Волоконно-оптическая сеть способна передавать информацию на большие расстояния без потерь и перебоев в работе. С ее помощью объединяют дома, улицы, города и страны. Решение о прокладке оптического кабеля вместо медного аналога имеет свои преимущества. Однако необходимо учесть и возможные трудности или некоторые недостатки это варианта.
Достоинства оптического волокна
- Широкая полоса пропускания обеспечивает несущую частоту в 1014 Гц, что в несколько раз больше, чем у медного варианта. Благодаря такой полосе скорость передачи информации по такому волокну может достигать до нескольких Тб в секунду.
- Меньшее затухание сигнала. Именно из-за этого фактора протяженность ВОЛС в некоторых случаях достигает 100 км.
- Малый вес и объем. Благодаря возможности применения существенно меньших по диаметру кабелей прокладка оптического кабеля происходит проще и быстрее.
- Высокий уровень защиты от помех. Волокно изготавливается из специального материала, который устойчив к электромагнитным помехам.
- Отсутствует перекрестное влияние излучения. У медных и даже у многопарных кабелей такого достоинства нет.
- Практически отсутствует радиоизлучение. Именно поэтому информация, передаваемая с помощью ВОЛС, надёжно защищена от прослушки без нарушений сигнала. Система безопасности мгновенно подаст сигнал о «взломе» канала связи.
- Высокий уровень пожарной безопасности. Волокно обладает изолирующим свойством, именно поэтому ВОЛС не способна образовывать искры. Этот фактор позволяет осуществлять прокладку оптического кабеля на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях.
- Длительный срок службы — до 25 лет!
Недостатки оптоволокна
- Сравнительно высокая стоимость монтажного и интерфейсного оборудования. Но технологии не стоят на месте и с каждым годом появляются новые способы удешевить данный параметр.
- Более сложный монтаж и сервисное обслуживание сети. Прокладка оптического кабеля требует тщательного соблюдения технологии.
- Появление микротрещин снижает показательно надежности. Дополнительное укрепление кабеля возможно, но это приводит к увеличению стоимости ВОЛС.
Выводы
Несомненно, совокупность преимуществ прокладки оптического кабеля имеет больший вес по сравнению с ее недостатками. Инвестиции в оптоволоконную сеть полностью оправдают себя – за незначительное увеличение расходов на прокладку сети вы получаете значительное увеличение эффективности, большую скорость и защищенность.
ВОЛС удобна в эксплуатации и не требует к себе особого отношения. Помимо прочего, в сфере оптоволоконных технологий ведутся постоянные разработки, внедряются новые технологии и материалы.
В оптоволоконных кабелях, в отличие от кабелей с медными или алюминиевыми жилами, в качестве среды для передачи сигнала используется прозрачный волоконный световод. Сигнал здесь передается не с помощью электрического тока, а с помощью света. Это значит, что движутся практически не электроны, а фотоны, соответственно и потери при передаче сигнала оказываются пренебрежимо малы.
Данные кабели идеальны в качестве средства передачи информации, ведь свет способен проходить по прозрачному стекловолокну практически беспрепятственно на десятки километров, при этом интенсивность света уменьшается незначительно.
Бывают GOF-кабели (англ. glass optic fiber cable) — со стеклянным волокном, а также POF-кабели (англ. plastic optic fiber cable) — с прозрачным пластиковым волокном. И те и другие традиционно называются оптоволоконными или волоконно-оптическими кабелями.
Устройство оптоволоконного кабеля
Оптоволоконный кабель имеет достаточно простое устройство. В центре кабеля расположен световод из стекловолокна (его диаметр не превышает 10 мкм) облаченный в защитную пластиковую или стеклянную оболочку, обеспечивающую полное внутреннее отражение света за счет разности коэффициентов преломления на границе двух сред.
Получается что свет, на всем своем пути от передатчика к приемнику, не может выйти из центральной жилы. К тому же свету не страшны электромагнитные помехи, поэтому такой кабель не нуждается в электромагнитном экранировании, а нуждается лишь в упрочнении.
Для придания оптоволоконному кабелю механической прочности, применяют особые меры — делают кабель бронированным, тем более когда речь заходит о многожильных оптических кабелях, несущих сразу несколько отдельных световодов. Кабели для подвесного монтажа требуют особого упрочнения металлом и кевларом.
Самая простая конструкция оптоволоконного кабеля — стеклянное волокно в пластиковой оболочке. Более сложная конструкция — многослойный кабель с упрочняющими элементами, например для прокладки под водой, под землей или для подвесного монтажа.
В многослойном броневом кабеле несущий упрочняющий трос изготовлен из заключенного в полиэтиленовую оболочку металла. Вокруг него располагаются светонесущие пластиковые или стеклянные волокна. Каждое отдельное волокно покрыто слоем цветного лака в качестве цветовой маркировки и для защиты от механических повреждений. Пучки волокон облачены в пластиковые трубки, заполненные гидрофобным гелем.
В одной пластиковой трубке может находиться от 4 до 12 таких волокон, в то время как общее количество волокон в одном таком кабеле может доходить до 288 штук. Трубки оплетены нитью, стягивающей пленку, смоченную гидрофобным гелем — для большего демпфирования механических воздействий. Трубки и центральный кабель заключены в полиэтилен. Далее идут кевларовые нити, практически и обеспечивающие многожильному кабелю броню. Потом снова полиэтилен для защиты от влаги, и наконец внешняя оболочка.
Два основных типа оптоволоконных кабелей
Оптоволоконные кабели есть двух типов: многомодовый и одномодовый. Многомодовый стоит дешевле, одномодовый — дороже.
Одномодовый кабель обеспечивает лучам, проходящим по световоду, практически один и тот же путь без существенных взаимных отклонений, в итоге на приемник все лучи приходят одновременно и без искажений формы сигнала. Диаметр световода в одномодовом кабеле составляет около 1,3 мкм, и свет именно с такой длиной волны следует по нему передавать.
По этой причине в качестве передатчика используется источник лазерного излучения с монохроматическим светом строго требуемой длины волны. Именно кабели данного типа (одномодовые) рассматриваются сегодня как наиболее перспективные для коммуникаций на значительные расстояния в будущем, но пока они дороги и недолговечны.
Многомодовый кабель менее «точен», чем одномодовый. Лучи от передатчика идут в нем с разбросом, и на стороне приемника имеется некоторое искажение формы передаваемого сигнала. Диаметр световодного волокна в многомодовом кабеле составляет 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм.
Здесь используется обычный (а не лазерный) светодиод на стороне передатчика (с длиной волны 0,85 мкм), и оборудование получается не таким дорогим как с лазерным источником света, да и срок службы у нынешних многомодовых кабелей дольше. Кабели данного типа не превышают по длине 5 км. Типовое время задержки сигнала при передаче составляет порядка 5 нс/м.
Достоинства оптоволоконных кабелей
Так или иначе, оптоволоконный кабель принципиально отличается от обычных электрических кабелей исключительной помехозащищенностью, что обеспечивает максимальную сохранность как целостности, так и конфиденциальности передаваемой по нему информации.
Электромагнитная помеха, направленная на оптоволоконный кабель, не способна исказить световой поток, да и сами фотоны не порождают внешнего электромагнитного излучения. Без нарушения целостности кабеля невозможно перехватить передаваемую по нему информацию.
Полоса пропускания оптоволоконного кабеля теоретически составляет 10^12 Гц, что не идет ни в какое сравнение с токонесущими кабелями любой сложности. Можно легко передавать информацию со скоростью до 10 Гбит/с на километры.
Сам по себе оптоволоконный кабель стоит не дорого, почти так же, как тонкий коаксиальный кабель. Но основная доля удорожания готовой сети все же приходится на передающее и приемное оборудование, задача которого — преобразовать электрический сигнал в свет и обратно.
Затухание светового сигнала при прохождении через оптоволоконный кабель локальной сети не превышает 5 дБ на 1 километр, то есть почти такое же как у электрического сигнала низкой частоты. При том чем выше частота — тем выраженнее оказывается преимущество оптической среды перед традиционными электрическими проводниками — затухание растет незначительно. А на частотах выше 0,2 ГГц оптоволоконный кабель однозначно оказывается вне конкуренции. Практически возможно довести расстояние передачи до 800 км.
Оптоволоконные кабели применимы в сетях с топологиями «кольцо» или «звезда», при этом полностью отсутствуют проблемы заземления и согласования с нагрузкой, вечно актуальные для электрических кабелей.
Идеальная гальваническая развязка, наряду с вышеперечисленными достоинствами, позволяет аналитикам прогнозировать, что в сетевых коммуникациях оптоволоконные кабеля вскоре полностью вытеснят электрические, тем более с учетом растущего дефицита меди на планете.
Недостатки оптоволоконных кабелей
Справедливости ради, нельзя не упомянуть и о недостатках волоконно-оптических систем передачи информации, главный из которых — сложность монтажа систем и высокие требования к точности установки разъемов. Микронное отклонения при монтаже разъема способно привести к увеличению затухания в нем. Здесь необходима высокоточная сварка или специальный клеевой гель, коэффициент преломления света в котором аналогичен оному в самом монтируемом стекловолокне.
По этой причине квалификация персонала не допускает снисхождения, необходимы специальные инструменты и высокое мастерство владения ими. Чаще всего прибегают к использованию готовых кусков кабеля, на концах которых уже установлены готовые разъемы требуемого типа. Для разветвления сигнала от оптоволокна, применяют специализированные разветвители на несколько каналов (от 2 до 8), но при разветвлении неизбежно происходит ослабление света.
Конечно, оптоволокно является менее прочным и менее гибким материалом нежели та же медь, и изгибать оптоволокно на радиус менее чем 10 см небезопасно для его сохранности. Ионизирующие излучения снижают прозрачность оптоволокна, усиливают затухание передаваемого светового сигнала.
Оптоволоконные кабели стойкие к радиации стоят дороже обычных оптоволоконных кабелей. Резкий перепад температуры может привести к образованию трещины в световоде. Безусловно, оптоволокно уязвимо и к механическим воздействиям, к ударам, к ультразвуку; для защиты от этих факторов применяются специальные мягкие звукопоглощающие материалы оболочек кабелей.
Еще лет 10 тому назад все мы пользовались пейджерами, и выходили в сеть на скорости 56 Кб/сек. А уже сегодня скоростью в 100 Мб/сек трудно кого-то удивить. Да и к тому же многие из нас уже смело осуществляют пополнение своего высокоскоростного интернета Kyivstar через систему Webmoney, как говориться прогресс не стоит на месте.
Оптическое волокно – это оптические диэлектрические волноводы, с помощью которых осуществляется подключение к всемирной паутине. Изготавливается оптоволокно из кварца, являясь несколько похожим на стекло. Сигнал передается благодаря световому излучению. При передаче сигнала на большие расстояния его необходимо трансформировать с электронного в оптический, именно для этого и используют оптоволоконные модемы.
Осуществляется передача сигнала в оптоволокне на трех длинах волн: 1310 нм, 850 нм и 1550 нм.
Оптоволоконный интернет на данный момент считается одним из лучших способов передачи информации. Именно поэтому многие и отдают ему предпочтение, пополняя свой счет Билайн через Вебмани оставаясь, таким образом, всегда на связи. Волоконно-оптические системы связи имеют ряд достоинств:
- Высокая скорость (от 10 Гбит/сек)
- Надежность (оптоволокно не портится от действия внешней среды, исключены помехи, к тому же они имеет слабое электромагнитное воздействие)
- Высокая пропускная способность, за счет чего большие объемы информации передаются за весьма короткое время (таким образом, в режиме онлайн можно смотреть фильмы, слушать музыку, осуществлять пополнение счета телефона через Вебмани и многое др.)
- Расстояния, на которые можно передавать данные посредством оптоволокна могут быть большими
- Безопасность информации (данные напрямую передаются с одной точки в другую, врезаться в кабель с оптоволокна практически невозможно, соответственно данные не передаются третьим лицам)
- Масса и форма кабеля небольшие
- Стойкость к химическому влиянию и пожаробезопасность
- Важнейшее свойство оптического волокна – устойчивость к ворам металла, оптоволоконный кабель в отличие от медных кабелей нельзя сдать в пункт приема металлолома
Волокно-оптические линии связи помимо преимуществ имеют и некоторые недостатки:
- Волокно является довольно хрупким материалом (устанавливая кабель необходимо быть осторожным, так как при изгибе оно может сломаться)
- Для преобразования сигнала нужно иметь специальное оборудование
- При разрыве, волокно практически не подлежит ремонту (как правило, менять приходится целый участок кабеля)
- Старое волокно со временем мутнеет.
Загрузка...
