Komunikácia z optických vlákien: vlastnosti, výhody a nevýhody

Vláknová optika je už mnoho rokov považovaná za jeden z ústredných smerov vývoja v oblasti komunikačných technológií. Špecialisti spočiatku vkladali do tohto konceptu veľké nádeje, ktoré dodnes potvrdzujú iba pravidelné úspechy pri kladení komunikačných sietí rôzneho rozsahu. Najmä komunikácia z optických vlákien už preukázala svoju účinnosť na príklade tichomorských komunikačných liniek a v budúcnosti sa plánuje použitie tohto základu v laserových a senzorových systémoch.

Čo je optické vlákno?

Komunikácia založená na sieťach z optických vlákien sa vytvára podľa princípu elektromagnetického žiarenia, vďaka ktorému sa signál prenáša. Fyzickým nosičom sú optické vlákna charakterizované odolnosťou proti rušeniu a vysokou priepustnosťou. Takže, čo je svetlovod a čo to má čo do činenia s prenosom? Jedná sa o vlákno vyrobené na báze skla s niektorými prísadami, vďaka čomu môže výrobca meniť Jednotlivé optické vlastnosti. Na ochranu svetlovodu pred vonkajším poškodením je potrebný minimálne polymérny povlak. V skutočnosti je toto vlákno tiež heterogénne vo svojej štruktúre. Skladá sa z jadra s priemerom asi 8-10 mikrónov, ako aj z okolitého plášťa tvoriaceho valec s hrúbkou asi 100-125 mikrónov. Princíp fungovania z komunikačný kanál z optických vlákien spočíva v schopnosti vlákna poskytovať vnútorný odraz elektromagnetických vĺn s určitými indexmi lomu. Podmienený lúč svetla v procese pohybu vo vnútri vlákna sa odráža od plášťa zvnútra, bez opustenia obrysu. Signál je teda dodávaný s rôznymi stratovými hodnotami.

Prevádzkové charakteristiky optických sietí

Hlavné pozitívne aspekty prevádzky optických vedení sú spojené s vysokou rýchlosťou poskytovania informácií. Až donedávna bola táto hodnota vyjadrená ako rekordný ukazovateľ 1 Terabit za sekundu. Avšak aj teraz sa tieto údaje považujú za irelevantné z hľadiska rekordných ukazovateľov. Nové technológie systémov multiplexovania vĺn teda umožnili optickým vláknam poskytovať rýchlosť signálu 15 Tbit / s. Veľké telekomunikačné spoločnosti praktizujú používanie viackanálovej optickej komunikácie na vzdialenosti do 10 000 km s podporou rýchlosti 100 Gbit / s. Mimochodom, jedna trasa môže obsahovať až 150-200 kanálov, čo je spôsobené malým priemerom vlákien. Jedna hlavná línia bez vonkajšieho ochranného plášťa má hrúbku nie väčšiu ako 1 cm. Pokiaľ ide o hodnotu útlmu, ktorá ovplyvňuje nielen rýchlosť, ale aj celkovú kvalitu prenosu signálu, tento indikátor v prípade optického vlákna je 5 dB / km. Je to mimoriadne dobrý ukazovateľ v porovnaní s tradičnými elektrickými sieťami, ktorý umožňuje položiť trate na 100 km alebo viac bez medziľahlé body konverzie signálu.

Výhody technológie

Spolu s vysokou rýchlosťou prenosu dát a nízkym útlmovým efektom sú medzi výhodami optických vlákien uvedené nasledujúce výhody:

• Trvanlivosť prevádzky liniek.
• Technologická spoľahlivosť.
• Ochrana pred vonkajšími elektromagnetickými vplyvmi.
• Vysoká úroveň kódovania signálu, prakticky eliminuje možnosť odpočúvania údajov.
• Širokopásmový.
• Nízka hmotnosť a skromná veľkosť.

Koľko z vyššie uvedených výhod sa odhalí v konkrétnej komunikačnej linke z optických vlákien, závisí od spôsobov jej kladenia a kvality materiálu. Napríklad jednou z najdôležitejších prekážok hromadného prechodu na tento spôsob organizácie komunikácie v Rusku je nízka úroveň špecialistov v tejto oblasti a neuspokojivá kvalita spotrebného materiálu.

Nevýhody technológie

Existujú aj charakteristické nevýhody optických sietí, ktoré sa môžu prejaviť aj bez ohľadu na kvalitu technickej implementácie komunikačných kanálov. Medzi nimi je potrebné poznamenať:

• Vysoké náklady. Tak vo fáze organizácie technickej infraštruktúry, ako aj v procese jej údržby náklady stále prevyšujú náklady na zriadenie a prevádzku známejších komunikačných liniek.
• Krehkosť štruktúry. Jednou z najcitlivejších nevýhod optických vlákien sú obmedzenia pri ich kladení. Trvanlivosť prevádzky komunikácie s optickými vláknami na vysokej úrovni je možné zabezpečiť iba vtedy, ak sú vedenia položené priamo. Tento problém sa však postupne rieši presne zavedením špeciálnych prísad do štruktúry vláknitého jadra.
• Vysoké požiadavky na telekomunikačnú infraštruktúru. Opäť je možné počítať s vysokým prevádzkovým výkonom pri používaní optických vedení iba vtedy, ak je systém organizovaný na modernom sieťovom zariadení.

Aplikácia optickej komunikácie v Rusku

Rovnako ako v iných krajinách s pokročilým technologickým rozvojom, aj v Rusku si optické vlákno nachádza svoje miesto predovšetkým v telekomunikačnom priemysle. Nie je to však jediná oblasť ovládajúca túto technológiu. Optické vlákna sa používajú v meracích zariadeniach, röntgenových prístrojoch (vrátane MRI), gyroskopoch a bezpečnostných a poplachových systémoch. Metódy technickej integrácie sú zároveň často podobnej povahy, čo potvrdzuje rozsah zamestnancov potrebných na organizáciu takýchto systémov. Medzi voľné pracovné miesta pre komunikáciu z optických vlákien patria najmä miesto pre zváracích špecialistov, inštalatérov a projektantov inžinierskych systémov to isté platí pre oblasť údržba infraštruktúry z optických vlákien.

Problémy implementácie komunikácie z optických vlákien

Niekoľko veľkých ruských poskytovateľov pracujúcich v oblasti telekomunikačnej podpory má finančné ťažkosti s prechodom na nové technológie organizácie sieťovej podpory. Je to čiastočne spôsobené vysokými nákladmi na technickú obnovu sietí s úplnou výmenou nosičov signálu a prevádzkových zariadení. Moskovská spoločnosť MGTS považuje komunikáciu z optických vlákien za jednu z kľúčových oblastí rozvoja súčasnosti, ale zároveň si jej zástupcovia všímajú aj ťažkosti spojené s neochotou samotných predplatiteľov prejsť na nové technologické prostriedky. Mnohí používatelia sú spokojní s tradičnou sieťou na medených vodičoch, ktorá poskytuje dostatočné spotrebiteľské charakteristiky prenosu dát. Nechcú preplatiť za inovácie, čo núti operátora znášať náklady na údržbu dvoch typov telekomunikačných sietí.

Vyhliadky na rozvoj komunikácie z optických vlákien

Ak je masový spotrebiteľský trh stále obmedzený smerom k evolučnému procesu prechodu na optické vlákno, potom popredné svetové korporácie už hľadia do budúcnosti, ktorú otvárajú komunikačné technológie z optických vlákien v rozličné poliach. V súčasnosti možno najsľubnejšie oblasti nazvať distribuované senzorové systémy a lasery z optických vlákien. Prvá technológia umožní nedeštruktívne testovanie stavebných a inžinierskych stavieb so širokou škálou výstupov analýzy - najmä s presnými ukazovateľmi teplotných, tlakových a deformačných procesov objektu. Pokiaľ ide o lasery z optických vlákien, ich vlastnosti a vlastnosti emitovanej vlny môže poskytnúť bezprecedentné príležitosti pre fyzické spracovanie polovodičových materiálov.

Záver

Komunikácia založená na technológii optických vlákien so všetkými negatívnymi faktormi aplikácie rozširuje rozsah jej pokrytia. Do veľkej miery to uľahčil technologický formát siete GPON, čo je optimalizovaný koncept chrbticových komunikačných liniek z optických vlákien. , Rostelecom, ako jedna z najväčších telekomunikačných spoločností v Rusku, urobila veľký krok v technologickom vývoji tohto formátu. K dnešnému dňu vykonáva kladenie liniek bez medziľahlých zosilňovacích uzlov vo vzdialenostiach od 20 do 60 km s podporou rýchlosti až 1,25 Gb/s. A to je len jeden z možných formátov použitia optických vlákien v telekomunikáciách dnes.