Fiber optic voor AV toepassingen
Netwerken
Jim Cloots
Fiber is inmiddels niet meer weg te denken uit de AV wereld. Of het nu gaat om tijdelijke installaties, touring of vaste infrastructuur, de stap van koper naar fiber brengt enorme voordelen met zich mee op het gebied van bandbreedte, afstand en betrouwbaarheid. Maar zodra je met fiber gaat werken, komt ook direct de vraag, welke kabel heb je eigenlijk nodig?
De juiste keuze maken is belangrijk, want deze heeft direct invloed op performance, flexibiliteit en toekomstbestendigheid van je setup.
Wat is glasvezel?
Voordat we dieper op het onderwerp ingaan, leggen we eerst enkele belangrijke basisbegrippen uit voor wie minder bekend is met fiber technologie:
Een optical fiber, oftewel glasvezel, is een flexibele en transparante vezel die wordt gemaakt door glas, silica, of kunststof te extruderen tot een diameter die iets dikker is dan een menselijke haar. Optical fibers worden voornamelijk gebruikt om lichtsignalen van het ene naar het andere uiteinde van de vezel te transporteren en worden veel toegepast binnen fiber-optic communicatie.
Met fiber kunnen signalen over veel grotere afstanden en met hogere bandbreedtes, datasnelheden, worden verzonden dan met traditionele elektrische bekabeling. Fiber wordt gebruikt als alternatief voor koperkabels omdat signalen met minder verlies worden doorgestuurd. Daarnaast zijn glasvezels ongevoelig voor elektromagnetische interferentie, een probleem waar koperbekabeling wel gevoelig voor is.
Waarom kiezen voor fiber in plaats van koper?
Binnen professionele AV toepassingen, zeker bij high bandwidth signalen zoals 4K en 12G SDI, maakt de keuze van het transmissiemedium een groot verschil. Veel systemen maken nog steeds gebruik van koperbekabeling, maar koper kent duidelijke beperkingen:
Signaalverlies over afstand
Hoe hoger de resolutie en frequentie, hoe korter de betrouwbare transmissieafstand. Zo haalt 12G SDI over coaxkabel onder ideale omstandigheden meestal slechts 60 tot 80 meter.
Elektromagnetische interferentie, EMI
Koper is gevoelig voor storingen afkomstig van bijvoorbeeld stroomkabels, LED walls of andere elektronische apparatuur.
Gewicht en omvang
Dikke koperkabels worden bij grotere installaties al snel zwaar en onpraktisch in gebruik.
Fiber optic technologie lost deze problemen op:
Extreem lange transmissieafstanden
Afhankelijk van het type fiber kan 12G SDI zonder repeaters over meerdere kilometers worden getransporteerd, veel verder dan mogelijk is met koper.
Ongevoelig voor interferentie
Fiber transporteert licht in plaats van elektrische signalen en is daardoor volledig ongevoelig voor elektromagnetische interferentie.
Lichtgewicht en flexibel
Zelfs met robuuste beschermlagen zijn fiberkabels aanzienlijk lichter en eenvoudiger te verwerken dan lange kopertrajecten.
Future proof capaciteit
Fiber ondersteunt zeer hoge bandbreedtes en blijft daardoor geschikt voor toekomstige standaarden zoals 8K en hogere resoluties.
Universeel transmissiemedium
In tegenstelling tot koper is fiber niet beperkt tot één type signaal. Data, audio en video kunnen tegelijkertijd via dezelfde verbinding worden verstuurd door deze om te zetten in lichtpulsen met binaire code. Dit maakt fiber tot een veelzijdige backbone voor moderne AV systemen.
Om dit in perspectief te plaatsen, koper haalt slechts een fractie van het bereik van fiber. Waar prestaties van koper snel afnemen over langere afstanden, kan standaard singlemode fiber hetzelfde signaal probleemloos over tientallen kilometers transporteren.
Singlemode of multimode?
Bij het installeren van fiber optic bekabeling komen veel keuzes kijken. Eén van de belangrijkste beslissingen is de keuze tussen singlemode en multimode. Deze keuze heeft namelijk grote invloed op afstand, bandbreedte en budget binnen je netwerk. Daarom is het belangrijk om de verschillen tussen beide types goed te begrijpen.
Voor veel mensen die nieuw zijn met fiber lijkt multimode op het eerste gezicht aantrekkelijk. De naam suggereert immers dat er “meer” over de kabel gestuurd kan worden. In werkelijkheid verwijst multimode echter naar meerdere lichtstralen die tegelijkertijd verschillende paden volgen door de kern van de fiber. Juist deze eigenschap, mogelijk gemaakt door de grotere kern van multimode fiber, brengt ook beperkingen met zich mee.
Bij multimode fiber beweegt het licht zich door de kern terwijl het continu reflecteert tegen de cladding. Omdat iedere lichtstraal een eigen route aflegt, arriveren de signalen niet allemaal op exact hetzelfde moment aan het einde van de fiber. Deze spreiding wordt modal dispersion genoemd en beperkt zowel de maximale datasnelheid als de transmissieafstand.
In de praktijk geldt daarom, hoe smaller de kern, hoe groter de beschikbare bandbreedte. Een smallere kern zorgt namelijk voor minder reflecties en minder dispersie. Daardoor blijft de lichtimpuls compacter, wat hogere bandbreedtes mogelijk maakt.
Binnen zowel singlemode als multimode bestaan verschillende types fiber, elk met hun eigen eigenschappen en prestaties. Hieronder vind je een overzichtstabel waarin de prestaties worden samengevat en waarin duidelijk wordt hoe de verschillende constructies van elkaar te onderscheiden zijn.
OM1, OM2, OM3 en OM4 zijn verschillende types multimode glasvezel die veel worden gebruikt binnen de AV techniek, bijvoorbeeld voor het verbinden van racks, LED walls, patchruimtes en technische ruimtes. OM1 heeft een core van 62,5 µm en is een oudere standaard die geschikt is voor lagere snelheden en korte afstanden. OM2, OM3 en OM4 hebben een kleinere core van 50 µm, waardoor hogere bandbreedtes en betere prestaties mogelijk zijn. OM3 en OM4 zijn geoptimaliseerd voor gebruik met lasers en worden veel toegepast in moderne AV installaties, zoals 10G netwerken voor video over IP, Dante of grotere broadcast en eventsystemen.
Singlemode glasvezel, vaak aangeduid als OS1 of OS2, heeft een veel kleinere core van 9 µm en gebruikt één lichtpad, waardoor signalen over zeer grote afstanden kunnen worden verzonden. Binnen de AV techniek wordt singlemode vaak gebruikt voor verbindingen tussen gebouwen, campussen, stadions en grotere evenementlocaties.
Samengevat
Singlemode
- Bestaat uit een fiber met een 9µm core
- Gebruikt voornamelijk de golflengtes 1310nm en 1550nm voor communicatie
- Geschikt voor lange afstanden
- Ondersteunt een zeer hoge, vrijwel onbeperkte bandbreedte
- Is duurder, voornamelijk door de singlemode transceivers
- Gevoeliger voor vervuiling door de kleinere core
Multimode
- Bestaat uit een fiber met een 50µm core
- Gebruikt voornamelijk de golflengtes 850nm en 1300nm voor communicatie
- Geschikt voor kortere afstanden
- Heeft een lagere bandbreedte, afhankelijk van het type fiber, OMx
- Is kostenefficiënt
- Is beter bestand tegen stof en vervuiling
Belangrijk!
Multimode en singlemode systemen zijn niet onderling uitwisselbaar.
Welk type connector?
Binnen fiber optic communicatie bestaan twee soorten connectortechnologieën, Physical Contact en Lens Coupling.Beide technieken hebben hun eigen voor en nadelen. Welke oplossing het meest geschikt is, hangt af van de toepassing en de eisen van je installatie.
Physical Contact
Bij Physical Contact connectors worden de twee ferrules van de connectoren direct tegen elkaar geplaatst. Hierdoor worden de cores nauwkeurig uitgelijnd, zodat het lichtsignaal probleemloos door beide connectoren kan worden doorgestuurd.
Binnen deze technologie bestaan verschillende types PC connectoren: Flat, PC, UPC en APC. hier gaan we nu niet dieper op in
Protected Physical Contact
Om een optimale oplossing te bieden voor professionele toepassingen ontwikkelde Neutrik de opticalCON, een robuuste Physical Contact fiberoplossing voor outdoor events en intensief gebruik.
Hiermee combineert opticalCON het beste van twee werelden, de hoge prestaties van Physical Contact verbindingen en de betrouwbaarheid en bescherming die nodig zijn binnen live en touring omgevingen.
FiberFox Expanded Beam Technology
Lens coupling met de expanded beam connectoren van FiberFox levert robuuste en betrouwbare fiber optic verbindingen, speciaal ontwikkeld voor veeleisende omgevingen.
FiberFox EBC, Expanded Beam Connectors, maken gebruik van nauwkeurige lensoptiek die de fiberbundel vergroot en collimeert. Hierdoor blijft de lichtoverdracht efficiënt en blijft insertion loss minimaal, zelfs onder zware omstandigheden zoals regen, stof, modder, lage temperaturen of toepassingen onder water.
De connectoren zijn IP68 gecertificeerd, zowel gekoppeld als ontkoppeld, volledig onderhoudsvrij en ontworpen voor meer dan 15.000 connectiecycli zonder meetbare prestatievermindering.
Extreme duurzaamheid
FiberFox connectoren zijn zeer goed bestand tegen vuil, vocht en mechanische belasting. Reinigen kan eenvoudig met water en een pluisvrije doek, zonder dat polijsten nodig is.
Consistente prestaties
De connectoren voldoen aan de MIL DTL 83526 expanded beam standaarden en leveren stabiele prestaties binnen onder andere CWDM en andere high bandwidth toepassingen.
Lange levensduur
FiberFox is ontworpen voor intensieve toepassingen binnen rigging, mobiele installaties en broadcast omgevingen, waar connectoren regelmatig gekoppeld en ontkoppeld worden.
Door deze eigenschappen is FiberFox een sterke keuze voor toepassingen waar betrouwbaarheid en uptime essentieel zijn, met name binnen outdoor events, entertainment, broadcast, industriële en medische omgevingen.
XT²
De keuze voor de juiste fiber optic oplossing hangt volledig af van de toepassing, de omgeving en de gewenste prestaties. Factoren zoals afstand, bandbreedte, connector type, duurzaamheid en betrouwbaarheid spelen hierin allemaal een belangrijke rol.
Juist binnen moderne AV workflows, waar video, data en control steeds vaker gecombineerd worden over één infrastructuur, groeit de behoefte aan stabiele en flexibele fiber oplossingen. XT² speelt hierop in met hoogwaardige fiber extenders en connectiviteitsoplossingen die ontworpen zijn voor professionele AV toepassingen, broadcast, live events en vaste installaties.
