Оптоволоконная связь что это такое

Что такое волоконно-оптические линии связи, или ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — важный компонент современной телекоммуникационной инфраструктуры и основа для современной СКС (структурированной кабельной системы). С их помощью передаются данные, аудио- и видеосигналы на высоких скоростях. В этой статье мы рассмотрим различные аспекты ВОЛС: компоненты и особенности, области применения и принципы работы, преимущества и недостатки.

Компоненты ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи состоят из нескольких ключевых компонентов, которые способствуют эффективной передаче оптических сигналов. К ним относятся:

• волоконно-оптические кабели — состоят из одной или нескольких тонких нитей стеклянных или пластиковых волокон, служат средой для передачи световых сигналов,
• передатчики — устройства, преобразующие электрические сигналы в оптические, пригодные для передачи по оптоволоконным кабелям,
• приемники — принимают оптические сигналы и преобразуют их обратно в электрические сигналы для дальнейшей обработки,
• коннекторы — устройства, которые используются для соединения волоконно-оптических кабелей или подключения их к другим оптическим устройствам,
• копплеры и сплиттеры — устройства разделяют или объединяют оптические сигналы в целях распределения или мультиплексирования,
• усилители — увеличивают силу оптических сигналов для преодоления потерь при передаче и расширения зоны действия линий связи.
• маршрутизаторы — устройства, которые координируют отправку данных конкретным абонентам, сетям,
• коммутаторы — распределяют большие объемы данных между группами конечных потребителей.

Устройство линий волоконно-оптической связи

Структура ВОЛС состоит из нескольких элементов, которые работают вместе, чтобы обеспечить передачу оптических сигналов.

Волоконно-оптический кабель — основной компонент линий связи. Сердцевина — центральная часть оптического волокна, по которой проходят световые сигналы. Ее диаметр составляет примерно 62,5 микрон. Она окружена плакирующим слоем, который имеет немного меньший коэффициент преломления, чем сердцевина. Разница в показателях преломления между сердцевиной и оболочкой обеспечивает явление полного внутреннего отражения, которое удерживает свет в пределах сердцевины.

Оболочка — это внешний слой оптоволоконного кабеля. Она обеспечивает общую защиту кабеля, защищая его от влаги, износа и химикатов. Диаметр внешней оболочки — 125 мкм, материал зависит от конкретного применения.

Оптическое волокно дополнительно защищено специальным покрытием, часто из таких материалов, как акрилат или полиимид. Защитное покрытие обеспечивает механическую прочность, помогает сохранить целостность волокна, защищает от влажности, коррозии и физических повреждений. В некоторых оптоволоконных кабелях вокруг каждого отдельного волокна наносится буферный слой, обеспечивающий дополнительную защиту и гибкость волокна. Это облегчает его транспортировку и монтаж.

Адаптеры или оптические розетки используются для соединения волоконно-оптических кабелей или их подключения к оптическим устройствам, таким как передатчики, приемники или муфты.

Сплайсы нужны для постоянного соединения двух оптических волокон вместе. Существуют различные виды сращивания — например, плавление волокон или механическое сращивание, при котором используются специализированные соединители или зажимы для выравнивания и фиксации.

Особенности технологии

Когда информация передается через волоконно-оптическую связь, носителем сигнала выступает электромагнитное излучение оптического диапазона. Пропускная способность оптических каналов выше систем на основе медных кабелей. ВОЛС предоставляют широкополосную передачу сигналов и позволяют передавать большие объемы данных на высоких скоростях.

Компактный размер и малый вес оптоволоконных кабелей делает их более простыми в установке и обращении — они намного меньше и легче своих медных аналогов. А высокие изоляционные характеристики позволяют без помех подключать устройства, заземленные на разных этажах или секциях здания. Для удобства работы с кабелями используют цветовое кодирование. В зависимости от типа и применения кабелям присваиваются цветовые коды, помогающие в идентификации.

ВОЛС гарантирует повышенную безопасность — кабели изготавливаются из негорючих материалов, что снижает риск возгорания и гарантирует надежную работу в опасных средах. Также они не излучают радиоволн, обеспечивая защиту от подслушивания и помех.

Классификация оборудования ВОЛС

ВОЛС можно классифицировать в зависимости от области применения и условий эксплуатации.

По области применения:

• кабели для наружной прокладки используют при установлении соединений между различными объектами сети: зданиями, вышками сотовой связи и ЦОД,
• кабели, предназначенные для использования внутри помещений, обеспечивают высокоскоростное соединение внутри зданий, офисов и жилых комплексов,
• кабели для шнуров используются для разводки кабелей.

По условиям эксплуатации:

• магистральные кабели образуют основу сети, передавая сигналы на большие расстояния между основными узлами или центрами коммутации,
• монтажные кабели применимы для соединения устройств в пределах определенного места — например, ЦОД или аппаратной комнаты,
• станционные кабели обеспечивают коммуникацию между различными подсистемами, в пределах конкретной станции или объекта,
• зональные кабели используются для обеспечения связи в пределах определенной зоны или области — например, этажа или отдела в здании.

Волоконно-оптические линии связи

Объединяйте серверы или облака на разных площадках без затрат на строительство и содержание сети.

Преимущества ВОЛС

1. ВОЛС обеспечивает минимальную дисперсию сигнала и низкие потери, благодаря чему сигнал передается на большие расстояния без ухудшения качества.
2. Оптоволоконные кабели обеспечивают быстрый и надежный доступ в интернет. ВОЛС значительно увеличили доступную пропускную способность интернет-соединений.
3. Оптоволокно не излучает обнаруживаемых сигналов, обеспечивая высокий уровень безопасности от несанкционированного доступа или вмешательства. Также оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным помехам: целостность сигнала не теряется даже при наличии рядом электрического или радиочастотного оборудования.
4. Волоконно-оптические кабели меньше и легче медных, что упрощает установку и обслуживание и делает их более экономически эффективными. Помимо этого, они не проводят электрический ток, за счет чего устойчивы к пожарам и взрывам.
5. При соблюдении требований по эксплуатации срок службы оптоволоконных кабелей составляет не менее 25 лет.

Недостатки ВОЛС

1. Волоконно-оптические кабели и сопутствующее оборудование относительно дороги в производстве по сравнению с традиционными системами на основе меди.
2. Они хрупкие и требуют осторожного обращения при установке и обслуживании во избежание повреждений.
3. В некоторых отдаленных или слаборазвитых регионах может быть недоступна инфраструктура, необходимая для оптоволоконной связи.

Принципы работы с оптоволоконными кабелями: виды соединения

Работа с волоконно-оптическими кабелями включает в себя различные технологии соединения:

• сварка оптических волокон, известная как сплайсинг, предполагает неразъемное соединение двух волокон с помощью тепла — применяется в случаях, где длина прогона требует более одного кабеля,
• при склеивании используются клеи или механические приспособления для соединения волокон — такой способ применим для быстрого ремонта или тестирования,
• механические соединители обеспечивают быстрое временное соединение волокон без необходимости использования специализированного оборудования.

Проектирование, монтаж, диагностика и обслуживание ВОЛС

Проектирование и монтаж ВОЛС требуют рассмотрения таких параметров, как маршрут прокладки кабеля, топология сети, целостность сигнала и будущая масштабируемость. Правильные методы установки и соблюдение промышленных стандартов важны для оптимальной производительности и надежности.

Обслуживание и устранение неисправностей ВОЛС включает в себя тестирование оптоволоконного кабеля, обнаружение и устранение неисправностей, оптимизацию сигнала и мониторинг сети.

Диагностика волоконно-оптических линий связи подразумевает анализ качества сигнала, выявление неисправностей, измерение затухания, обнаружение обрывов и проверку общей производительности системы. Оптические рефлектометры и измерители оптической мощности — широко используемая аппаратура для диагностики. Главный принцип работы этих приборов — анализ отраженных оптических импульсов, которые инструмент излучает в оптоволокно.

Заключение

Появление ВОЛС значительно ускорило передачу данных, голоса и видеосигналов в современных сетях связи. Мы ежедневно пользуемся устройствами, которые подключаются к интернету через оптоволоконные кабели. Большинство цифровых адресов работают в том числе благодаря оптоволокну. Благодаря возможностям высокоскоростной передачи информации, компактным размерам и повышенной безопасности ВОЛС стали предпочтительным выбором для телекоммуникационной инфраструктуры.

ВОЛС (волоконно-оптические линии связи)

Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).

Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.

Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.

Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.

Преимущества ВОЛС

При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:

• Высокую пропускную способность за счёт высокой несущей частоты. Потенциальная возможность одного оптического волокна – несколько терабит информации за 1 секунду.
• Волоконно-оптический кабель отличается низким уровнем шума, что положительно сказывается на его пропускной способности и возможности передавать сигналы различной модуляции.
• Пожарная безопасность (пожароустойчивость). В отличие от других систем связи, ВОЛС может использоваться безо всяких ограничений на предприятиях повышенной опасности, в частности на нефтехимических производствах, благодаря отсутствию искрообразования.
• Благодаря малому затуханию светового сигнала оптические системы могут объединять рабочие участки на значительных расстояниях (более 100 км) без использования дополнительных ретрансляторов (усилителей).

• Информационная безопасность. Волоконно-оптическая связь обеспечивает надёжную защиту от несанкционированного доступа и перехвата конфиденциальной информации. Такая способность оптики объясняется отсутствием излучений в радиодиапазоне, а также высокой чувствительностью к колебаниям. В случае попыток прослушки встроенная система контроля может отключить канал и предупредить о подозреваемом взломе. Именно поэтому ВОЛС активно используют современные банки, научные центры, правоохранительные организации и прочие структуры, работающие с секретной информацией.
• Высокая надёжность и помехоустойчивость системы. Волокно, будучи диэлектрическим проводником, не чувствительно к электромагнитным излучениям, не боится окисления и влаги.
• Экономичность. Несмотря на то, что создание оптических систем в силу своей сложности дороже, чем традиционных СКС, в общем итоге их владелец получает реальную экономическую выгоду. Оптическое волокно, которое изготавливается из кварца, стоит примерно в 2 раза дешевле медного кабеля, дополнительно при строительстве обширных систем можно сэкономить на усилителях. Если при использовании медной пары ретрансляторы нужно ставить через каждые несколько километров, то в ВОЛС это расстояние составляет не менее 100 км. При этом скорость, надёжность и долговечность традиционных СКС значительно уступают оптике.

• Срок службы волоконно-оптических линий составляет полрядка четверти века. Через 25 лет непрерывного использования в несущей системе увеличивается затухание сигналов.
• Если сравнивать медный и оптический кабель, то при одной и той же пропускной способности второй будет весить примерно в 4 раза меньше, а его объём даже при использовании защитных оболочек будет меньше, чем у медного, в несколько раз.
• Перспективы. Использование волоконно-оптических линий связи позволяет легко наращивать вычислительные возможности локальных сетей благодаря установке более быстродействующего активного оборудования, причем без замены коммуникаций.

Область применения ВОЛС

Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.

К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.

Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.

Технологии соединения ВОЛС

Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.

Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).

Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.

Сварка оптических волокон

Наиболее распространённой на сегодняшний день является технология сварки волокон.

Аппараты для сварки оптического волокна

Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.

Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.

Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.

После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.

Склеивание оптических волокон

Технология склеивания волокон применяется реже, в основном при производстве патч кордов и пигтейлов. Она включает несколько технологических операций. В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.

После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.

Механическое соединение оптических волокон

Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.

Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.

Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.

Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.

ВОЛС: типы оптических волокон

Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.

По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).

• Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.

• Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. В первом случае пучки света (моды) расходятся по различным траекториям и поэтому приходят к концу световода в различное время. При градиентном профиле временные задержки различных лучей практически полностью исчезают, и моды идут плавно благодаря изменению скорости распространения света по волнообразным спиралям.

Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).

Диагностика волоконно-оптических линий связи

Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео:

Примеры оборудования

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Оптоволоконная сеть: Как это работает и каковы его альтернативы?

Мы полагаемся на доступ в Интернет на работе, дома, в школе и на отдыхе. Но подойдет не просто любой доступ. Ведь чем быстрее, тем лучше. Высокоскоростной Интернет больше не является чем-то хорошим, а необходимым. Без быстрого подключения отдельные лица, семьи, предприятия и целые сообщества сталкиваются со значительными препятствиями для выполнения повседневных задач. Оптоволоконная сеть — это среда, с помощью которой стало возможным быстрое и надежное подключение к Интернету. Это означает более быструю загрузку и загрузку, а также бесшовную, высококачественную потоковую передачу. Кроме того, волоконно-оптические магистрали облегчают все: от электронной коммерции и дистанционного обучения до здравоохранения и сельского хозяйства.

1. Общие сведения о оптическом волокне

Оптоволоконная сеть представляет собой сверхскоростное широкополосное соединение с низким временем задержки, которое зависит от волоконно-оптических кабелей.

Структура оптоволоконного кабеля

Один волоконно-оптический кабель может содержать несколько нитей чистого стекла или прозрачного пластика в диапазоне от нескольких до нескольких сотен. Кроме того, каждая прядь лишь незначительно шире среднего диаметра человеческого волоса. Вокруг стеклянной нити находится оболочка, слой чистого кремнезема или прозрачного пластика, но с другой плотностью от пряди. И он имеет более низкий показатель преломления, чем нить, тем самым отражая световые импульсы обратно. Таким образом, световые импульсы не будут выходить из ядра, тем самым облегчая их прямое распространение. Кроме того, дополнительный слой, называемый буферной трубкой, оборачивается вокруг облицовки, чтобы защитить ее от влаги и повреждений. Наконец, верхняя куртка служит окончательной защитой.

Волоконно-оптическая сеть – наука

Вместо электронов волоконные сети используют легкие частицы или фотоны для передачи данных в двоичной форме (аналогично 0 и 1, используемым в электронике). Оптическое волокно опирается на полное внутреннее отражение света. Фотоны (т.е. частицы света) многократно отскакивают от стен, ударяясь о стекло под небольшими углами (менее 42 градусов). Стеклянная нить улавливает световые импульсы в своих стенках, тем самым передавая сигнал от одного конца к другому путем полного внутреннего отражения. Свет не выходит из стекла, а скорее отражается внутри него и, следовательно, полностью отражается внутри среды.

Благодаря тому, что световые импульсы распространяются со скоростью около 70 процентов скорости света, оптоволоконные сети намного превосходят скорости других широкополосных вариантов Интернета. И он предлагает симметричную скорость загрузки и выгрузки, что означает, что скорость загрузки такая же, как и скорость загрузки.

Сетевые компоненты используют лазерные диоды или светодиоды для преобразования электрических сигналов в световые импульсы для передачи через волоконно-оптические тюки. После этого оптический детектор преобразует импульсы в электрические сигналы. Оптоволоконные сети не полагаются на электроэнергию, что означает, что они не испытывают сбоев в результате перебоев в подаче электроэнергии.

Оптоволоконная сеть – установка

Интернет-провайдеры устанавливают оптоволоконные кабели как над землей, так и под землей. Если бы он был над землей, можно было бы протянуть кабели через столбы. Но воздушная установка часто является последним средством из-за риска повреждения хрупких волоконно-оптических кабелей от штормов, веток деревьев и других коммунальных работ.

Подземный кабель является самым популярным вариантом. Поставщики услуг обычно закапывают кабели в воздуховоды или трубопроводы.

Приложение

Основные области применения волоконной оптики включают длинные кабельные трассы, волоконно-оптические магистрали интерфейса передачи данных (FDDI), промышленные среды с высоким уровнем электромагнитных помех (EMI) и подключения к высокопроизводительным компьютерам.

2. Типы последней мили оптоволоконного интернет-соединения

Как только оптоволоконные сети достигают или близки к месту назначения, они входят в последний участок оптоволокна, соединяющий конечного пользователя с Интернетом. Этот участок является «последней милей», хотя он часто короче мили. В конце последней мили терминал оптической сети (ONT) преобразует световые импульсы в электрические сигналы для электрического Ethernet.

Интернет-провайдеры обозначают оптоволоконные соединения последней мили как оптоволокно к X (FTTX), причем X представляет, где заканчивается оптический кабель. Наиболее распространенными типами последней мили являются FTTC, FTTN, FTTB и FTTH.

Волокно на бордюр или шкаф (FTTC)

FTTC подразумевает, что оптоволоконное соединение идет к коммунальному блоку или столбу, который находится ближе всего к вам. С этого момента коаксиальные кабели передают сигнал в ваш дом. В зависимости от контекста, интернет-провайдеры также ссылаются на FTTC как на оптоволокно на улицу (FTTS).

Оптоволокно в окрестности или узел (FTTN)

FTTN обеспечивает подключение к оптоволоконной сети сотням клиентов в радиусе мили от узла. Оставшееся соединение с вашим домом от узла осуществляется через линию DSL с использованием существующих телефонных линий. Чем дальше вы находитесь от узла, тем больше искажений и затуханий сигнала вы можете ожидать.

Волокно в здание (FTTB)

С FTTB волоконно-оптическая линия заканчивается в здании. После этого телефонные или коаксиальные кабели передают сигнал жильцам здания. Регулярно это касается многоквартирных домов, школ, гостиниц или многоквартирных офисных зданий.

Волокно в дом (FTTH)

В FTTH оптоволоконное соединение проходит вплоть до бизнеса, дома или компьютера конечного пользователя. По этой причине отраслевые аналитики часто называют его чистым оптоволоконным соединением. FTTH является самым быстрым соединением последней мили, но и самым дорогим.

Если ваш дом или помещение еще не готовы к оптоволокну, вашему интернет-провайдеру придется копать поблизости или сверлить отверстия в рамках настройки. В зависимости от контекста, интернет-провайдеры могут ссылаться на FTTH как на оптоволокно в помещение (FTTP), волокно на рабочий стол (FTTD) или волокно для бизнеса (FTTB).

3. Недостаток оптоволоконной сети

Из того, что мы рассмотрели до сих пор, преимущества оптоволоконных сетей очевидны. Тем не менее, у них есть и существенные недостатки.

Оптоволоконная сеть – дорогая

Волоконно-оптические сети являются дорогостоящими и трудными для установки, особенно в сельских районах, где может возникнуть необходимость в создании совершенно новой инфраструктуры.

Разрез часто приводит к полному отказу

Оптоволоконные кабели могут быть менее подвержены повреждениям, но когда что-то идет не так, например, обрыв кабеля, это часто приводит к полному отказу. Поэтому кабели требуют более упругой защиты внешней оболочки, чем медные кабели.

Недоступно в широком доступе

В то время как оптоволоконные сети быстро расширялись в последние годы, они доступны не везде. Вы с большей вероятностью найдете клетчатку в районах с высокой плотностью населения.

Более хрупкий

Оптоволоконные сети относительно хрупки. Вы можете сломать или потерять сигнал, если вы искривите или согните кабель за пределами определенного радиуса.

4. Альтернативы волоконно-оптической сети

Существуют альтернативы волоконно-оптическим сетям. Ниже приведены основные конкуренты оптоволоконной сети.

Оптоволоконная сеть – DSL интернет

DSL расшифровывается как цифровая абонентская линия. Он ретранслирует сигналы данных, используя неслышимые частоты на медных телефонных линиях. Таким образом, он не конкурирует с голосовой передачей на тех же линиях. Средняя скорость DSL-Интернета колеблется от 1 до 100 Мбит/с. Загрузка файла размером 6 ГБ в DSL-Интернете займет 1-14 часов. Это сопоставимо с примерно минутой для оптоволоконных сетей.

DSL интернет имеет низкие экологические и финансовые затраты, поскольку телефонные линии доступны почти везде, включая сельские районы. Его основными недостатками являются асимметричные скорости загрузки / загрузки, значительное затухание сигнала и восприимчивость к электромагнитным помехам.

Кабельный интернет

Кабельный Интернет использует тот же (или тот же тип) медный коаксиальный кабель, который вы используете для службы кабельного телевидения. Скорости варьируются в широких пределах и могут достигать 940 Мбит / с в среднем. Вам потребуется от 1 минуты до 14 часов, чтобы загрузить файл размером 6 ГБ через кабельный Интернет.

Поскольку вы используете тот же кабель, что и телевизионный сервис, он доступен. С другой стороны, скорость кабельного интернета зависит от количества пользователей, подключенных к центральному узлу района. Больше пользователей означает более медленные скорости, особенно в часы пикового использования.

Оптоволоконная сеть – беспроводной интернет

Как следует из названия, беспроводной Интернет не зависит от проводного соединения. Наиболее распространенной формой беспроводного интернета являются услуги сотовой связи. Радиоволны, транслируемые с вышек сотовой связи и посылаемые через частоты, облегчают передачу сигнала.

Ключевым преимуществом беспроводного интернета является то, что доступ более независим от вашего физического местоположения. Но такая мобильность обходится дорого — при сравнении ее с проводным соединением уровень сигнала ниже. И так же, как кабельный интернет, он подвержен перегрузке с увеличением числа пользователей.

Оптоволоконная сеть – беспроводной интернет

Как следует из названия, беспроводной Интернет не зависит от проводного соединения. Наиболее распространенной формой беспроводного интернета являются услуги сотовой связи. Радиоволны, транслируемые с вышек сотовой связи и посылаемые через частоты, облегчают передачу сигнала.

Ключевым преимуществом беспроводного интернета является то, что доступ более независим от вашего физического местоположения. Но такая мобильность обходится дорого — при сравнении ее с проводным соединением уровень сигнала ниже. И так же, как кабельный интернет, он подвержен перегрузке с увеличением числа пользователей.

Заключение

Оптоволоконные кабели часто скрыты от глаз, поскольку они остаются погребенными глубоко под городскими улицами и офисными полами. Большинство людей не понимают, насколько их повседневная жизнь зависит от оптического волокна. Ваша способность читать эту статью почти наверняка благодаря оптоволоконной сети.

Вы хотите наслаждаться быстрой скоростью интернета? Свяжитесь с нами для получения помощи и поставки кабельных сборок.

Hommer Zhao

Привет, я Хоммер, основатель WellPCB. На сегодняшний день у нас более 4000 клиентов по всему миру. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной. Заранее спасибо.

Как это работает. Оптоволокно

В современном мире оптоволоконные кабели – одно из самых популярных средств передачи данных. Еще несколько десятилетий назад путешествие терабайтов информации по таким «стеклянным световодам» казалось бы настоящей магией. Современный человек сталкивается с данной технологией ежедневно. Скоростной интернет, цифровое телевидение, мобильная связь – все это стало возможным благодаря оптоволоконному кабелю.

Оптическое волокно продолжает активно использоваться в самых высокотехнологичных областях. К примеру, недавно специалисты холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех представили инновационное кварцевое оптоволокно , на основе которого можно создавать системы связи нового поколения для промышленности и транспорта. Про новинку «Швабе», а также об устройстве и принципе действия оптоволоконного кабеля – в нашем материале.

Первые «световоды»: история появления оптической связи

Использовать свет для передачи информации научились достаточно давно. Можно вспомнить оптический телеграф, который появился во Франции еще в XVIII веке. Тогда он был способен удивить своей невероятной скоростью – передать информацию на 200 км всего за пятнадцать минут. Кстати, известный русский изобретатель Иван Кулибин доработал данную технологию и буквально через год представил свою «дальнеизвещающую машину».

В 1824 году в России начала свою работу первая линия оптического телеграфа, а немного позже открылась линия связи Петербург-Варшава длиной 1200 км, по тем временам это мировой рекорд по протяженности. Отправку «оптической» телеграммы можно сравнить с современным Интернетом, за исключением скорости – около 20 минут занимала передача 45 условных сигналов из Петербурга в Варшаву.

Оптическая связь в современном понимании возникла в 1950-х годах, когда научились изготавливать тонкие двухслойные волокна из специальных прозрачных материалов. Изобретение лазеров в 1970-х сделало возможным построение волоконно-оптических линий передач. У нас в стране первая оптическая линия связи была запущена в 1977 году в Зеленограде. Кстати, советские технологии в этой области не отставали от лучших мировых аналогов. На первой европейской конференции по волоконно-оптической связи в 1976 году лидерами в отрасли были признаны СССР и Япония.

Проводник для света: принцип работы оптоволокна

Итак, свет можно использовать для передачи информации, и люди поняли это столетия назад. Вначале примитивный способ работал только на расстоянии прямой видимости, а потом оптоволокно позволило передать свет на много тысяч километров, и далеко не по прямой траектории. Но как это возможно? Ключевое слово в объяснении данного явления – преломление. Это и есть основа принципа действия оптоволокна – в нем свет многократно преломляется, оставаясь внутри. По аналогии с электричеством, текущем по металлическому проводу, оптическое волокно иногда называют «светопроводом».

Источником света в кабеле становится лазер. На другом конце кабеля свет ожидает приемное устройство, которое его обратно перекодирует в электрический сигнал. Происходит это очень быстро – лазер включается и выключается несколько миллиардов раз в секунду, передавая миллиарды бит данных. Для сравнения, самый популярный для компьютерных сетей восьмижильный кабель из четырех скрученных пар пропускает до 1000 мегабит в секунду, а оптоволоконный кабель по одной жиле – в три раза больше. Бесспорно, скорость – одно из главных преимуществ оптоволокна. И неудивительно, ведь свет – самое быстрое, что известно во Вселенной.

Само оптическое волокно представляет собой неполую прозрачную трубку, изготовленную из особого материала, обладающего свойствами стекла. Для этой цели ученые стали использовать кварцевое стекло. Несмотря на кажущуюся хрупкость стекла, оптическое волокно обладает особой гибкостью. Его можно даже скрутить в кольцо – на характеристиках кабеля это никак не отразится, и свет без проблем продолжит «бежать» по нему.

Со скоростью света: от метро до космоса

Недавно было представлено новое отечественное кварцевое оптоволокно с улучшенными характеристиками. Новинка – результат кооперации экспертов «Сколкова», холдинга «Швабе» и Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики.

Этот продукт обладает всеми достоинствами традиционного оптоволокна. Помимо малого веса, удобства монтажа и скорости, это еще и невосприимчивость к электромагнитным помехам – световой сигнал невозможно перехватить. У новинки «Швабе» есть и явное преимущество перед существующими аналогами – увеличенный до 100 мкм диаметр сердцевины, вместо типовых 50 мкм и 62,5 мкм, и специальный градиентный профиль показателя преломления. Это повышает надежность сети передачи данных без потери пропускной способности.

Инновационное оптоволокно в первую очередь рассчитано на кабельные системы, работающие в агрессивных условиях окружающей среды. Например, разработка будет применяться в составе бортовых кабельных систем – от поезда метро до самолетов, и даже космических кораблей.

События, связанные с этим

Как это работает. Лазерный гироскоп

Онлайн-доктор: разработки Ростеха для телемедицины