Оптиката от много години се счита за една от централните области на развитие в областта на комуникационните технологии. Специалистите първоначално възлагаха големи надежди на тази концепция, които и до днес се потвърждават само от периодични успехи в полагането на комуникационни мрежи с различни размери. По-специално, оптичната комуникация вече демонстрира своята ефективност на примера на тихоокеанските комуникационни линии и в бъдеще тази основа се планира да се използва в лазерни и сензорни системи.
Какво е фибри?
Комуникацията на базата на оптични мрежи се формира на принципа на електромагнитното излъчване, благодарение на което се предава сигнал. Физическият носител са светловоди, които се характеризират с устойчивост на смущения и висока честотна лента. И така, какво е светлинен водач и какво общо има той с предаването на данни? Това влакно е направено от стъкло снякои добавки, благодарение на които производителят може да варира индивидуалните оптични характеристики. Като минимум е необходимо полимерно покритие, за да предпази влакното от външни повреди. Всъщност това влакно също е хетерогенно по своята структура. Състои се от ядро с диаметър около 8-10 микрона, както и от заобикаляща го обвивка, която образува цилиндър с дебелина около 100-125 микрона. Принципът на работа на комуникационния канал с оптични влакна се състои в способността на светловода да осигурява вътрешно отражение на електромагнитни вълни с определени показатели на пречупване. Условен лъч светлина в процеса на движение вътре в оптичното влакно се отразява от черупката отвътре, без да напуска веригата. По този начин се доставя сигнал с различни стойности на загуби.
Ефективни характеристики на оптичните мрежи
Основните положителни аспекти на работата на оптичните линии са свързани с висока скорост на предаване на информация. Доскоро тази стойност се изразяваше като рекордна цифра от 1 терабит в секунда. Въпреки това, дори сега тези данни се считат за ирелевантни по отношение на рекордните цифри. По този начин новите технологии на системите за вълново мултиплексиране позволиха на оптичните влакна да осигурят скорост на сигнала от 15 Tbps. Големите телекомуникационни корпорации практикуват използването на многоканална оптична комуникация на разстояния до 10 000 km с поддръжка за скорости от 100 Gbps. Между другото, една следа може да съдържа до 150-200 канала, коитопоради малкия диаметър на влакната. Една магистрална линия без външна защитна обвивка има дебелина не повече от 1 см. Що се отнася до размера на затихване, което влияе не само върху скоростта, но и върху цялостното качество на предаване на сигнала, тази цифра в случай на оптично влакно е 5 dB/км. Това е изключително добър показател в сравнение с традиционните електрически мрежи, който прави възможно полагането на линии за 100 км или повече без междинни точки за преобразуване на сигнала.
Плюсове на технологиите
Заедно с висока скорост на предаване и нисък ефект на затихване, оптичните влакна имат следните предимства:
- Издръжливост на работа на линията.
- Надеждност на процеса.
- Защита от външни електромагнитни влияния.
- Високо ниво на кодиране на сигнала, практически елиминирайки възможността за прихващане на данни.
- Широколентова връзка.
- Леко тегло и скромен размер.
Степента, до която горните предимства ще бъдат разкрити в конкретна оптична комуникационна линия, зависи от методите на нейното полагане и качеството на материала. Така например, една от най-важните пречки пред масовия преход към този метод на организиране на комуникациите в Русия е ниското ниво на специалисти в тази област и незадоволителното качество на консумативите.
Недостатъци на технологията
Има и характерни недостатъци на оптичните мрежи, които дори могат да се появятнезависимо от качеството на техническото изпълнение на комуникационните канали. Сред тях е отбелязано:
- Висока цена. Както на етапа на организиране на техническата инфраструктура, така и в процеса на нейната поддръжка, разходите все още надвишават разходите за създаване и експлоатация на по-познати комуникационни линии.
- Крехкостта на структурата. Един от най-чувствителните недостатъци на оптичните влакна са техните ограничения при инсталиране. Възможно е да се гарантира издръжливостта на високо ниво на оптична комуникация само ако линиите са положени директно. Този проблем обаче постепенно се решава именно чрез въвеждане на специални добавки в структурата на ядрото на влакното.
- Високи изисквания към телекомуникационната инфраструктура. Отново можете да разчитате на висока производителност, когато използвате оптични линии, само ако системата е организирана на модерно мрежово оборудване.
Прилагане на оптична комуникация в Русия
Както в други страни с напреднало технологично развитие, в Русия оптичните влакна основно намират своето място в телекомуникационната индустрия. Това обаче не е единствената област, която овладява тази технология. Оптичните влакна се използват в измервателно оборудване, рентгенови апарати (включително ЯМР), жироскопи и охранителни алармени системи. В същото време методите за техническа интеграция често са от сходно естество, което се потвърждава и от набора от необходими работници за организиране на такива системи. По-специално, свободни работни места за комуникация с оптични влакнавключва работни места за заварчици, монтьори и системни инженери Същото важи и за поддръжка на оптична инфраструктура.
Проблеми при внедряването на оптични комуникации
Много големи руски доставчици, работещи в областта на телекомуникациите, изпитват финансови затруднения с прехода към нови технологии за организиране на мрежи. Това отчасти се дължи на високите разходи за техническо обновяване на мрежите с пълна подмяна както на носителите на сигнала, така и на оперативното оборудване. Столичната компания MGTS счита оптичните комуникации за една от ключовите области на развитие днес, но в същото време нейните представители отбелязват и трудностите, свързани с нежеланието на самите абонати да преминат към нови технологични средства. Много потребители са доволни от традиционната медна мрежа, която осигурява достатъчни характеристики за предаване на данни за потребителите. Те не искат да надплащат за иновации, което принуждава оператора да поема разходите за обслужване на два вида телекомуникационни мрежи.
Перспективи за развитие на оптичната комуникация
Ако масовият потребителски пазар все още е резервирано настроен към еволюционния процес на преход към оптични влакна, тогава водещите световни корпорации вече гледат в бъдещето, което се отваря от оптичните комуникационни технологии в различни области. ПонастоящемНай-обещаващите области включват разпределени сензорни системи и оптични лазери. Първата технология ще направи възможно извършването на неразрушаващо изпитване на строителни и инженерни конструкции с широк спектър от изходни данни за анализ - по-специално с точни показатели за температура, налягане и деформационни процеси на обекта. Що се отнася до фибровите лазери, техните свойства и характеристики на излъчваните вълни могат да осигурят безпрецедентни възможности при физическата обработка на твърди материали.
Заключение
Комуникацията, базирана на оптична технология, с всички негативни фактори на приложение, разширява обхвата си на покритие. До голяма степен това беше улеснено от технологичния формат на мрежата GPON, който е оптимизирана концепция за оптични магистрални линии. Ростелеком, като една от най-големите телекомуникационни компании в Русия, направи голяма крачка в технологичното развитие на този формат. Днес той извършва полагане на линии без междинни усилващи възли на разстояния от 20 до 60 km с поддръжка за скорости до 1,25 Gb / s. И това е само един от възможните формати за използване на влакна в телекомуникационната индустрия днес.
