Jak działa światłowód w bloku? Wyjaśnienie

Redakcja 2026-01-16 11:35 | Udostępnij:

Pamiętasz, jak kiedyś czekanie na załadowanie strony frustrowało nas wszystkich, a dziś w bloku światłowód sprawia, że streaming i praca zdalna płyną bez zakłóceń? Wyjaśnię ci krok po kroku, jak to działa w budynku wielorodzinnym – od budowy kabli niosących światło, przez transmisję sygnału laserem wzdłuż włókien, po instalację od piwnicy, rozdzielanie sygnału splitterem w klatce i podłączenie do twojego mieszkania. Zrozumiesz, dlaczego osiąga takie prędkości i jak sygnał zmienia się z optycznego na elektryczny tuż przed twoim routerem.

Jak działa światłowód w bloku

Budowa światłowodu w budynku wielorodzinnym

W bloku wielorodzinnym światłowód zaczyna się od kabla zewnętrznego, który wchodzi do budynku jako gruby pęczek włókien optycznych otoczonych ochronnymi warstwami. Każde włókno to cienki rdzeń szklany o średnicy od 8 do 10 mikrometrów, otoczony płaszczem o wyższym współczynniku załamania światła, co umożliwia całkowite wewnętrzne odbicie sygnału. Zewnętrzna otulina z polietylenu chroni przed wilgocią i uszkodzeniami mechanicznymi, a w pionach budynku kable są dodatkowo wzmacniane prętami stalowymi.

W budynku światłowód układa się w dedykowanych rurach instalacyjnych, biegnących pionowo od piwnicy do każdej klatki schodowej. Te piony optyczne mieszczą zazwyczaj 12 do 144 włókien, co pozwala obsłużyć setki mieszkań bez kolizji z instalacjami elektrycznymi. W miejscach newralgicznych, jak skrzynki rozdzielcze, stosuje się złączki mechaniczne lub spawane, zapewniające zerowe straty sygnału poniżej 0,2 dB na złączu.

Warstwy kabla światłowodowego

  • Rdzeń: przenosi światło, wykonany z krzemionki dopowanej germanem dla precyzyjnego indeksu załamania.
  • Płaszcz: otacza rdzeń, ma niższy indeks, powodując odbicie fali świetlnej.
  • Bufor pierwotny: miękka powłoka akrylowa amortyzująca naprężenia.
  • Otulina zewnętrzna: twardy polimer odporny na zgniecenia i ogień.

Taka konstrukcja pozwala na prowadzenie kabla nawet po ostrych zakrętach o promieniu 10 cm bez znaczącej utraty mocy sygnału. W blokach z lat 70. często retrofituje się istniejące kanały teletechniczne, minimalizując ingerencję w strukturę. Dzięki temu światłowód dociera stabilnie do najwyższych pięter bez repeaterów.

Zobacz także: Jak prawidłowo podłączyć światłowód do telewizora - Kompletny przewodnik

Cały system w budynku jest pasywny, co oznacza brak aktywnych elementów wzmacniających sygnał aż do mieszkania, co obniża koszty utrzymania. Włókna są oznaczone kolorami dla łatwej identyfikacji podczas montażu, np. niebieski dla downstream, czerwony dla upstream w sieciach GPON.

Transmisja sygnału światłem w światłowodzie

Sygnał w światłowodzie to impulsy światła laserowego o długości fali 1310 nm lub 1550 nm, modulowane cyfrowo danymi binarnymi – włączone światło to 1, wyłączone to 0. Światło wpada pod kątem krytycznym do rdzenia, gdzie odbija się wielokrotnie od płaszcza dzięki różnicy indeksów załamania, podróżując setki metrów bez rozproszenia. Prędkość światła w szkle wynosi około 200 tys. km/s, co pozwala przesyłać gigabity danych w czasie ułamków sekundy.

Modulacja zachowuje kształt fali dzięki niskiej dyspersji w jednomodowych włóknach SMF-28, stosowanych w blokach – szerokość impulsu wynosi zaledwie pikosekundy. Straty sygnału to zaledwie 0,2 dB/km na 1550 nm, dzięki czemu z centrali operatorskiej 10 km dalej sygnał dociera z pełną mocą. W blokach unika się multimodowych włókien, bo powodują one rozmycie sygnału przez różne ścieżki światła.

Zobacz także: Polski Światłowód Otwarty (PŚO) Cennik 2025

Zasady całkowitego wewnętrznego odbicia

  • Kąt padania większy od krytycznego (ok. 82° dla szkła).
  • Różnica indeksów: rdzeń 1,468, płaszcz 1,462.
  • Brak ucieczki fotonów poza rdzeń.

Dane kodowane są w protokole GPON lub XGS-PON, gdzie downstream (do użytkownika) leci 2,5 Gbps na wszystkich, a upstream (od użytkownika) 1,25 Gbps dzielone czasowo. Światło nie interferuje z otoczeniem, ignorując zakłócenia elektromagnetyczne od wind czy instalacji elektrycznych. To czyni światłowód odpornym na warunki w bloku.

Włókno przenosi jednocześnie głos, wideo i dane, multipleksując je długościami fal – DWDM pozwala na 80 kanałów po 10 Gbps każdy. W praktyce blokowa instalacja wykorzystuje dwie fale: 1490 nm downstream i 1310 nm upstream, bezkolizyjnie współdzieląc pasmo.

Granice transmisji wyznacza atenuacja i dyspersja chromatyczna, ale w FTTH bloki mieszczą się w limicie 20 dB budżetu optycznego, zapewniając margines na spawy i złączki.

Instalacja światłowodu od piwnicy bloku

Instalacja zaczyna się w piwnicy, gdzie światłowód z sieci zewnętrznej wchodzi do szafy telekomunikacyjnej (ODF – Optical Distribution Frame) mocowanej na ścianie. Operator spawa pojedyncze włókno z kabla zewnętrznego do pnia budowlanego, używając fuzjonarki z łukiem plazmowym dla strat poniżej 0,02 dB. Szafa zawiera tacki na nadmiar kabla i złączki SC/APC, odporne na zabrudzenia.

Z piwnicy pniak optyczny – zazwyczaj 12- lub 24-włóknowy – wciągany jest do rur osłonowych pionów za pomocą wciągarki pneumatycznej, omijając istniejące kable telefoniczne. Długość pnia do najwyższej klatki rzadko przekracza 50 m, co minimalizuje straty. W blokach bez dedykowanych rur stosuje się mikrokanalizację z rurkami 5 mm średnicy.

W piwnicy montuje się też tablicę rozdzielczą z indeksacją włókien, ułatwiającą przyszłe serwisy. Cały pion zabezpieczają pętle kabla w każdym studzience piętrowej dla kompensacji rozszerzalności termicznej. Proces trwa zwykle 1-2 dni na blok, z testami OTDR mierącym odbicia i straty.

Kroki instalacji w piwnicy

  • Połączenie kabla zewnętrznego ze spawarką.
  • Spawanie do pnia budowlanego (1:1).
  • Mocowanie ODF i etykietowanie.
  • Testy optyczne (moc -20 dBm).
  • Zabezpieczenie przed gryzoniami żelem.

Piwniczna szafa łączy się z OLT w centrali operatorskiej przez światłowód naziemny lub napowietrzny, zamykając pętlę dostaw sygnału. W starszych blokach retrofit unika wiercenia, korzystając z istniejących szybów windowych.

Rozdzielność sygnału splitterem w klatce

Na każdej klatce schodowej splitter optyczny PLC (Planar Lightwave Circuit) dzieli jeden sygnał z piwnicy na 32 lub 64 wyjścia do mieszkań, bez konwersji na prąd – to sieć pasywna PON. Splitter o stratach 17-22 dB umieszcza się w kompaktowej puszce na piętrze, z wejściem SC/UPC i wyjściami pigtaili. Sygnał downstream rozdziela się optycznie, a upstream multipleksuje TDMA – każdy mieszkaniec nadaje w przydzielonym slocie czasowym.

W GPON stosuje się splitter 1:32, gdzie moc sygnału spada do -28 dBm na wyjściu, wciąż wystarczająca dla 300 m do mieszkania. Pasywność eliminuje awarie prądu, bo splitter nie potrzebuje zasilania. W blokach wielkich klatek jeden splitter obsługuje 4 piętra po 8 mieszkań.

Typy splitterów w blokach

  • 1:32 PLC: standard GPON, straty 16,5-20,5 dB.
  • 1:64: dla gęstej zabudowy, straty 20-24 dB.
  • Kaskadowy 1:4 + 1:8: równomierne straty na piętrach.

Dynamiczne przydzielanie pasma przez OLT zapewnia sprawiedliwy podział – mieszkanie z 1 Gbps nie blokuje sąsiada. Splitter montuje się w szafce z wentylacją, chroniąc przed kurzem filtrami. Testy po instalacji weryfikują równomierność podziału poniżej 1 dB różnicy.

W XGS-PON splitter dzieli symetryczne 10 Gbps, z falami 1577/1270 nm, podwajając pojemność bez wymiany kabli. To przyszłość bloków, gdzie wzrost ruchu wideo wymaga skalowalności.

Rozdzielczość pasywna obniża koszty o 70% vs aktywne switche, czyniąc FTTH opłacalnym dla operatorów.

Podłączenie światłowodu do mieszkania

Z klatkowej puszki splittera pojedyncze włókno drop cable (2-4 mm) prowadzi do mieszkania przez rurkę osłonową w drzwiach lub suficie, długość do 100 m. W lokalu kończy je złączka SC/APC w Optical Network Terminal (ONT), urządzeniu wielkości routera z portami Ethernet. Drop cable ma wzmocnienie kevlarowe, odporne na naciąg 100 N podczas wciągania.

ONT montuje się na ścianie w przedpokoju, podłączając zasilacz 12V i Ethernet do routera WiFi. Włókno wpina się frontowo, z automatycznym testem sygnału po włączeniu. Standardowo drop to simplex SM, z tuleją ceramiczną dla precyzji 0,1 mikrona.

Etapy podłączenia w mieszkaniu

  • Wiercenie otworu 12 mm w drzwiach.
  • Wciąganie drop cable z pigtailami.
  • Spawanie lub złączka szybka w ONT.
  • Konfiguracja przez operatora zdalnie.

W blokach z wieloma właścicielami zgoda wspólnoty ułatwia ciągnięcie kabli, ale instalatorzy minimalizują ingerencję. Po podłączeniu ONT świeci zieloną diodą, sygnalizując pełny budżet optyczny. Kabel wewnątrz mieszkania układa się listwami PCV, chroniąc przed kotami czy remontami.

ONT obsługuje VoIP i TV IPTV przez porty GbE, integrując usługi w jednym włóknie. Symetryczny upload 200-500 Mbps umożliwia chmurę i gaming bez lagów.

Prędkości transmisji w bloku FTTH

W FTTH bloku GPON downstream osiąga 2,488 Gbps dzielone na 32 mieszkania, dając realne 500-1000 Mbps na lokal przy obciążeniu 50%. Upstream 1,244 Gbps zapewnia 100-300 Mbps, symetrycznie w XGS-PON do 10 Gbps/10 Gbps. Czynniki jak straty splittera (20 dB) i zasięg (300 m) trzymają się w budżecie 28 dB OLT.

Prędkości mierzone na Ethernet 1G/2.5G przewyższają DOCSIS 1 Gbps asymetrycznie, bez throttlingu w godzinach szczytu dzięki TDMA. W blokach gęsto zaludnionych QoS priorytetyzuje VoIP i streaming.

Porównanie technologii pokazuje dominację FTTH.

Realne testy speedtest.net w blokach FTTH dają 950/250 Mbps stabilnie, z pingiem 5 ms. Przyszłe NG-PON2 podniesie do 40 Gbps dzielonych.

Czynniki degradujące: brudne złączki (+3 dB straty) lub gięcia (<15 cm radius). Regularne czyszczenie ALC utrzymuje peak performance.

Mechanizm konwersji sygnału w bloku

Konwersja optycznego na elektryczny dzieje się w ONT mieszkania – fotodioda PIN lub APD wykrywa impulsy światła, generując prąd proporcjonalny do mocy (mA/mW). Sygnał wzmacnia preamp TIA, a dekoder GPON wyciąga pakiety Ethernet z GEM ramek. Proces burst-mode dla upstreamu synchronizuje timing z OLT.

ONT zawiera laser DFB 1310 nm modulowany 1,25 Gbps NRZ, chłodzony termoelektrycznie dla stabilności fali. Downstream na 1490 nm demoduluje 2,5 Gbps, z FEC korygującym błędy BER 10^-12. Zasilanie PoE lub dedykowane, z UPS na 4h awarii.

Komponenty ONT

  • Fotodioda: konwertuje fotony na elektrony (odpowiedź 0,9 A/W).
  • Laser: generuje światło CWDM.
  • Mikroprocesor: zarządza PON stackiem.
  • Porty: 4x GbE, POTS, RF overlay.

W bloku konwersja jest lokalna, unikając latency centralnej. Upstream burstuje dane w oknach 125 µs, z guard bandami zapobiegającymi kolizjom. To umożliwia setkom mieszkań współdzielenie bez strat.

ONT raportuje status OLT-owi co 2 ms, dynamicznie alokując sloty pod obciążeniem. W efekcie blok FTTH działa jak prywatna magistrala optyczna dla każdego lokatora.

Pytania i odpowiedzi: Jak działa światłowód w bloku

  • Jak światłowód transmituje dane w budynku wielorodzinnym?

    Światłowód to cienkie włókno szklane lub plastikowe, przez które dane przesyłane są impulsami światła laserowego. W bloku światłowód dociera do centrali budynku (np. w piwnicy), gdzie sygnał rozgałęzia się na mniejsze światłowody prowadzące do mieszkań. Światło odbija się wewnątrz włókna dzięki zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia, umożliwiając transmisję na duże odległości bez strat.

  • Jak przebiega instalacja światłowodu w bloku?

    Instalacja zaczyna się od doprowadzenia głównego kabla światłowodowego do budynku z sieci operatorskiej. W budynku montowana jest centrala światłowodowa (OLT), skąd kable rozprowadzane są pionami instalacyjnymi lub specjalnymi rurami do skrzynek na kondygnacjach. Proces minimalizuje ingerencję w strukturę budynku, często wykorzystując istniejącą infrastrukturę teletechniczną.

  • Jak podłącza się światłowód do mieszkania w bloku?

    W mieszkaniu instalator wyciąga światłowód ze skrzynki kondygnacyjnej, prowadzi go do gniazda w ścianie i podłącza do urządzenia ONT (Optical Network Terminal). ONT konwertuje sygnał optyczny na elektryczny, który trafia do routera Wi-Fi lub kablowego. Cały proces trwa zwykle 1-2 godziny i nie wymaga wiercenia w ścianach.

  • Dlaczego światłowód w bloku zapewnia tak wysokie prędkości internetu?

    Światłowód nie ulega zakłóceniom elektromagnetycznym, jak kable miedziane, i pozwala na modulację sygnału z częstotliwością do milionów impulsów na sekundę. W blokach osiąga symetryczne prędkości nawet 1 Gbps lub więcej (upload = download), niezależnie od liczby użytkowników w budynku dzięki technologii PON (Passive Optical Network).