Šķiedruļa optika jau daudzus gadus tiek uzskatīta par vienu no centrālajām attīstības jomām sakaru tehnoloģiju jomā. Speciālisti sākotnēji lika lielas cerības uz šo koncepciju, ko līdz pat mūsdienām apstiprina tikai periodiski panākumi dažāda lieluma sakaru tīklu ierīkošanā. Jo īpaši optiskās šķiedras komunikācija jau ir pierādījusi savu efektivitāti Klusā okeāna sakaru līniju piemērā, un nākotnē šo bāzi plānots izmantot lāzeru un sensoru sistēmās.
Kas ir šķiedra?
Uz optisko šķiedru tīkliem balstīta komunikācija tiek veidota pēc elektromagnētiskā starojuma principa, kura dēļ tiek pārraidīts signāls. Fiziskais nesējs ir gaismas vadotnes, kurām raksturīga izturība pret traucējumiem un liels joslas platums. Tātad, kas ir gaismas ceļvedis un kāds tam ir sakars ar datu pārraidi? Šī šķiedra ir izgatavota no stikla ardažas piedevas, pateicoties kurām ražotājs var mainīt individuālos optiskos parametrus. Lai aizsargātu šķiedru no ārējiem bojājumiem, ir nepieciešams vismaz polimēru pārklājums. Faktiski šī šķiedra ir arī neviendabīga savā struktūrā. Tas sastāv no serdes ar diametru aptuveni 8-10 mikroni, kā arī no apkārtējā apvalka, kas veido cilindru, kura biezums ir aptuveni 100-125 mikroni. Optiskās šķiedras sakaru kanāla darbības princips slēpjas gaismas virzītāja spējā nodrošināt elektromagnētisko viļņu iekšējo atstarošanos ar noteiktiem refrakcijas rādītājiem. Nosacīts gaismas stars kustības procesā optiskās šķiedras iekšpusē tiek atstarots no apvalka no iekšpuses, neizejot no ķēdes. Tādā veidā signāls tiek piegādāts ar dažādām zudumu vērtībām.
Šķiedras optisko tīklu veiktspējas raksturlielumi
Galvenie pozitīvie aspekti optisko šķiedru līniju darbībā ir saistīti ar lielu informācijas piegādes ātrumu. Vēl nesen šī vērtība tika izteikta kā rekordliels 1 terabits sekundē. Tomēr arī tagad šie dati tiek uzskatīti par nebūtiskiem rekordlielu skaitļu ziņā. Tādējādi jaunās viļņu multipleksēšanas sistēmu tehnoloģijas ir ļāvušas optiskajām šķiedrām nodrošināt signāla apkalpošanas ātrumu 15 Tbps. Lielas telekomunikāciju korporācijas praktizē daudzkanālu optiskās šķiedras sakaru izmantošanu attālumos līdz 10 000 km ar atbalstu 100 Gbps ātrumam. Starp citu, viena pēda var saturēt līdz 150-200 kanāliem, kasmazā šķiedru diametra dēļ. Vienas maģistrāles līnijas bez ārējā aizsargapvalka biezums nav lielāks par 1 cm.. Runājot par vājinājuma apjomu, kas ietekmē ne tikai ātrumu, bet arī kopējo signāla pārraides kvalitāti, šis rādītājs optiskās šķiedras gadījumā ir 5 dB / km. Tas ir ārkārtīgi labs rādītājs salīdzinājumā ar tradicionālajiem elektrotīkliem, kas ļauj ierīkot līnijas 100 km un vairāk bez starpposma signāla pārveidošanas punktiem.
Tehnoloģiju plusi
Līdztekus lielam pārraides ātrumam un zemam vājinājuma efektam šķiedru optikai ir šādas priekšrocības:
- Līnijas darbības izturība.
- Procesa uzticamība.
- Aizsardzība pret ārējām elektromagnētiskām ietekmēm.
- Augsts signāla kodēšanas līmenis, praktiski novēršot datu pārtveršanas iespēju.
- Platjosla.
- Viegs svars un pieticīgs izmērs.
Tas, cik lielā mērā minētās priekšrocības tiks atklātas konkrētajā optiskās šķiedras sakaru līnijā, ir atkarīgs no tās ieklāšanas metodēm un materiāla kvalitātes. Tā, piemēram, viens no būtiskākajiem šķēršļiem masveida pārejai uz šo sakaru organizēšanas metodi Krievijā ir zemais speciālistu līmenis šajā jomā un neapmierinošā palīgmateriālu kvalitāte.
Tehnoloģijas mīnusi
Ir arī šķiedru optikas tīkliem raksturīgi trūkumi, kas pat var parādītiesneatkarīgi no sakaru kanālu tehniskās realizācijas kvalitātes. Starp tiem ir atzīmēts:
- Augstas izmaksas. Gan tehniskās infrastruktūras organizēšanas posmā, gan tās uzturēšanas procesā izmaksas joprojām pārsniedz pazīstamāku sakaru līniju izveidošanas un ekspluatācijas izmaksas.
- Struktūras trauslums. Viens no jutīgākajiem optisko šķiedru trūkumiem ir to uzstādīšanas ierobežojumi. Augsta līmeņa optiskās šķiedras sakaru izturību iespējams nodrošināt tikai tad, ja līnijas tiek ievilktas tieši. Taču šī problēma pamazām tiek atrisināta tieši, šķiedru serdes struktūrā ieviešot īpašas piedevas.
- Augstas prasības telekomunikāciju infrastruktūrai. Atkal, jūs varat paļauties uz augstu veiktspēju, izmantojot optiskās šķiedras līnijas, tikai tad, ja sistēma ir organizēta uz modernām tīkla iekārtām.
Optisko šķiedru sakaru pielietojums Krievijā
Tāpat kā citās valstīs ar progresīvu tehnoloģiju attīstību, arī Krievijā optiskās šķiedras galvenokārt atrod savu vietu telekomunikāciju nozarē. Tomēr šī nav vienīgā joma, kas apgūst šo tehnoloģiju. Optiskās šķiedras izmanto mērierīcēs, rentgena aparātos (tostarp MRI), žiroskopos un apsardzes signalizācijas sistēmās. Tajā pašā laikā tehniskās integrācijas metodes bieži vien ir līdzīga rakstura, ko apliecina arī nepieciešamo darbinieku loks šādu sistēmu organizēšanai. Jo īpaši vakances optiskās šķiedras sakariemietver darbus metinātājiem, montieriem un sistēmu inženieriem. Tas pats attiecas uz optiskās šķiedras infrastruktūras apkopi.
Problēmas optisko šķiedru sakaru ieviešanā
Vairāki lielo Krievijas pakalpojumu sniedzēju, kas strādā telekomunikāciju jomā, piedzīvo finansiālas grūtības, pārejot uz jaunām tīklu organizēšanas tehnoloģijām. Daļēji tas ir saistīts ar augstām izmaksām tīklu tehniskajai atjaunošanai, pilnībā nomainot gan signālu nesējus, gan operatīvo aprīkojumu. Lielpilsētas uzņēmums MGTS optisko šķiedru sakarus uzskata par vienu no mūsdienu attīstības galvenajām jomām, taču tajā pašā laikā tā pārstāvji atzīmē arī grūtības, kas saistītas ar pašu abonentu nevēlēšanos pāriet uz jauniem tehnoloģiskiem līdzekļiem. Daudzi lietotāji ir apmierināti ar tradicionālo vara stiepļu tīklu, kas nodrošina pietiekamas patērētāju datu pārraides īpašības. Viņi nevēlas pārmaksāt par jauninājumiem, kas operatoram liek segt divu veidu telekomunikāciju tīklu apkalpošanas izmaksas.
Izredzes optisko šķiedru sakaru attīstībai
Ja masu patēriņa tirgus vēl rezervēti noskaņots uz evolūcijas procesu pārejā uz optisko šķiedru, tad pasaules vadošās korporācijas jau raugās nākotnē, ko paver optiskās šķiedras sakaru tehnoloģijas dažādās jomās. ŠobrīdDaudzsološākās jomas ir sadalītas sensoru sistēmas un optisko šķiedru lāzeri. Pirmā tehnoloģija ļaus veikt ēku un inženierbūvju nesagraujošo testēšanu ar plašu analīzes izejas datu klāstu - jo īpaši ar precīziem objekta temperatūras, spiediena un deformācijas procesu rādītājiem. Kas attiecas uz šķiedru lāzeriem, to īpašības un izstarotā viļņa raksturlielumi var sniegt vēl nepieredzētas iespējas cieto materiālu fiziskajā apstrādē.
Secinājums
Saziņa, kuras pamatā ir optiskās šķiedras tehnoloģija, ar visiem negatīvajiem pielietojuma faktoriem, paplašina pārklājuma diapazonu. Lielā mērā to veicināja GPON tīkla tehnoloģiskais formāts, kas ir optimizēta optiskās šķiedras maģistrālo līniju koncepcija. Rostelecom kā viens no lielākajiem telekomunikāciju uzņēmumiem Krievijā ir spēris lielu soli šī formāta tehnoloģiskajā attīstībā. Mūsdienās tas veic līniju ieklāšanu bez starpposma pastiprināšanas mezgliem attālumos no 20 līdz 60 km ar atbalstu ātrumam līdz 1,25 Gb / s. Un tas ir tikai viens no iespējamiem formātiem, kā mūsdienās izmantot šķiedru telekomunikāciju nozarē.
