowania na wolnym powietrzu, w ziemi itp. oraz kable uniwersalne. Według normy EN 50173--1 okablowanie światłowodowe zostało podzielone na poszczególne klasy: OF-100, OF-300, OF-500, OF-2000, OF-5000 i OF-10000, natomiast włókna światłowodowe na kategorie: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2. Kable światłowodowe składają się m.in. z centralnego elementu nośnego, włókna optycznego, ochraniającą je tubę, elementy uszczelniające, wzmacniające oraz zewnętrzną powłokę. Włókna dzielimy na jednomodowe i multimodowe (wielomodowe) – kryterium podziału stanowi tu liczba transmitowanych modów światła. Włókna jednomodowe charakteryzują się średnicą rdzenia 9 µm, a multimodowe – od 50 do 62,5 µm.
Włókna jednomodowe przenoszą osiowo w swoim rdzeniu tylko jedną falę świetlną; są używane najczęściej w drugim i trzecim oknie transmisyjnym. Włókna tego rodzaju wykorzystywane są do transmisji długodystansowej w związku z niską dyspersją i tłumiennością (spadkiem sygnału) – stosuje się je w sieciach teletransmisyjnych, w którym wymagania dotyczące odległości i przepustowości przekraczają możliwości światłowodów multimodowych. Włókna jednomodowe pozwalają na transmisję w technologii xWDM, która umożliwia przepływowość danych na poziomie Tb/s. Natomiast najnowszą aplikacją, w której dominują światłowody jednomodowe, są rozwiązania typu światłowód do mieszkania FTTH (Fibre To The Home).
Z kolei włókna multimodowe wykorzystuje się w kablach wewnętrznych i do transmisji krótkodystansowej wskutek wyższej niż w jednomodowych dyspersji. W kablu wielomodowym światło rozprzestrzenia się sinusoidalnie pomiędzy rdzeniem a płaszczem. Tego rodzaju włókna produkowane są w kilku średnicach rdzenia – przede wszystkim 50/125 µm i 62,5/125 µm.
W technologii światłowodowej wykorzystuje się szkło SiO2, czyli stopioną krzemionki lub szkło kwarcowe. Jego jakość stanowi bardzo istotną kwestię, m.in. ze względu na ryzyko zanieczyszczeń przez zabrudzenie. Przy produkcji włókien problem stanowić może również zawartość wody – by zapobiec wpływowi wilgotności powietrza na włókna światłowodowe, niezwłocznie po ich wytworzeniu nakłada się na nie pierwotną powłokę.
Warto zwrócić uwagę na dwa sposoby wykonywania złączy światłowodowych. Włókna można łączyć metodą PC, czyli Physical Contact – wtedy wypolerowane pod katem prostym powierzchnie umieszczane są naprzeciwko siebie, co pozwala na zminimalizowanie tłumienności złącza. Metoda APC, czyli Angeled Physical Contact, polega na polerowaniu czoła światłowodu pod kątem 8° – dzięki temu tłumienność odbiciowa takiego połączenia jest mniejsza niż dla złącz typu PC.
Fot. 8. Konieczność transportowania danych udowadnia, że w ciągu paru następnych lat dojdzie do szybkiego rozwoju instalacji światłowodowych.Wróćmy jednak do tematu kategorii włókien światłowodowych. Najnowsze i coraz powszechniej wykorzystywane włókno klasy OM4 to „poprawione” włókno OM3. Włókno OM3 zapewnia bardzo duże pasmo 1500 MHz×km, dzięki czemu możliwa jest transmisja sygnału wysłanego z nadajnika laserowego wykonanego w technologii VCSEL. Włókno OM4 zapewnia jeszcze większe pasmo przenoszenia, do 3500 MHz×km, co umożliwia transport danych na jeszcze większe odległości. Kolejnym usprawnieniem jest zastosowanie rozwiązania Plug & Play do zaterminowania włókien.
Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów: Schrack Technik, LAPP Kabel, nkt cables, Molex Premise Networks, TELE-FONIKA Kable
Współpraca merytoryczna: Schrack Technik/www.schrack.pl