Fiiberoptilised sideliinid (kiud) - ehitame ettevõtte võrku. Fiiberoptilise kaabli ribalaius Kiudoptilise kaabli andmeedastuskiirus

Kas arvate, et teie lairiba Interneti-ühendus on kiire? Ettevaatust, pärast selle artikli lugemist võib teie suhtumine andmeedastust puudutavasse sõnasse "kiire" dramaatiliselt muutuda. Kujutage ette oma arvuti kõvaketta suurust ja määrake, millise kiirusega see täitub - 1 Gb / s või võib-olla 100 Gb / s, siis 1 terabaidine ketas täidetakse 10 sekundiga? Kui Guinnessi rekordite raamat esitaks rekordeid teabe edastamise kiiruse kohta, peaks see töötlema kõiki alltoodud katseid.

20. sajandi lõpus, st suhteliselt hiljuti, ei ületanud kiirused peamistes sidekanalites kümneid Gbps. Samal ajal nautisid telefoniliine ja modemeid kasutavad Interneti-kasutajad kiirust kümneid kilobitte sekundis. Internet oli kaartidel ja teenuse hinnad olid üsna suured - tariifid olid reeglina USD-des. Ühe pildi allalaadimiseks kulus mõnikord isegi mitu tundi ja nagu üks tollane internetikasutaja tabavalt märkis: "See oli internet, kui ühe öö jooksul võis Internetis näha vaid mõnda naist." Kas see andmeedastuskiirus on aeglane? Võib olla. Siiski tasub meeles pidada, et kõik maailmas on suhteline. Näiteks kui praegu oleks aasta 1839, siis maailma pikim optilise telegraafi sideliin Peterburi-Varssavi oleks meile omamoodi internet. Selle 19. sajandi sideliini pikkus tundub lihtsalt transtsendentaalne - 1200 km, see koosneb 150 edastavast transiiditornist. Iga kodanik võib seda liini kasutada ja "optilist" telegrammi saata. Kiirus on "kolossaalne" - 45 tähemärki 1200 km distantsil saab edastada vaid 22 minutiga, siin polnud hobupostiteenust isegi lähedal!

Läheme tagasi 21. sajandisse ja vaatame, mis meil on täna võrreldes eelkirjeldatud aegadega. Suurte traadiga Interneti-teenuse pakkujate miinimumtariife ei arvestata enam ühikutes, vaid mitmekümne Mbps-s; me ei taha enam vaadata alla 480pi resolutsiooniga videoid, see pildikvaliteet meile enam ei sobi.

Vaatame interneti keskmist kiirust erinevates maailma riikides. Esitatud tulemused on koostanud CDN-i pakkuja Akamai Technologies. Nagu näha, ületas isegi Paraguay Vabariigis juba 2015. aastal riigi keskmine ühenduse kiirus 1,5 Mbps (muide, Paraguayl on transliteratsioonis meile lähedane domeen - *.py).

Praeguseks on keskmine Interneti-ühenduse kiirus maailmas 6,3 Mbps. Suurim keskmine kiirus on Lõuna-Koreas 28,6 Mbps, teisel kohal on Norra - 23,5 Mbps, kolmandal Rootsi - 22,5 Mbps. Allpool on diagramm, mis näitab selle näitaja juhtivate riikide keskmist Interneti-kiirust 2017. aasta alguses.

Maailma andmeedastuskiiruse rekordite ajaskaala

Kuna fiiberoptilised ülekandesüsteemid on tänapäeval edastusulatuse ja kiiruse osas vaieldamatud meistrid, siis rõhk on neil.

Mis kiirusega see kõik alguse sai? Pärast arvukaid uuringuid ajavahemikul 1975–1980. Ilmus esimene kaubanduslik kiudoptiline süsteem, mis töötab galliumarseniidil põhineva pooljuhtlaseriga kiirgusega lainepikkusel 0,8 μm.

22. aprillil 1977 Californias Long Beachis kasutas General Telephone and Electronics esimesena optilist linki telefoniliikluse edastamiseks 6 Mbps. Selle kiirusega on võimalik korraldada kuni 94 lihtsaima digitaalse telefonikanali samaaegne edastamine.

Saavutati tolleaegsete eksperimentaalsete uurimisasutuste optiliste ülekandesüsteemide maksimaalne kiirus 45 Mbps, maksimaalne vahemaa regeneraatorite vahel - 10 km.

1980. aastate alguses toimus InGaAsP laserite abil valgussignaali ülekanne mitmemoodilistes kiududes juba lainepikkusel 1,3 μm. Maksimaalne edastuskiirus on piiratud 100 Mbps hajumise tõttu.

Kui kasutati 1981. aastal ühemoodilisi optilisi kiude, saavutasid need laborikatsetes tolle aja rekordilise edastuskiiruse 2 Gbps distantsil 44 km.

Selliste süsteemide kaubanduslik kasutuselevõtt 1987. aastal andis kiiruse kuni 1,7 Gbps raja pikkusega 50 km.

Nagu näete, tasub sidesüsteemi rekordit hinnata mitte ainult edastuskiiruse järgi, vaid ka äärmiselt oluline, millise vahemaa jaoks on see süsteem võimeline antud kiirust tagama. Seetõttu kasutatakse sidesüsteemide iseloomustamiseks tavaliselt süsteemi kogu läbilaskevõime B [bps] ja selle ulatuse L [km] korrutist.

2001. aastal suurendati WDM-tehnoloogia rakendamisel edastuskiirust 10,92 Tbps(273 optilist kanalit kiirusel 40 Gbps), kuid edastusulatus oli väärtusega piiratud 117 km(B∙L = 1278 Tbit/s∙km).

Samal aastal viidi läbi eksperiment 300 kanali korraldamiseks kiirusega 11,6 Gb / s (kogu läbilaskevõime 3,48 Tbps), oli rea pikkus lõppenud 7380 km(B∙L = 25 680 Tbit/s∙km).

Aastal 2002 mandritevaheline optiline liin pikkusega 250 000 km kogu läbilaskevõimega 2,56 Tbps(64 WDM kanalit kiirusega 10 Gbps, Atlandi-ülene kaabel sisaldas 4 paari kiude).

Nüüd saab ühe kiuga korraga edastada 3 miljonit! telefoni või 90 000 telesignaali.

2006. aastal korraldasid Nippon Telegraph and Telephone Corporation edastuskiiruseks 14 triljonit bitti sekundis ( 14 Tbps) ühe joone pikkusega optilise kiu jaoks 160 km(B∙L = 2240 Tbit/s∙km).

Selles katses demonstreerisid nad avalikult 140 digitaalse HD-filmi edastamist ühe sekundi jooksul. Väärtus 14 Tb / s ilmnes 140 111 Gb / s kanali kombineerimise tulemusena. Kasutati lainepikkusjaotusega multipleksimist ja polarisatsioonimultipleksimist.

2009. aastal saavutas Bell Labs kiiruse B∙L = 100 peta bitti sekundis korda kilomeetri kohta, ületades seega 100 000 Tbit/s∙km barjääri.

Nende rekordiliste tulemuste saavutamiseks kasutasid Prantsusmaal Villarceaux's asuva Bell Labsi teadlased 155 laserit, millest igaüks töötas erineval sagedusel ja edastas andmeid 100 gigabitti sekundis. Ülekanne viidi läbi regeneraatorite võrgu kaudu, mille keskmine vahemaa oli 90 km. 155 optilise kanali multipleksimine kiirusega 100 Gbit/s võimaldas tagada täieliku läbilaskevõime 15,5 Tbps distantsil 7000 km. Selle kiiruse tähenduse mõistmiseks kujutage ette, et andmeid edastatakse Jekaterinburgist Vladivostokki kiirusega 400 DVD-d sekundis.

2010. aastal saavutas NTT Network Innovation Laboratories edastuskiiruse rekordi 69,1 terabittiüks sekundis 240 km optiline kiud. Lainemultipleksimise (WDM) tehnoloogia abil multipleksisid nad 432 voogu (25 GHz sagedusvahemik) kanali kiirusega 171 Gbps.

Katses kasutati koherentseid vastuvõtjaid, madala müratasemega võimendeid ja ülilairiba võimendust C- ja laiendatud L-ribades. Koos QAM-16 modulatsiooni ja polarisatsiooni multipleksimisega oli võimalik saavutada spektraalne efektiivsus 6,4 bps / Hz.

Allolev graafik näitab fiiberoptiliste sidesüsteemide arengutrendi 35 aasta jooksul alates nende loomisest.

Sellelt graafikult kerkib küsimus: "mis järgmiseks?" Kuidas saate kiirust ja ülekandeulatust veelgi suurendada?

2011. aastal püstitas NEC maailma ribalaiuse rekordi, edastades ühe optilise kiu kaudu rohkem kui 100 terabiti teavet sekundis. Sellest 1 sekundi jooksul edastatavast andmemahust piisab HD-filmide pidevaks vaatamiseks kolme kuu jooksul. Või võrdub see 250 kahepoolse Blu-ray plaadi sisu edastamisega sekundis.

101,7 terabitti edastati sekundis vahemaa tagant 165 kilomeetrit multipleksides 370 optilist kanalit, millest igaühe kiirus oli 273 Gbit/s.

Samal aastal teatas riiklik info- ja kommunikatsioonitehnoloogia instituut (Tokyo, Jaapan) mitmetuumaliste optiliste kiudude kasutamise kaudu 100-teraabilise edastuskiiruse läve saavutamisest. Selle asemel, et kasutada ainult ühe valgust juhtiva südamikuga kiudu, nagu see on tänapäeva kommertsvõrkude puhul, kasutas meeskond seitsme südamikuga kiudu. Igaüks neist edastati kiirusega 15,6 Tbps, seega saavutati kogu läbilaskevõime 109 terabitti sekundis.

Nagu teadlased siis ütlesid, on mitmetuumaliste kiudude kasutamine endiselt üsna keeruline protsess. Neil on suur sumbumine ja need on vastastikuste häirete jaoks kriitilised, seetõttu on nende edastusulatus väga piiratud. Neid 100 terabiidseid süsteeme hakatakse esmakordselt kasutama Google'i, Facebooki ja Amazoni hiiglaslikes andmekeskustes.

2011. aastal edastas Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi (KIT) Saksamaa teadlaste rühm xWDM-tehnoloogiat kasutamata andmeid kiirusega ühe OB kaudu. 26 terabitti sekundis vahemaa tagant 50 km. See võrdub 700 DVD-d sekundis või 400 miljoni telefonisignaali edastamisega ühes kanalis korraga.

Tekkima hakkasid uued teenused, nagu pilvandmetöötlus, kõrglahutusega 3D-televisioon ja virtuaalreaalsuse rakendused, mis nõuavad taas enneolematult suurt optilise kanali võimsust. Selle probleemi lahendamiseks on Saksamaa teadlased näidanud optilise kiire Fourier' teisendusskeemi kasutamist andmevoogude kodeerimiseks ja edastamiseks kiirusega 26,0 Tbps. Sellise suure edastuskiiruse korraldamiseks ei kasutatud mitte ainult klassikalist xWDM-tehnoloogiat, vaid optilist ortogonaalset sagedusjaotusega multipleksimist (OFDM) ja vastavalt optiliste OFDM-voogude dekodeerimist.

2012. aastal püstitasid Jaapani korporatsioon NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) ja selle kolm partnerit Fujikura Ltd., Hokkaido Ülikool ja Taani Tehnikaülikool üle maailma ribalaiuse rekordi. 1000 terabit (1 pbit/ Koos) teavet sekundis ühe optilise kiu kaudu vahemaa tagant 52.4 km. Ühe pebati sekundis edastamine võrdub 5000 kahetunnise HD-filmi edastamisega ühes sekundis.

Optiliste sidesüsteemide läbilaskevõime oluliseks parandamiseks töötati välja ja katsetati spetsiaalsel viisil kärjekujuliselt paigutatud 12 südamikuga kiudu. Selles kius on selle erilise disaini tõttu suuresti maha surutud vastastikused häired külgnevate südamike vahel, mis on tavapärase mitmetuumalise kiu puhul tavaliselt suureks probleemiks. Polarisatsioonimultipleksimise, xWDM-tehnoloogia, 32-QAM-i ja digitaalse koherentse vastuvõtu kasutamisega on teadlased edukalt suurendanud edastustõhusust tuuma kohta enam kui 4 korda võrreldes varasemate mitmetuumaliste optiliste andmekandjate rekorditega.

Läbilaskevõime oli 84,5 terabitti sekundis tuuma kohta (kanali kiirus 380 Gbps x 222 kanalit). Kogu läbilaskevõime kiu kohta oli 1,01 petabitti sekundis (12 x 84,5 terabitti).

Ka 2012. aastal, veidi hiljem, näitasid USA New Jersey osariigi Princetoni osariigi NEC labori ja Corning Inc. New Yorgi uurimiskeskuse teadlased edukalt ülikõrgeid andmeedastuskiirusi kiirusel 1,05 petabitti sekundis. Andmed edastati ühe mitmetuumalise kiu abil, mis koosnes 12 ühemoodilisest ja 2 madalrežiimilisest südamikust.

Selle kiu töötasid välja Corningi teadlased. Kombineerides ruumilise multipleksimise ja polarisatsiooni eraldamise tehnoloogiad MIMO optilise süsteemiga ning kasutades mitmetasandilisi modulatsioonivorminguid, saavutasid teadlased kogu läbilaskevõime 1,05 Pbps, püstitades sellega uue maailmarekordi suurima edastuskiiruse osas ühe optilise kiu kaudu. .

2014. aasta suvel püstitas töörühm Taanis, kasutades Jaapani ettevõtte Telekom NTT pakutud uut kiudu, uue rekordi – korraldas ühe laserallikaga kiiruse. kiirusel 43 Tbps. Ühest laserallikast pärit signaal edastati seitsme südamikuga kiu kaudu.

Taani Tehnikaülikooli meeskond on koos NTT ja Fujikuraga saavutanud varem maailma suurima andmeedastuskiiruse 1 pebat sekundis. Küll aga kasutati siis sadu lasereid. Nüüd on ühe lasersaatjaga saavutatud rekord 43 Tbps, muutes ülekandesüsteemi energiasäästlikumaks.

Nagu nägime, on suhtlusel oma huvitavad maailmarekordid. Selle valdkonna algajatele väärib märkimist, et paljusid esitatud arve ei leidu ikka veel kõikjal kommertskasutuses, kuna need saavutati teaduslaborites üksikute katseseadmetena. Kunagi oli mobiiltelefon aga prototüüp.

Selleks, et teie andmekandjat mitte üle koormata, peatame praeguse andmevoo.

Jätkub…

Ajakiri Nature Photonics avaldas kirjelduse uue tehnoloogia kohta andmete edastamiseks kiu kaudu kiirusel kuni 26 Tbps praeguse maksimaalse 1,6 Tbps asemel.

Saksa inseneride meeskond eesotsas prof Wolfgang Freude’iga Karlsruhe ülikoolist on rakendanud OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) tehnikat, mida kasutatakse laialdaselt traadita sides (802.11 ja LTE), digitaaltelevisioonis (DVB-T) ja ADSL-is. , optilisele kiule.

OFDM-i on optilises kius keerulisem kasutada, kuna siin tuleb valgusvoog jagada alamkandjateks. Varem oli ainuke võimalus selleks kasutada iga alamkandja jaoks eraldi laserit.

Erinevate multipleksimise tüüpide võrdlus

Igal sagedusel kasutatakse edastamiseks eraldi laserit ja eraldi vastuvõtjat, nii et ühel fiiberoptilisel kanalil saavad samaaegselt signaali edastada sajad laserid. Professor Freude sõnul piirab kanali kogu ribalaiust ainult laserite arv. "Katse on juba läbi viidud ja kiirust 100 terabitti sekundis on demonstreeritud," ütles ta BBC-le antud intervjuus. Kuid selleks tuli kasutada umbes 500 laserit, mis iseenesest on väga kallis.

Freude ja kolleegid on välja töötanud tehnoloogia enam kui 300 erinevat värvi alamkandja edastamiseks üle optilise kiu ühe laseriga, mis töötab lühikeste impulssidega. Siin tulebki mängu huvitav nähtus nimega optiline sageduskamm. Iga väike impulss "määritakse" sageduse ja aja järgi, nii et signaali vastuvõtja saab hea ajastusega teoreetiliselt iga sagedust eraldi töödelda.

Pärast mitmeaastast tööd õnnestus Saksa teadlastel siiski leida õige ajastus, valida õiged materjalid ja rakendada iga alamkandja töötlemine kiire Fourier' teisenduse (FFT) abil. Fourier' teisendus on operatsioon, mis seob reaalmuutuja funktsiooni reaalmuutuja teise funktsiooniga. See uus funktsioon kirjeldab koefitsiente algfunktsiooni lagunemisel elementaarkomponentideks – erineva sagedusega harmoonilisteks võnkumisteks.

FFT on ideaalne valguse jagamiseks alamkandjateks. Selgus, et tavalisest impulssist saab kokku eraldada umbes 350 värvi (sagedust) ja igaüht neist kasutatakse eraldi alamkandjana, nagu traditsioonilises OFDM tehnikas. Eelmisel aastal viisid Freude ja tema kolleegid läbi katse ja näitasid praktikas kiirust 10,8 terabitti sekundis ning nüüd on nad sagedustuvastuse täpsust veelgi parandanud.

Freude sõnul saab tema välja töötatud ajastust ja FFT-tehnoloogiat mikroskeemides hästi rakendada ja leida kaubanduslikku rakendust.

Optiline kiud koosneb kesksest valgusjuhist (südamikust) – klaaskiust, mis on ümbritsetud teise klaasikihiga – kestast, mille murdumisnäitaja on südamiku omast madalam. Läbi südamiku levides ei ületa valguskiired selle piire, peegeldudes kesta kattekihilt. Optilises kius moodustab valguskiire tavaliselt pooljuht- või dioodlaser. Sõltuvalt murdumisnäitaja jaotusest ja südamiku läbimõõdu suurusest jagatakse optiline kiud ühemoodiliseks ja mitmemoodiliseks.

Kiudoptiliste toodete turg Venemaal

Lugu

Kuigi fiiberoptika on laialdaselt kasutatav ja populaarne sidevahend, on tehnoloogia ise lihtne ja välja töötatud juba ammu. Daniel Colladon ja Jacques Babinet demonstreerisid katset valguskiire suuna muutmiseks murdumise teel juba 1840. aastal. Mõni aasta hiljem kasutas John Tyndall seda eksperimenti oma avalikes loengutes Londonis ja avaldas juba 1870. aastal teose valguse olemusest. Tehnoloogia praktiline rakendamine leiti alles kahekümnendal sajandil. 1920. aastatel demonstreerisid katsetajad Clarence Hasnell ja John Berd optiliste torude kaudu kujutise edastamise võimalust. Seda põhimõtet kasutas Heinrich Lamm patsientide arstlikul läbivaatusel. Alles 1952. aastal viis India füüsik Narinder Singh Kapany läbi rea omaenda katseid, mille tulemusel leiutati optiline kiud. Tegelikult lõi ta sama klaasfilamentkimbu ning kest ja südamik olid valmistatud erinevate murdumisnäitajatega kiududest. Kest toimis tegelikult peeglina ja südamik oli läbipaistvam - nii lahendati kiire hajumise probleem. Kui varem ei jõudnud kiir optilise keerme lõpuni ja sellist edastusmeediumit ei olnud võimalik pikkade vahemaade tagant kasutada, siis nüüd on probleem lahendatud. Narinder Kapani täiustas tehnoloogiat 1956. aastaks. Hunnik painduvaid klaasvardaid edastas pilti praktiliselt ilma kadude ja moonutusteta.

Kiudoptika leiutamist 1970. aastal Corningi spetsialistide poolt, mis võimaldas kopeerida telefonisignaali andmeedastussüsteemi vaskjuhtme kaudu samal kaugusel ilma repiiteriteta, peetakse fiiberoptika arengu ajaloos pöördepunktiks. tehnoloogiaid. Arendajatel õnnestus luua juht, mis suudab ühe kilomeetri kaugusel säilitada vähemalt ühe protsendi optilise signaali võimsusest. Tänaste standardite järgi on see üsna tagasihoidlik saavutus, kuid siis, ligi 40 aastat tagasi, oli see vajalik tingimus, et arendada uut tüüpi juhtmega sidet.

Algselt oli optiline kiud mitmefaasiline, see tähendab, et see võis korraga edastada sadu valgusfaase. Veelgi enam, kiudsüdamiku suurenenud läbimõõt võimaldas kasutada odavaid optilisi saatjaid ja pistikuid. Palju hiljem hakati kasutama suurema tootlikkusega kiudu, mille kaudu oli võimalik optilises kandjas edastada ainult ühte faasi. Ühefaasilise kiu kasutuselevõtuga suudeti signaali terviklikkust säilitada pikema vahemaa tagant, mis aitas kaasa märkimisväärse teabe edastamisele.

Tänapäeval on kõige populaarsem ühefaasiline kiud, mille lainepikkuse nihe on null. Alates 1983. aastast on see fiiberoptilise tööstuse toodete seas olnud juhtival kohal, olles tõestanud oma jõudlust kümnete miljonite kilomeetrite jooksul.

Fiiberoptilise sidetüübi eelised

• Lairiba optilised signaalid ülikõrge kandesageduse tõttu. See tähendab, et teavet saab fiiberoptilise liini kaudu edastada kiirusega 1 Tbit / s;
• Valgussignaali väga madal sumbumine kius, mis võimaldab ehitada kuni 100 km või pikemaid fiiberoptilisi sideliine ilma signaali regenereerimiseta;
• Häirekindlus ümbritsevatest vaskkaablisüsteemidest, elektriseadmetest (elektriliinid, elektrimootorite paigaldised jne) ja ilmastikutingimustest tulenevate elektromagnetiliste häirete suhtes;
• Kaitse volitamata juurdepääsu eest. Kiudoptiliste sideliinide kaudu edastatavat teavet ei saa mittepurustavalt pealt kuulata;
• Elektriohutus. Olles tegelikult dielektriline, suurendab optiline kiud võrgu plahvatus- ja tuleohutust, mis on eriti oluline keemia- ja naftarafineerimistehastes kõrge riskiga tehnoloogiliste protsesside teenindamisel;
• FOCL-i vastupidavus - fiiberoptiliste sideliinide kasutusiga on vähemalt 25 aastat.

Fiiberoptilise sidetüübi puudused

• Aktiivsete liinielementide suhteliselt kõrge hind, mis muudavad elektrisignaalid valguseks ja valguse elektrilisteks signaalideks;
• Optiliste kiudude splaissimise suhteliselt kõrge hind. See nõuab täpset ja seega ka kalleid tehnoloogilisi seadmeid. Selle tulemusena on optilise kaabli purunemisel FOCL-i taastamise kulud suuremad kui vaskkaablitega töötamisel.

Kiudoptilise liini elemendid

• Optiline vastuvõtja

Optilised vastuvõtjad tuvastavad fiiberoptilise kaabli kaudu edastatavad signaalid ja muudavad need elektrilisteks signaalideks, mis neid siis võimendavad ja täiendavalt ümber kujundavad, samuti kellasignaale. Olenevalt andmeedastuskiirusest ja seadme süsteemispetsiifilisusest saab andmevoo jadavoolust paralleelseks teisendada.

• Optiline saatja

Kiudoptilise süsteemi optiline saatja teisendab süsteemi komponentide edastatud elektrilise andmejada optiliseks andmevooks. Saatja koosneb paralleel-jadamuundurist koos kellasüntesaatoriga (mis sõltub süsteemi seadistusest ja bitikiirusest), draiverist ja optilise signaali allikast. Optiliste ülekandesüsteemide jaoks saab kasutada erinevaid optilisi allikaid. Näiteks kasutatakse valgusdioode sageli madalate kuludega kohtvõrkudes lähiside jaoks. Lai spektririba ning teise ja kolmanda optilise akna lainepikkustel töötamise võimatus ei võimalda aga LED-i kasutamist telekommunikatsioonisüsteemides.

• eelvõimendi

Võimendi muudab fotodioodiandurilt tuleva asümmeetrilise voolu asümmeetriliseks pingeks, mida võimendatakse ja muundatakse diferentsiaalsignaaliks.

• Kiipide sünkroonimine ja andmete taastamine

See mikroskeem peab taastama vastuvõetud andmevoost kella signaalid ja nende takti. Kella taastamiseks vajalik faasilukuga ahela lülitus on samuti täielikult integreeritud kella kiibile ega vaja välist kella viidet.

• Jada-paralleel teisendusplokk

• Paralleelselt jadamuunduriga

• laserkujundaja

Selle põhiülesanne on anda laserdioodi otseseks moduleerimiseks eelpingevoolu ja moduleerivat voolu.

• Optiline kaabel, mis koosneb optilistest kiududest ühise kaitsekesta all.

ühemoodiline kiud

Piisavalt väikese kiu läbimõõdu ja sobiva lainepikkusega levib läbi kiu üks kiir. Üldiselt näitab juba tõsiasi, et südamiku läbimõõt on valitud ühemoodilise signaali levimisrežiimi jaoks, kiu iga üksiku variandi eripära. See tähendab, et ühemoodilist tuleks mõista kui kiu omadusi kasutatava laine spetsiifilise sageduse suhtes. Ainult ühe kiire levimine võimaldab vabaneda intermoodilisest hajutusest ja seetõttu on ühemoodilised kiud suurusjärgus produktiivsemad. Hetkel on kasutusel südamik, mille välisläbimõõt on umbes 8 mikronit. Nagu mitmemoodiliste kiudude puhul, kasutatakse nii astmelist kui ka gradientmaterjali tiheduse jaotust.

Teine võimalus on tõhusam. Ühemoodiline tehnoloogia on õhem, kallim ja praegu kasutusel telekommunikatsioonis. Optilist kiudu kasutatakse fiiberoptilistes sideliinides, mis on elektroonilisest sidest paremad, kuna võimaldavad digitaalsete andmete kiiret ja kadudeta edastamist suurte vahemaade tagant. Kiudoptilised liinid võivad moodustada uue võrgu või kombineerida olemasolevaid võrke - kiudoptiliste magistraalide sektsioone, mis on füüsiliselt ühendatud kiu tasandil või loogiliselt - andmeedastusprotokollide tasemel. Andmeedastuse kiirust FOCL-i kaudu saab mõõta sadades gigabittides sekundis. Juba valmimisel on standard, mis võimaldab andmeid edastada kiirusega 100 Gb/s ning 10 Gb Etherneti standardit on tänapäevastes tkasutatud juba mitu aastat.

Mitmemoodiline kiud

Mitmemoodilises optilises kius võib korraga levida suur hulk režiime – kiudu eri nurkade all sisestatud kiired. Mitmemoodilisel optilisel kiul on suhteliselt suur südamiku läbimõõt (standardväärtused 50 ja 62,5 µm) ja vastavalt suur numbriline ava. Mitmemoodilise kiu suurem südamiku läbimõõt lihtsustab optilise kiirguse sisestamist kiududesse ja mitmemoodilise kiu pehmemad tolerantsinõuded vähendavad optiliste transiiverite maksumust. Seega domineerib mitmemoodiline valguskiud kohalikes ja koduvõrkudes vähesel määral.

Mitmemoodilise kiu peamiseks puuduseks on intermoodide dispersiooni olemasolu, mis tuleneb asjaolust, et erinevad režiimid teevad kius erinevad optilised teed. Selle nähtuse mõju vähendamiseks töötati välja gradiendi murdumisnäitaja mitmemoodiline kiud, mille tõttu kius olevad režiimid levivad mööda paraboolseid trajektoore ja nende optiliste radade erinevus ja sellest tulenevalt on intermoodide dispersioon palju väiksem. . Kuid hoolimata sellest, kui tasakaalustatud gradiendiga mitmemoodilised kiud on, ei saa nende läbilaskevõimet võrrelda ühemoodiliste tehnoloogiatega.

Fiiberoptilised transiiverid

Andmete edastamiseks optiliste kanalite kaudu tuleb signaalid muuta elektrilisest vormist optiliseks, edastada sideliini kaudu ja seejärel vastuvõtjas teisendada tagasi elektrilisele kujule. Need teisendused toimuvad transiiveris, mis sisaldab elektroonilisi komponente koos optiliste komponentidega.

Edastustehnoloogias laialdaselt kasutatav ajajaotusega multiplekser võimaldab teil suurendada edastuskiirust kuni 10 Gb / s. Kaasaegsed kiired fiiberoptilised süsteemid pakuvad järgmisi edastuskiiruse standardeid.

Uued lainepikkusjaotusega multipleksimise ehk spektraaljaotusega multipleksimise meetodid võimaldavad suurendada andmeedastuse tihedust. Selleks saadetakse mitu multipleksset teabevoogu ühe fiiberoptilise kanali kaudu, kasutades iga voo edastamist erinevatel lainepikkustel. WDM-vastuvõtja ja saatja elektroonilised komponendid erinevad ajajaotussüsteemis kasutatavatest.

Kiudoptiliste sideliinide rakendamine

Optilist kiudu kasutatakse aktiivselt linna-, piirkondlike ja föderaalsete sidevõrkude ehitamiseks, samuti linna automaatsete telefonijaamade vaheliste ühendusliinide korraldamiseks. Selle põhjuseks on kiudoptiliste võrkude kiirus, töökindlus ja suur ribalaius. Samuti on fiiberoptiliste kanalite kasutamise kaudu olemas kaabeltelevisioon, kaugvideovalve, videokonverentsid ja videoedastus, telemeetria ja muud infosüsteemid. Tulevikus eeldatakse, et fiiberoptilised võrgud kasutavad kõnesignaalide konverteerimist optilisteks.

Internetikasutajate seas ei vaibu vaidlused selle üle, millist kaablit on ülemaailmsele võrgule juurdepääsuks parem kasutada: kiudoptiline või keerdpaar. Kiudoptilise kaabli kasutamise pooldajad räägivad selle töökindlusest, kiirusest ja stabiilsusest. Kas tõesti?

Interneti ja televisiooni pakkujad ühendavad kahte tüüpi kaableid: fiiberoptiline kaabel ja keerdpaar. Baza.neti abonendid on ühendatud keerdpaari kaudu.

Selle kaabli disain on üsna lihtne. See koosneb ühest või mitmest isoleeritud juhtmepaarist, mis on kokku keeratud ja kaetud plastkestaga. Sellise kaabli saab paigutada korterisse, nagu soovite. Näiteks sokli all. Ja keerdpaarkaabli kahjustuste kõrvaldamine ei võta palju aega.

Fiiberoptilise kaabli puhul on olukord hoopis teine. Selle sees on palju elemente: klaaskiud, plasttorud, klaaskiudkaabel. Seda ei saa nii vabalt painutada Vastasel juhul võib kaabel puruneda ja selle tulemusena signaal kaob. Optilise kiu kahjustuse parandamiseks on vaja kutsuda kallite seadmetega spetsialist.

Lisaks saab kiudude parandamine ja asendamine "lennata ilus penni."

Iga kaabli otsas on pistik. Keerdpaari jaoks on see plastikust ots, mis sarnaneb lauatelefoni sisestatavale otsaga. Oluline on märkida, et see pistik on universaalne ja sobib peaaegu iga võrgukaardiga. Saate selle ühendada sülearvuti, WiFi-ruuteri või mängukonsooliga.

Optilisel kiul on erinev pistik, mille jaoks peate ostma spetsiaalse optilise terminali. Rõõm pole odav ja valik on piiratud vaid mõne võimalusega.

Loomulikult on maksimaalne võimalik andmeedastuskiirus optilise kiu kaudu suurem kui keerdpaari kaudu. Kuid see väärib märkimist te vaevalt tunnete seda kiiruse erinevust. Fakt on see, et igal seadmel, olgu selleks siis W-Fi ruuter, koduarvuti või teleri digiboks, on oma võrguadapter. Kui teie seade ilmus paar aastat tagasi, siis selle maksimaalne ribalaius on vaid 100 Mbps, samas kui uutes seadmetes võimaldab see vaikimisi kiirendada kuni 1 Gbps. Sel juhul ei saa te kiirust üle 100 Mbps isegi siis, kui kasutate kiudoptilist, kuid pääsete Internetti vanast sülearvutimudelist.

Otsustasime kontrollida, millist maksimaalset kiirust on vaja, et tavakasutaja saaks mugavalt Internetis aega veeta.

Katsetuseks vaatasime Youtube’ist võimalikult kõrge kvaliteediga videoid, käivitasime võrgumänge, kuulasime võrgust muusikat ja laadisime erinevatest allikatest alla faile. Hoolimata asjaolust, et kontoris ulatub Interneti kiirus 1 Gbps-ni, ükski neist ülesannetest ei nõudnud rohkem kui 72 Mbps.

Ausalt öeldes ei pea keegi korteris fiiberoptikat kasutama. Ja kasutajad ise ei tea, miks neil sellist kiirust vaja on.

Eksperdid kõikjalt väidavad, et fiiberoptiline võrk jääb kasutamata veel vähemalt kümneks aastaks. Hetkel pole praktiliselt ühtegi Interneti-ressurssi, mille jaoks vajate kiirust üle 70-100 Mbps. Isegi kui tulevikus on lehti, millega keerdpaar hakkama ei saa, suudame seadmed võimalikult lühikese aja jooksul uuema vastu välja vahetada ning ligipääsu tagame fiiberoptilise kaabli kaudu.

Tegelikult pääsete Internetti juba fiiberoptilise kaabli kaudu.

Pakkujana juhime igas kortermajas fiiberoptikat ja seejärel ühendame keerdpaari kaudu Interneti iga üksiku korteriga.

Pärast mitmeid uuringuid jõudsime järeldusele, et mõlemat tüüpi kaablit kasutava andmeedastuse stabiilsus on absoluutselt identne ega sõltu mingil juhul nende ribalaiusest.

Mida siis valida?

Järeldus viitab iseenesest. Keerdpaar on odavam ja soodsam kui fiiberoptiline kaabel, millel pole tavakasutajale eeliseid. Kallid sõbrad, valige oma teenusepakkuja hoolikalt ja pidage seda artiklit alati meeles, enne kui eelistate Interneti-ühenduse loomiseks üht või teist meetodit.

Juurdepääsu kiirus fiiberoptiliste liinide kaudu on teoreetiliselt peaaegu piiramatu, kuid praktikas on andmeedastuskanali kiirus 10 Mbps, 100 Mbps või 1 Gbps, see on kiirus viimases osas ehk kiirus, millega andmed jõuavad tegelikult kasutajani ja temalt.

2012. aastal alustati uue põlvkonna Atlandi-ülese veealuse ülekandekanaliga, mille pikkus on 6000 kilomeetrit. Selle ribalaius on jõudnud 100 Gbps-ni, mis on palju suurem kui satelliitside kiirus. Tänapäeval hargnevad merealused fiiberoptilised kaablid otse ookeani põhjas, pakkudes tarbijale kiireimat Interneti-ühendust.

Briti kaitseministeeriumi teadlased on välja töötanud spetsiaalsed prillid, mis võimaldavad sõduritel ärkvel olla 36 tundi. Sisseehitatud optilised mikrokiud projitseerivad eredat valget valgust, mis on identne silma võrkkesta ümbritseva päikesevalguse spektriga, mis "eksitab" aju.

Prantsusmaal rajati maailma kiireim, umbes 450 km pikkune sideliin, mis ühendab Lyoni ja Pariisi. See põhineb "footonisüsteemi" tehnoloogial ja võimaldab andmeedastust rekordilise kiirusega 400 GB / s ja liikluse mahuga 17,6 terabitti sekundis.

Teadlased töötavad tehnoloogia kallal, et luua kuni kahe nanomeetri õhukesed fiiberoptilised kiud. Selleks kasutavad nad tillukese ämbliku Stegodyphuspacificuse võrku. Ämblikuniit kastetakse ortosilikaattetraetüüli lahusesse, kuivatatakse ja põletatakse temperatuuril 420 °C. Sel juhul põleb võrk läbi ja toru ise kahaneb ja muutub viis korda õhemaks.

Meie ettevõtte eripära seisneb kaasaegsete FOCL-tehnoloogiate kasutamises. Meil on selleks kõik vajalikud ressursid ja seadmed. Helistage kohe meie ettevõtte operaatoritele telefonidel 8-800-775-58-45 (Tula ja selle piirkonna elanikele) ja 8 800 7755845 (Venemaa piires tasuta) ja aitame teil installida kiire Interneti fiiberoptilised süsteemid, projekteerimine ja