Co je to optický patch panel a jak funguje?

Systém strukturované kabeláže je staardizovaná síťová infrastruktura, která využívá propojovací panely, keystone jacky, čelní desky a konektory k organizaci hlasových, datových a optických spojení uvnitř budovy nebo datového centra. Namísto vedení jednotlivých kabelů přímo ke koncovým zařízením systém strukturované kabeláže vede kabeláž k centralizovaným distribučním bodům, jako je patch panel nebo optický distribuční panel, kde lze připojení testovat, přeskupovat nebo rozšiřovat bez narušení zbytku sítě. Tento přístup je definován široce odkazovanými standardy, včetně ANSI/TIA-568 and ISO/IEC 11801 , které specifikují požadavky na výkon pro kategorie mědi, jako jsou Cat5e, Kočka6 a Cat6a, stejně jako testovací kritéria odkazovaná na konektory z optických vláken. Dobře naplánovaný systém strukturované kabeláže obvykle kombinuje řešení síťové kabeláže vytvořené z měděných propojovacích panelů, konektorů RJ45 keystone, síťových čelních desek a propojovacích panelů z optických vláken, přičemž všechny spolupracují na podpoře Ethernetu, hlasového a video provozu. Vzhledem k tomu, že tyto komponenty obecně dodržují běžné mechanické standardy, mohou být strukturované kabelové produkty z různých výrobních sérií obvykle smíchány ve stejném racku nebo nástěnném krytu, což zjednodušuje dlouhodobou údržbu a budoucí upgrady.

Propojovací panely z optických vláken hrají v tomto rámci ústřední roli vždy, když síť potřebuje přesahovat délkové limity měděné kabeláže nebo vyžaduje dodatečnou šířku pásma pro připojení páteřní sítě a datových center. Propojovací panel z optických vláken, někdy nazývaný propojovací panel ODF nebo distribuční panel z optických vláken, je místem, kde jsou příchozí kabely z optických vláken spojeny nebo připojeny k propojovacím kabelům, které pokračují k přepínačům, serverům nebo jiným síťovým zařízením. Níže uvedené části se zabývají tím, jak se vybírají komponenty strukturované kabeláže, jak je typicky konfigurován propojovací panel z optických vláken a jaké instalační postupy pomáhají udržet měděné i optické segmenty řešení síťové kabeláže v průběhu času spolehlivě.

Základní součásti systému strukturované kabeláže

Systém strukturované kabeláže je obecně organizován do malého počtu kategorií komponent, z nichž každá je vyrobena tak, aby splňovala definované mechanické a elektrické požadavky. Níže uvedená tabulka shrnuje primární součásti systému strukturované kabeláže zmiňované v tomto článku, včetně typů propojovacích panelů, zásuvek keystone, čelních panelů a hardwaru konektorů. Pochopení role každé komponenty produktů strukturované kabeláže pomáhá instalačním technikům vybrat kompatibilní díly a pomáhá správcům zařízení plánovat kapacitu pro budoucí růst. Ve většině komerčních instalací jsou tyto komponenty kombinovány uvnitř skříně pro montáž na stěnu nebo do racku, přičemž kabeláž je vedena přes vyhrazené přihrádky pro správu, aby se snížilo namáhání konektorů.

Design propojovacích panelů z optických vláken, konfigurace portů a možnosti montáže do racku

Patch panel s optickými vlákny a optický distribuční rám, často zkrácený na panel ODF, popisují úzce související zařízení používaná k organizaci optických spojení, i když se termíny někdy v různých regionech a dodavatelích používají mírně odlišně. V obecném použití se vláknový patch panel vztahuje na kompaktní skříň pro montáž do racku nebo na stěnu, která pojme omezený počet portů, obvykle používaná uvnitř telekomunikační místnosti, podlahové rozvodné skříně nebo malého datového centra. Panel ODF obvykle popisuje větší rám, často s více vyjímatelnými zásobníky, používaný v centrální kanceláři, hlavní stanici nebo větším datovém centru ke správě vyššího počtu vláken. Jak vláknový ODF, tak standardní vláknový panel plní stejnou základní funkci, kterou je ochrana fúzních spojů nebo konektorovaných vláken, distribuce příchozích a odchozích vláken vláken a poskytnutí stabilního označeného bodu pro testování a záplatování. Vzhledem k tomu, že terminologie se liší, kupujícím, kteří hodnotí panel pro distribuci vláken, se obecně doporučuje, aby si potvrdili počet portů, konfiguraci zásobníku a typ konektoru, než aby se spoléhali pouze na název produktu.

Propojovací panely z optických vláken se běžně vyrábějí v konfiguracích s 12, 24, 48 a 96 jádry, přičemž některé návrhy propojovacích panelů z optických vláken s vysokou hustotou podporují ještě vyšší počty pro aplikace datových center. Počet portů obvykle odpovídá výšce skříně skříně, protože na každý 1U prostoru ve stojanu lze obvykle umístit definovaný počet pozic adaptéru v závislosti na typu adaptéru a provedení zásobníku. 24portový optický patch panel je běžnou volbou pro menší telekomunikační místnosti a distribuční body FTTH, zatímco vyšší počty portů jsou častěji vybírány pro páteřní aplikace datových center a centrálních kanceláří. Návrhy propojovacích panelů s optickými vlákny pro montáž do racku jsou určeny pro instalaci do standardního 19palcového racku, zatímco verze pro montáž na stěnu se používají v menších prostorech, jako jsou podlahové rozvodné boxy nebo FTTH přístupové body, kde není praktický rozvaděč.

Výše uvedená fotografie ukazuje řadu propojovacích panelů s optickými vlákny pro montáž do racku vyráběných společností Yuyao Simante Network Communication Equipment Co., Ltd, která ilustruje, jak se počet portů mění s výškou krytu. Verze 1U pojme 24 portů, verze 2U pojme 48 portů a verze 3U pojme 72 portů po konstrukci posuvné zásuvky, která umožňuje vysunutí přední přihrádky směrem ven pro spojování, záplatování a údržbu bez vyjímání panelu ze stojanu. Každá jednotka používá adaptéry SC nebo LC namontované na předním panelu, se spojovacími zásobníky a funkcemi pro správu vláken umístěnými uvnitř zásuvky, které pomáhají chránit poloměr ohybu vlákna a snižují riziko poškození vlákna během servisu. Tento typ posuvného optického patch panelu SC LC ODF je určen ke zjednodušení přesunů, přidávání a změn v prostředích, kde technici potřebují opakovaný fyzický přístup ke spojům a konektorům. Produkty tohoto typu propojovacích panelů s optickými vlákny pro montáž do stojanu se obvykle instalují v telekomunikačních místnostech, datových centrech, centrálních kancelářích poskytovatelů internetových služeb a distribučních bodech FTTH, kde je potřeba organizované a provozuschopné zakončení vláken.

Výkon šířky pásma kategorií měděných kabelů používaných s konektory Keystone a propojovacími panely

Výkon měděné strukturované kabeláže je definován kategoriemi stanovenými podle ANSI/TIA-568 a ISO/IEC 11801, které specifikují minimální frekvenční šířku pásma pro každý kabel a kategorii spojovacího hardwaru. Podle těchto norem je kabeláž kategorie 5e dimenzována 100 MHz , Kabeláž kategorie 6 je dimenzována pro 250 MHz , je dimenzována kabeláž kategorie 6a 500 MHz a kabeláž kategorie 8 je dimenzována pro 2000 MHz . Protože propojovací panel, lichoběžníkový jack Cat6 a lichoběžníkový jack RJ45 jsou všechny součástí stejného kanálu, musí každá součást spojení, od portu propojovacího panelu cat6 přes zakončení lichoběžníkového jacku cat6 až po samčí konektor RJ45 na konci zařízení, splňovat nebo překračovat hodnocení kategorie, aby spojení fungovalo tak, jak bylo zamýšleno. Níže uvedená tabulka ukazuje, jak se zvyšuje kapacita šířky pásma napříč těmito kategoriemi, což pomáhá vysvětlit, proč se mnoho návrhů řešení podnikové síťové kabeláže posunulo směrem k hardwaru kategorie 6 a kategorie 6a pro nové instalace. Výběr propojovacího panelu a hardwaru s keystone jackem, který je hodnocen pro stejnou nebo vyšší kategorii než instalovaný kabel, je široce používanou praxí mezi výrobci a instalátory strukturované kabeláže, protože neodpovídající komponenty mohou omezit dosažitelnou šířku pásma celého spojení.

Výše uvedená tabulka porovnává minimální jmenovité hodnoty šířky pásma čtyř běžných kategorií měděných kabelů, jak jsou definovány v ANSI/TIA-568 a související dokumentaci ISO/IEC 11801. Kategorie 5e, která se stále vyskytuje v mnoha starších kancelářských instalacích, podporuje šířku pásma 100 MHz a je obecně spojena s gigabitovým Ethernetem při standardních délkách kabelů. Kategorie 6 zdvojnásobuje toto číslo na 250 MHz a může podporovat 10gigabitový Ethernet na kratších délkách kanálů, což je jeden z důvodů, proč Cat6 keystone jack a patch panel cat6 hardware zůstávají široce specifikovány v nových projektech řešení síťové kabeláže. Kategorie 6a rozšiřuje šířku pásma na 500 MHz a přidává přísnější kontrolu cizích přeslechů, což umožňuje 10gigabitovému Ethernetu běžet po celé délce kanálu 100 metrů povolené standardem. Kategorie 8, dimenzovaná na 2000 MHz, je určena především pro velmi krátká připojení datových center spíše než pro běžnou kancelářskou kabeláž. Vzhledem k tomu, že požadavky na šířku pásma mají tendenci se s upgradováním sítí zvyšovat, mnoho správců zařízení hledá výrobce propojovacích panelů a keystone jack, jejichž produktové řady nabízejí jasnou cestu upgradu z hardwaru Cat6 na hardware Cat6a se stejnou stopou.

Typy konektorů pro propojovací panely z optických vláken: SC, LC, FC a ST

Patch panely z optických vláken jsou postaveny na malém počtu standardizovaných typů konektorů a adaptérů, nejčastěji SC, LC, FC a ST. Konektory SC používají západkový mechanismus push-pull a relativně velkou 2,5 milimetrovou objímku a zůstávají běžné v telekomunikačních a podnikových aplikacích vláknových distribučních panelů. Konektory LC používají menší 1,25 milimetrovou objímku s podobným stylem západky, který umožňuje zhruba dvojnásobnou hustotu portů než konektory SC v rámci stejné šířky panelu, díky čemuž je LC častou volbou pro návrhy datových center s optickými vlákny s vysokou hustotou. FC konektory používají závitovou spojku, která poskytuje bezpečné mechanické spojení a jsou stále specifikovány v některých venkovních závodech a testovacích prostředích, kde je prioritou odolnost proti vibracím. Konektory ST používají pružinový otočný zámek a byly historicky běžné v raných implementacích multimódových propojovacích panelů z optických vláken, ačkoli novější projekty častěji specifikují hardware SC nebo LC.

Optický výkon pro tyto typy konektorů se běžně hodnotí podle kritérií uvedených v Telcordia GR-326-CORE a IEC 61753-1, které popisují zkušební metody pro vložný útlum, zpětný útlum a mechanickou odolnost jednovidových optických konektorů. Publikované oborové standardy odkazované u různých výrobců konektorů běžně popisují typickou maximální vložnou ztrátu v rozsahu přibližně 0,2 až 0,3 dB pro továrně zakončené SC, LC a FC konektory za normálních podmínek spojení. Výkon zpětné ztráty je často testován na 50 dB nebo vyšší pro leštěné konektory UPC a 60 dB nebo vyšší pro leštěné konektory APC, na základě stejné kategorie publikovaných zdrojů. Mechanická odolnost je často testována na minimálně 500 párovacích cyklů při testování odolnosti ve stylu Telcordia GR-326-CORE. Tyto údaje představují běžně odkazované průmyslové standardy spíše než zaručené hodnoty pro jakýkoli konkrétní produkt, protože skutečný výkon se může lišit podle výrobce, kvality objímky a manipulace v terénu.

Výše uvedená tabulka představuje běžně uváděné referenční hodnoty maximálního vložného útlumu v decibelech pro typy konektorů SC, LC, FC a ST na základě publikovaných průmyslových testovacích kritérií, jako je Telcordia GR-326-CORE. Konektory SC, LC a FC jsou často spojeny s maximálními referenčními hodnotami vložného útlumu blízko 0,3 dB, pokud jsou správně zakončeny a zapojeny za normálních podmínek. Konektory ST, které se spoléhají na spojku twist lock spíše než push pull nebo závitové rozhraní, jsou častěji spojovány s mírně vyšší typickou referenční hodnotou blízkou 0,5 dB kvůli rozdílům v toleranci vyrovnání. Nižší vložný útlum obecně znamená, že se v každém spojovacím bodě ztrácí méně optického signálu, což se stává významnějším v aplikacích optického ODF a vláknových distribučních panelů, které zahrnují více spojovacích a propojovacích bodů podél jednoho spoje. Tyto údaje jsou spíše obecnými průmyslovými měřítky než specifikacemi zaručenými pro konkrétní šarži konektorů a skutečné výsledky závisí na kvalitě leštění nákružků, postupech čištění a počtu cyklů spojování. Síťoví návrháři, kteří plánují propojovací panel z optických vláken pro dlouhou páteřní provoz, nebo rozvržení datového centra s propojovacími panely z optických vláken s vysokou hustotou, často do svých kalkulací celkového rozpočtu spoje zohledňují kumulativní ztráty vložením napříč všemi body připojení.

Škálovatelná hustota portů v designu propojovacích panelů z optických vláken pro montáž do racku

Skříně patch panelů s optickými vlákny pro montáž do racku jsou obvykle dimenzovány ve standardních rackových jednotkách, běžně označovaných jako 1U, 2U nebo 3U, se škálováním počtu portů podle toho, kolik pozic adaptérů a spojovacích přihrádek se vejde do každé jednotky vertikálního prostoru racku. Série propojovacích panelů s posuvným vláknem zmiňovaná dříve v tomto článku se řídí tímto vzorem a nabízí konfiguraci 24 portů v pouzdře 1U, konfiguraci 48 portů v pouzdře 2U a konfiguraci 72 portů v pouzdře 3U. Tento druh škálování umožňuje zařízení předem naplánovat kapacitu kabeláže, vybrat 24portový propojovací panel z optických vláken pro montáž do racku pro menší telekomunikační místnost nebo panel s vyšším počtem portů pro páteř datového centra beze změny celkového designu panelu nebo typu adaptéru. Vzhledem k tomu, že každá další racková jednotka přidává v tomto návrhu proporcionální počet portů, mohou plánovači odhadnout budoucí kapacitní potřeby podle rozpočtu na prostor racku, spíše než hodnotit zcela odlišnou produktovou řadu optických panelů pro každou velikost projektu.

Výše uvedený graf ukazuje, jak se počet portů mění s výškou rackové jednotky pro reprezentativní řadu propojovacích panelů s optickými vlákny s posuvnými zásobníky, na základě konfigurací 1U, 2U a 3U uvedených v tomto článku. Skříň 1U pojme 24 portů, skříň 2U pojme 48 portů a skříň 3U pojme 72 portů, což odráží proporcionální zvýšení o 24 portů na každou další jednotku výšky v tomto konkrétním provedení posuvné zásuvky. Tento druh předvídatelného škálování je užitečný při porovnávání možnosti vláknového propojovacího panelu s alternativními styly panelů, které mohou zabalit porty méně efektivně nebo které postrádají posuvný zásobník pro přístup ke spojům. Zařízení s omezeným prostorem v racku často upřednostňují vyšší hustotu portů na jednotku racku, protože to snižuje počet skříní potřebných k ukončení daného počtu vláken. Panely s velmi vysokou hustotou portů zároveň vyžadují pečlivou správu vnitřních vláken, aby pomohly zachovat minimální poloměr ohybu, takže počet portů je pouze jedním faktorem, který je třeba zvážit vedle návrhu spojovacího zásobníku a funkcí vedení kabelů při výběru panelu pro distribuci vláken.

Průmyslové trendy utvářející strukturovanou kabeláž a zavádění distribuce optických vláken

Poptávka po komponentách systému strukturované kabeláže, včetně propojovacích panelů, keystone jacků a propojovacích panelů z optických vláken, byla v posledních letech utvářena pokračující expanzí datových center, cloudové infrastruktury a zavádění vláken do domácností. Podle jedné zprávy z průzkumu průmyslového trhu se odhaduje, že celosvětový trh strukturované kabeláže v roce 2025 přesáhne 20 miliard amerických dolarů s předpokládanou složenou roční mírou růstu blízko 8 procent do poloviny 30. let 20. století, připisovanou především expanzi datových center a cloudové infrastruktury. Stejná kategorie analýzy trhu zaznamenala, že aplikace pro místní sítě historicky představovaly většinu objemu instalované strukturované kabeláže podle příjmů, zatímco aplikace pro datová centra představují jeden z rychleji rostoucích segmentů, protože organizace pokračují v rozšiřování kapacity serverů a úložišť. Programy Fiber to the Home také přispěly k poptávce po řešeních FTTH optických distribučních panelů, protože každé nové připojení předplatitele obvykle vyžaduje vyhrazený spojovací nebo propojovací bod na distribučním panelu mezi vnějším vláknem závodu a objektem zákazníka. Tyto trendy naznačují, že jak produkty strukturovaných kabelů zaměřených na měď, jako je Cat6 keystone jack a hardware propojovacích panelů, tak produkty propojovacích panelů s optickými vlákny budou pravděpodobně nadále relevantní, protože sítě se i nadále rozšiřují paralelně napříč segmenty mědi a vláken.

Výše uvedený graf ilustruje přibližnou distribuci nasazení strukturované kabeláže podle kategorií aplikací na základě publikovaných odhadů průzkumu trhu spíše než jediného ověřeného globálního sčítání. Zavedení lokální sítě pokrývající typická kancelářská a podniková prostředí historicky představovalo největší jednotlivý podíl objemu strukturované kabeláže, což je v souladu s širokou přítomností propojovacích panelů, keystone jacků a čelních panelů v běžných komerčních budovách. Aplikace datových center představují menší, ale obecně rychleji rostoucí podíl, což odráží posun směrem k serverovým místnostem s vyšší hustotou a cloudové infrastruktuře, které se často více spoléhají na propojovací panely z optických vláken a produkty distribučních panelů s vysokou hustotou. Zbývající podíl zahrnuje další aplikace, jako jsou průmyslová, rezidenční a specializovaná telekomunikační prostředí, která se značně liší podle regionu a typu projektu. Vzhledem k tomu, že se odhady trhu mezi poskytovateli výzkumu liší, je třeba zde uvedená procenta chápat spíše jako obecnou ilustraci relativního rozsahu než jako přesné číslo pro jakýkoli konkrétní rok nebo region. Tento obecný vzor je jedním z důvodů, proč mnoho výrobců produktů strukturované kabeláže udržuje paralelní produktové řady pokrývající jak měděný patch panel, tak hardware keystone jack vedle optických patch panelů a ODF panelů.

Postupy instalace propojovacích panelů, čelních panelů a konektorů Keystone

Instalace komponent systému strukturované kabeláže obecně probíhá v podobném pořadí, ať už projekt zahrnuje měděný propojovací panel, síťovou čelní desku nebo propojovací panel s optickými vlákny, ačkoli konkrétní metoda ukončení se u měděných a optických médií liší. Níže uvedené kroky popisují obecnou instalační sekvenci, která je běžně dodržována v komerčních kabelových projektech, ačkoli místní předpisy, pokyny výrobce kabelů a specifikace projektu by měly mít vždy přednost před jakýmkoli obecným popisem.

1. Před zahájením instalace naplánujte trasy kabelů a označte oba konce každé kabelové trasy tak, aby připojení k portu patch panelu cat6 nebo adaptéru optického panelu odpovídalo odpovídající čelní desce sítě nebo zásuvce ve zdi.
2. Namontujte propojovací panel, prázdné výplňové desky propojovacího panelu a hardware pro správu kabelů uvnitř stojanu nebo nástěnného krytu, přičemž na zadní straně panelu ponechejte dostatečný prostor pro poloměr ohybu kabelu.
3. Zakončete každý měděný kabel do konektoru lichoběžníkového zkreslení Cat6 nebo lichoběžníkového konektoru RJ45 pomocí ukončovacího nástroje specifikovaného výrobcem konektoru a poté zaklapněte hotový lichoběžníkový konektor do propojovacího panelu nebo otvoru čelní desky sítě.
4. U propojovacího panelu s optickými vlákny nasměrujte příchozí vlákno do spojovacího zásobníku nebo do pozice adaptéru, dokončete tavné spojování nebo konektorování a upravte přebytečnou délku vlákna uvnitř zásobníku, abyste pomohli zachovat minimální poloměr ohybu specifikovaný pro typ kabelu.
5. Před uvedením připojení do provozu otestujte každé dokončené spojení vhodným testovacím testerem kabelů nebo sadou pro test optické ztráty a zaznamenejte si výsledky pro budoucí použití.
6. Jasně označte přední část propojovacího panelu, čelní desku a porty optického panelu podle dokumentace vytvořené během fáze plánování.

Úvahy o kompatibilitě pro optické a měděné kabelové komponenty

Vzhledem k tomu, že komponenty strukturované kabeláže vyrábí mnoho různých výrobců, je kompatibilita obecně udržována dodržováním běžných mechanických a elektrických norem spíše než prostřednictvím jediného proprietárního designu. Konektory Keystone, ať už jsou popsány jako jack lichoběžník Cat6 nebo obecný jack rj45 lichoběžníkového zkreslení, jsou postaveny na standardizovanou stopu lichoběžníkového zkreslení, takže konektory z různých řad komponentů strukturovaných kabelových produktů lze obecně zasunout do stejného propojovacího panelu nebo otvoru čelní desky sítě. Ve vláknových aplikacích je kompatibilita zaměřena spíše na typ adaptéru a konektoru než na základní stopu, takže propojovací panel z optických vláken osazený adaptéry SC je obecně kompatibilní s propojovacími kabely a pigtaily zakončenými SC, zatímco panel osazený LC vyžaduje kabely zakončené LC, bez ohledu na to, který výrobce vláknových panelů vyrobil kryt. Kupujícím, kteří hodnotí dodavatele optických propojovacích panelů, výrobce propojovacích panelů ODF nebo továrnu na propojovací panely pro montáž do racku pro nový projekt, se obecně doporučuje, aby si před zadáním objednávky potvrdili typ adaptéru, počet portů a výšku jednotky racku s jejich stávajícím kabelovým závodem, protože neshodné typy konektorů nelze spárovat bez konverze adaptéru. Potvrzení těchto podrobností předem pomáhá vyhnout se přepracování a podporuje hladší přechod při rozšiřování stávajícího řešení síťové kabeláže o další propojovací panel, keystone jack nebo kapacitu propojovacího panelu z optických vláken.

O společnosti Yuyao Simante Network Communication Equipment Co., Ltd

Yuyao Simante Network Communication Equipment Co., Ltd je profesionální výrobce řešení síťové kabeláže a produktů z optických vláken, který integruje design, vývoj, prodej a servis. Za téměř 20 let své služby se společnost zaměřila na uspokojování potřeb zákazníků prostřednictvím aplikovaných inženýrských znalostí s cílem poskytovat zákazníkům hodnotu od nejranějších fází projektové komunikace. Na základě vyspělého systému výzkumu a vývoje je stabilita kvality produktu řešena již ve fázi návrhu. Společnost má technický tým složený z více než 10 inženýrů a více než 30 technických pracovníků na plný úvazek, kteří nadále přispívají profesionálními příspěvky ke zlepšování kvality a aktualizacím produktů, včetně propojovacích panelů z optických vláken, keystone jack, propojovacích panelů a produktových řad, na které se odkazuje v tomto článku.

Často kladené otázky