Fiber

IMange dataelektronikere jobber med telekommunikasjonssystemer. Der nyinstallasjon av telefoni og ADSL tidligere var de største arbeidsoppgavene til montører og teknikere, er nå nyinstallasjon og vedlikehold av fiberbaserte bredbåndsløsninger det som tar opp størsteparten av arbeidsdagen til mange.

Å arbeide med fiber er ikke nødvendigvis så forskjellig fra å jobbe med vanlige kobberbaserte teknologier – det er fortsatt fargekoder man må kunne, det er fortsatt ledninger som må festes, hull som må bores i vegger, og bokser som må monteres. Men på noen områder skiller fiber seg ganske mye fra disse andre teknologiene. Grunnmaterialet i fiber er glass eller kvarts, noe som medfører at fiberkabelen tåler svært lite juling sammenlignet med kobberkabler. Som med signalkabler av kobber benyttes et system med fargekoder, og siden fiberkablene er svært tynne, omtrent på tykkelse med hodehår, kreves både godt syn og godt fargesyn.

Fiberkabler

Fiberkabler består av mange lag, hvor det innerste er laget av svært rent glass. Hvis vannet i havet hadde vært like rent som glasset i en fiberoptisk kabel, ville bunnen vært synlig fra overflaten, selv på de største havdyp. Laget utenfor kjernen er en kappe som består av enten plast eller glass. Dette kalles refleksjonskappen. Funksjonen til dette laget er å fungere som et speil på lysbølgene når de treffer kanten på lagene i en vinkel. På grunn av ulikheten i brytningsindeksen mellom lagene vil lysbølgen reflekteres i samme vinkel som den traff overflaten med. Dette gjør at lyset ikke taper noe energi.

Utenpå refleksjonskappen er det et primærbelegg. Dette er laget av plast og kan godt sammenlignes med plasten som ligger utenpå en kobberkabel. I tillegg til å beskytte selve fiberen mot skitt og fett, som kan ha en svært negativ effekt på signalet på fiberen, bidrar belegget til at fiberen blir mer bruddfast, det vil si at den tåler mer bøying før den knekker.

Oppbygning av fiberkabel

Tradisjonelt sett har man sagt at man ikke bør bøye fiber mer enn omkretsen på en CD/DVD, men i de fleste tilfeller tåler fiberen betydelig mer enn dette. Men det er verdt å merke seg at hvis fiberen er for mye bøyd, vil man risikere et betydelig signaltap, selv om den ikke nødvendigvis knekker.

Hastighet

Fiberkabel har mange fordeler sammenlignet med kobberbaserte kabler. Den mest åpenbare er kanskje hastigheten, hvor potensialet ofte sies å være «ubegrenset». Dette er nok en sannhet med visse modifikasjoner, men det er ingen grunn til å være bekymret for at det er fiberkabelen som skal bli flaskehalsen i kommunikasjonen de neste tiårene. Forskere har laget fiberoptiske kabler og utstyr som kan overføre data i hastigheter over 1100 terabits per sekund. Det er det samme som ca. 140 TB i sekundet eller 8,4 petabyte i minuttet. Med en slik hastighet kunne man lastet ned temmelig mange av alle verdens filmer på en times tid.

Immun mot elektromagnetisk støy

En annen betydelig fordel med fiberkabel at den er immun mot elektromagnetisk støy, noe som er et vanlig problem med kobberbaserte signalkabler. En ytterligere fordel er det at fiberkabelen er «fremtidssikker»: Selv om vi i dag har utstyr på hver ende av fiberen som begrenser hastigheten til for eksempel 100/100 Mbit/s (megabit per sekund), vil vi om fem eller ti eller tjue år bare kunne bytte ut utstyret i hver ende av kabelen og dra nytte av den forbedrede teknologien. Til sist er det også en betydelig fordel at fiberkabelen veier svært lite og tar lite plass sammenlignet med kobberkabel.

Hovedtypder av fiber

Det finnes to hovedtyper av fiberkabel. Den mest utbredte heter singelmodusfiber (SM). Singelmodusfiber har en svært tynn kjerne, mye tynnere enn et hårstrå. SM-fiber overfører et infrarødt laserlys i bølgeområdet mellom 1300 og 1550 nm. På lengre avstander benytter man alltid singelmodusfiber, og det har etter hvert også tatt over på kortere avstander. Den andre typen fiberkabel heter multimodus (MM). MM ble tidligere mye brukt til kortere strekninger, slik som fra fordelingsskap og ut til kunder.

Forskjellen på SM og MM er at MM består av en betydelig tykkere kjernefiber enn SM, gjerne over fem ganger tykkere. MM-fiber er typisk billigere og mindre sofistikert enn SM og er i dag lite brukt i fibernettet rundt om i Norge.

Fibernettet er typisk bygd opp på en lignende måte som det tradisjonelle telenettet. Forskjellen fra telenettet ligger kanskje først og fremst i at telenettet ble bygget av én enkelt aktør, mens det finnes flere lokale/regionale leverandører av fiber. Men også for fiber har man et stamnett/kjernenett som kopler sammen hovedsentralene, typisk med svært høye hastigheter og et aksessnett som strekker seg fra den lokale sentralen og ut til abonnentene i området. En slik sentral kan ha fra noen hundre kunder til mange tusen.

Aksessnettet

Som tidligere nevnt er arbeid med fiber ikke så forskjellige fra arbeid med kobber. Aksessnettet er basert på en hovedsentral (også kalt en node). Her kopler man en patchesnor fra sentralsiden (DSLAM) og ut mot abonnentsiden, også kalt aksessnettet. Fra sentralen går det kabler ut til koplingsskap utendørs. Typisk har et byggefelt én eller to tilførselskabler som typisk inneholder fra 12 til 48 fiber. Ut fra koplingsskapet går det et plastrør (gjerne 10–14 mm tykt) med fiber inn til hver enkelt bolig.

Andre ganger går det en kabel fra fibersentralen og ut til et større skap som kanskje dekker et helt område som inneholder mange boligfelt, som hver har sitt eget skap som fordeler ut fiber til boligene i området. En situasjon man ofte kommer opp i som montør, er at det bygges nye boligfelt i et område flere år etter at fiberoperatøren har lagt fiberkablene. Da vil man kanskje oppleve at det nye boligområdet ikke har fått tilførsel av fiberkabler.

Heldigvis legges det stort sett ganske store fiberkabler når det først prosjekteres et nytt område, så ofte vil man kunne hente fiberkabler fra et nærliggende skap. Kostnaden ved å grave ned en ny kabel fra en sentral som kanskje ligger flere kilometer unna, er ganske mye høyere enn å grave fra et skap som bare ligger noen hundre meter unna. Dette er noe leverandørene av fiberbaserte bredbåndsløsninger har lang erfaring med og tar høyde for i utviklingen av fibernettet.

Nyinstallasjon av fiber

Når en fibertekniker får et oppdrag som handler om nyinstallasjon av fiberbasert bredbånd hos en privatperson i en bolig, vil arbeidet ofte foregå som følger: Teknikeren får en ordre som inneholder en del basisinformasjon. Det står navn på kunden, adresse, kontaktinformasjon og kanskje dato/klokkeslett for installasjon.

Det er oppgitt om kunden skal ha bare bredbånd eller om han eller hun skal ha TV i tillegg. Det er også mulig å få fasttelefon via fiber. Det er oppgitt koplingsinformasjon i sentralen/noden, det vil si hvilken port på nodeutstyret teknikeren skal benytte, og informasjon om hvilket skap i fibernettet kunden ligger nærmest. Leverandøren har detaljerte kart over hele sitt område og kan enkelt se kabelføringer og hvor de forskjellige skapene i nettet er plassert.

Linjefremføringen til kunden er vanligvis planlagt på én av to måter. Den første er at den går fra sentralen til et koplingsskap som står ute en plass i nærheten av kundens bolig. Derfra går det et rør frem til kundens husvegg, hvor det må monteres en utvendig grensesnittsboks.

Grensesnittboks

Fra denne boksen må det så trekkes en fiberkabel inn i kundens bolig, ofte til et teknisk rom eller et kontor hvor kunden ønsker å få installert fibersentralen. Det andre scenarioet er at det går et rør direkte fra det utvendige koplingsskapet og inn i kundens bolig, uten den utvendige grensesnittsboksen. Vanligvis er det ønskelig å montere den utvendige grensesnittsboksen, da den gjør det lettere å feilsøke og eventuelt bytte fiberen selv om kunden ikke er hjemme. Noen ganger har elektrikeren eller andre håndverkere allerede dratt fiberen gjennom rørene som er lagt, andre ganger må du som tekniker gjøre dette.

Hvis avstandene er korte (typisk under 30–40 meter) kan fiberen dyttes, hvis det er lenger eller hvis rørene er lagt med for mye bøyninger, vil fiberen måtte «blåses». Til dette bruker man en blåsemaskin som ved hjelp av en kompressor blåser fiberen gjennom røret ved hjelp av luft, som en omvendt støvsuger.

Når fiberen har kommet frem til kunden, monterer man en innvendig grensesnittsboks. Dette er en liten boks med et SC-skjøtestykke og plass til å snurre opp de lange fibertrådene rundt en ramme. Siden fiberen som kommer fra det utvendige skapet, består av en kuttet ende uten noen terminering, må fiberen termineres. Dette foregår ved at man skjøter en fibertråd fra inntakskabelen mot en såkalt pigtail. Pigtailen er en fiberkabel som er terminert med en SC-konnektor på den ene siden.

Avmantling av fiber

Avmantling av fiber er sammenlignbart med kobberkabel, men man må bruke en egen avmantlingskniv som er tilpasset tykkelsen på ytterkappen på fiberen. Det vanligste er å først lage et snitt der man ønsker å avmantle, så et snitt 4–5 centimeter fra enden av kabelen. Så fjerner man de 4–5 cm fra enden av kabelen, slik at man får tak i kevlaren som ligger mellom ytterkappen og det som kalles tuben, en hvit, tynn beskyttelse som inneholder fibertrådene. Ofte ligger fibrene i vaselin inne i tuben. Kevlaren vil fungere som en avmantlingstråd for å fjerne ytterkappen. Man tar så mange kevlarfibre man trenger for at tråden blir sterk nok til å ikke ryke når man drar, men ikke så mange at man ikke greier å splitte kappen, og drar kevlaren ned gjennom ytterkappen til man kommer til det første kuttet man gjorde i ytterkappen. Det er vanlig praksis ved fiberarbeid at man har minst 70 cm, gjerne en meter fibertråd å jobbe med.

Dette handler delvis om at fibertrådene må nå frem til der man har skjøtemaskinen, og delvis om at det er gunstig å ha lange nok tamper til at man kan skjøte om noen ganger uten å måtte blåse en helt ny fiberkabel inn i boligen eller frem til et koplingsskap, siden hver skjøt av fiber krever at fiberen kuttes og renses på nytt, noe som gjør at fiberen blir kortere og kortere for hver gang man skjøter. Det hender også at fibertråder knekker under avmantling eller skjøting.

Skjøting av fiber

Skjøting av fiber er svært forskjellig fra skjøting av kobberbaserte kabler og krever avansert utstyr. Det finnes flere måter å skjøte fiber på, men i grove trekk er det bare én metode som benyttes, nemlig sveiseskjøt. Andre metoder er for eksempel limskjøt, mekanisk skjøt og konnektorskjøt. For å kunne sveiseskjøte fiber må man ha en sveisemaskin. Dette er en kostbar maskin som gir skjøter med svært lav demping. Maskinene gir ofte tilbakemeldinger ned mot 0,0 dB, men alt opp mot 0,04–0,05 dB er akseptabelt. Blir det høyere enn dette, vil de fleste maskiner gi tilbakemelding om at man bør skjøte på nytt.

Avmantling og rensing

Etter at ytterkappen og tuben som beskytter fibrene er fjernet, må man avmantle fiberen. Dette gjøres med en egen avmantlingstang. Etter at man har avmantlet fiberen, må den klippes med en egen kuttemaskin for fiber som sørger for et helt rent kutt. Når det er gjort, må fiberen renses. Dette gjøres med teknisk alkohol og en rensepinne etter at man har brukt en egen avmantlingstang for å få av den ytterste plastkappen. For at skjøten skal bli vellykket, er det viktig at både kuttet av fiberen er helt rett, og at fiberen er grundig renset.

Skjøtemaskin

Når man har to rene fiberender, plasserer man dem i skjøtemaskinen, og avhengig av eksakt type maskin starter enten skjøtingen umiddelbart når man lukker igjen lokket på maskinen, eller man må trykke på en knapp for å sette i gang skjøtingen. Det tar vanligvis like i underkant av 10 sekunder. Maskinen har en skjerm med et mikroskop som viser deg et bilde av hvordan fiberendene ser ut. Dersom det er noe rusk på dem, eller kuttet ikke er rett, vil du enkelt kunne se det.

Hvis maskinen oppdager en feil som gjør at skjøten vil mislykkes, vil du få opp en beskjed på skjermen. Hvis skjøten er vellykket, vil du få opp en bekreftelse og en beskjed om et estimat på dempingen. Etter at fibrene er skjøtet, må du beskytte skjøten med et skjøtestykke som skal krympes på. Skjøtemaskinene har gjerne en egen luke hvor du kan tre på skjøtehylsa, som så blir varmet opp i opp mot et halvt minutt. Etter dette tar du ut skjøtehylsa og legger den en plass den kan avkjøle seg.

Pakking av fiber

Å «pakke» fiber kan være en utfordrende oppgave de første gangene. Fiberen har gjerne litt «spenn» i seg, som gjør at den ikke nødvendigvis ligger så pent når du prøver å få plassert fiberlengden i boksen du jobber med. Kanskje prøver du å legge den én vei, men idet du slipper fiberen, bare spretter den ut av boksen igjen. Hvis man ikke har målt opp riktig lengde på fiberen før man setter i gang, kan det fort bli problemer med å få lagt fiberen i boksen, og man kan i verste fall risikere å måtte bryte opp skjøten og skjøte på nytt.

Forsiktig

Dette er tidkrevende, så å gjøre ting riktig fra starten av er helt nødvendig. Men som med alle håndverk vil dette også etter hvert sette seg i fingrene. Apropos fingrene er det veldig viktig å være forsiktig når man jobber med fiberkabel. Hvis det blir avkapp av fiberen, eller hvis den knekker mens man jobber med den, må man være nøye med å plukke opp restene og legge dem i en beholder med lokk. Det kan være farlig å få biter av fiber inn i kroppen. Fiber er tross alt ekstremt tynt glass, og spesielt hvis man får det i øynene eller blodet, kan dette være svært alvorlig.

Man bør også være svært påpasselig med å ikke se inn i fiberen hvis den er tilkoplet, da signalkilden er en laser som kan være skadelig for både øyne og hud. Det er ikke mulig å se lyset som benyttes i fiberen, så en god forholdsregel er å alltid anta at fiberen er tilkoplet en signalkilde.

Innvendig grensesnittboks

Når teknikeren så er ferdig med å montere den innvendige grensesnittsboksen, vil han eller hun ofte montere fibersentralen og slik ferdigstille den innvendige installasjonen. Hjemmesentralen plasseres like ved den innvendige grensesnittsboksen. Tilkoplingen av denne er for nyere anlegg veldig enkel. Man benytter en SC/SC-patchesnor, en slags fiberskjøteledning med SC-konnektor i begge ender, hvor den ene går inn i sentralen og den andre inn i grensesnittsboksen.

Nå kan teknikeren kople en lyspenn til SC-snoren og gå ut i det utvendige koplingsskapet for å finne fiberen som går til kunden. Nedenfor ser du et bilde av et svakstrømsskap inne i det tekniske rommet i en bolig. Den innvendige grensesnittsboksen er øverst, med en SC-snor tilkoplet. I andre ende av SC-snoren er lyspennen, og det skarpe lyset er i fiberskjøten på høyre side av boksen. Ut av boksen ser man den blå fiberkabelen på høyre side, på vei inn i et oransje rør som går ut til et utvendig koplingsskap. Nederst i bildet er en FMG fibersentral.

Det må da skjøtes i dette utvendige skapet også. Her skjøter man da sammen fibertråden med laserlyset fra kunden mot neste ledige fiber i kabelen fra noden. Denne finner man ved å se på fargekodene fibrene er sortert etter. Så kan man kjøre til noden, patche ferdig mellom nodeutstyret og abonnentkabelen og returnere til kunden for å ferdigstille installasjonen.

Effektmeter

Etter at man har funnet signalet fra lyspennen på noden og koplet (kalles også å patche) mellom nodeutstyret og abonnentkabelen, returnerer man til kunden for å fullføre installasjonen. Det første man gjør, er å bruke et effektmeter for å måle dempingen/styrken på signalet. Denne vil variere alt etter utstyret på noden, kvaliteten på fiberkabelen og lengden på linjen. Som nevnt tidligere vil den være dårligere dersom det er mange skarpe bøyer på fiberen. Vanlige verdier er fra 7–8 dB og opp til 15–16 dB. Hvis verdien er for høy, vil hjemmesentralen feile når den starter opp. Enkelte måleinstrumenter har flere funksjoner enn bare én – det finnes effektmetere som også har trafikkindikator, det vil si at man kan måle på en ubrutt fiber for å se om det er trafikk på fiberen.

Utvendig koplingsskap

Bildet nedenfor er av et utvendig koplingsskap for fiber. De oransje rørene til venstre i skapet er tilførsel, mens rørene til høyre er rør som går ut til kunder i nærheten av skapet. Rørene er merket med adresse. Noen fiberkabler er blå, andre er sorte, alt etter leverandør. Det vanligste i dag er at nye fiberkabler er sorte. Det er viktig å vite at kablene i skapet må ha nok lengde til at man kan ta hele det innvendige (det vil si det hvite skapet på dette bildet) ut av koplingsskapet og inn i en bil. Dette siden arbeid med fiber kan være ganske tidkrevende, og det kan være både vanskelig og ukomfortabelt å få plassert en skjøtemaskin inni eller oppå koplingsskapet, spesielt hvis det er dårlig vær.

De fleste hjemmesentraler på markedet i dag er for små datamaskiner å regne, og på samme måte som datamaskiner prøver de å kople seg til nettet for å laste ned oppdateringer når de slås på. Derfor er det viktig å vente til man er sikker på at man har fått linjen helt frem før man slår på fibersentralen.

Mørk fiber

Det finnes også noe som heter mørk fiber. Dette har ingenting med utseendet til fiberen å gjøre og betyr bare at fiberen ikke er tilkoplet transmisjonsutstyr. Tradisjonelt var dette en betegnelse på fiber som var ledige og som var reservert for fremtidig bruk. I dag brukes det som et begrep på fiber som kan leies av kunder, som selv kan velge hva slags fiberoptisk utstyr de ønsker å kople til kabelen. Mange teknologibedrifter foretrekker å leie mørk fiber slik at de selv har full kontroll på alt utstyr. Mørk fiber utgjør en betydelig del av omsetningen innenfor det norske markedet for fiberbaserte kommunikasjonstjenester. En ekstra fordel med mørk fiber er at kunden kan få betydelig høyere hastigheter enn det bredbåndsoperatøren tilbyr sine egne kunder. Men kostnaden ved mørk fiber er også gjerne opp mot eller over ti ganger dyrere enn vanlige abonnementer. Mørk fiber bruker singelmodusfiber (SM).

Vanlig praksis er å ha 10–15 meter lengde på fiberkablene inne i skapene.

Bilde av fiberkveil i utvendig koplingsskap. Disse bør være fra 10–15 meter og tapes ca. hver meter.

Oppgaver fiber

  1. Hva er fiberkabel laget av?

  2. Beskriv fiberkabelens oppbygging

  3. Hvor mye kan man bøye en fiberkabel?

  4. Nevn tre fordeler fiberkabelen har, sammenlignet med kopperkabler

  5. Hvilke to hovedtyper av fiberkabel finnes det? Hva er forskjellen på de?

  6. Hvordan er fibernettet bygget opp?

  7. Nevn noe av verktøyet som er spesielt for fiberteknikeren?

  8. Beskriv hovedoppgavene som må utføres av fiberteknikeren i forbindelse med en ny installasjon av fiber i en bolig

  9. Hvordan får man fiberkabelen inn i boligen?

  10. Hva er en pigtail?

  11. Beskriv prosessen med å skjøte fiber

  12. Hva slags apparat bruker man til å måle på fiberen? Hvilke verdier måler man? Hva er konsekvensen av for dårlige verdier?

  13. Hvor langt er det vanlig at fiberkablene er kveilet opp i de utvendige fiberskapene? Hvorfor så langt?

  14. Hva er mørk fiber? Hvorfor bestiller bedrifter mørk fiber?