Svjetlovodne komunikacijske linije (fiber) - gradimo mrežu poduzeća. Propusnost optičkog kabela Brzina prijenosa podataka optičkog kabela

Mislite da je vaša širokopojasna internetska veza brza? Pazite, nakon čitanja ovog članka, vaš stav prema riječi "brz" u vezi s prijenosom podataka može se dramatično promijeniti. Zamislite veličinu vašeg tvrdog diska na računalu i odredite kojom se brzinom puni - 1 Gb/s ili možda 100 Gb/s, tada će se 1 terabajt diska napuniti za 10 sekundi? Ako Guinnessova knjiga rekorda navodi rekorde u brzini prijenosa informacija, onda bi morala obraditi sve dolje navedene eksperimente.

Krajem 20. stoljeća, odnosno relativno nedavno, brzine u glavnim komunikacijskim kanalima nisu prelazile desetke Gbps. U isto vrijeme, korisnici interneta koji su koristili telefonske linije i modeme uživali su u brzinama od desetaka kilobita u sekundi. Internet je bio na karticama, a cijene usluga bile su prilično visoke - tarife su u pravilu dane u USD. Za preuzimanje jedne slike ponekad je bilo potrebno i nekoliko sati, a kako je to zgodno primijetio jedan od tadašnjih korisnika interneta: "Bio je to internet, kada si u jednoj noći mogao vidjeti samo nekoliko žena na internetu." Je li ova brzina prijenosa podataka spora? Može biti. Međutim, vrijedi zapamtiti da je sve na svijetu relativno. Primjerice, da je sada 1839. godina, tada bi nam najduža optička telegrafska komunikacijska linija na svijetu Sankt Peterburg – Varšava bila svojevrsni Internet. Duljina ove komunikacijske linije za 19. stoljeće čini se jednostavno transcendentalnom - 1200 km, sastoji se od 150 relejnih tranzitnih tornjeva. Svaki građanin može koristiti ovu liniju i poslati "optički" telegram. Brzina je "kolosalna" - 45 znakova na udaljenosti od 1200 km može se prenijeti u samo 22 minute, nijedna poštanska služba koju vuku konji nisu bili ni blizu!

Vratimo se u 21. stoljeće i vidimo što imamo danas u usporedbi s gore opisanim vremenima. Minimalne tarife za velike pružatelje žičnih internetskih usluga više se ne izračunavaju u jedinicama, već u nekoliko desetaka Mbps; više ne želimo gledati videe rezolucije manje od 480pi, ova kvaliteta slike nam više ne odgovara.

Pogledajmo prosječnu brzinu interneta u različitim zemljama svijeta. Predstavljene rezultate sastavio je pružatelj CDN-a Akamai Technologies. Kao što vidite, čak je iu Republici Paragvaj već 2015. prosječna brzina veze u zemlji premašila 1,5 Mbps (usput, Paragvaj ima domenu blisku nama u transliteraciji - *.py).

Do danas je prosječna brzina internetskih veza u svijetu 6,3 Mbps. Najveća prosječna brzina zabilježena je u Južnoj Koreji od 28,6 Mbps, Norveška je na drugom mjestu - 23,5 Mbps, Švedska je treća - 22,5 Mbps. U nastavku se nalazi grafikon koji prikazuje prosječnu brzinu interneta za vodeće zemlje u ovom pokazatelju početkom 2017. godine.

Vremenska crta svjetskih rekorda u brzini prijenosa podataka

Budući da su svjetlovodni prijenosni sustavi danas neprikosnoveni šampion u dometu i brzini prijenosa, naglasak će biti na njima.

Kojom brzinom je sve počelo? Nakon brojnih istraživanja u razdoblju od 1975. do 1980. god. Pojavio se prvi komercijalni optički sustav koji radi sa zračenjem na valnoj duljini od 0,8 μm na poluvodičkom laseru na bazi galijevog arsenida.

Dana 22. travnja 1977. u Long Beachu u Kaliforniji, tvrtka General Telephone and Electronics prva je upotrijebila optičku vezu za prijenos telefonskog prometa na 6 Mbps. Ovom brzinom moguće je organizirati istovremeni prijenos do 94 najjednostavnija digitalna telefonska kanala.

Dosegnuta je najveća brzina optičkih prijenosnih sustava u eksperimentalnim istraživačkim postrojenjima tog vremena 45 Mbps, najveća udaljenost između regeneratora - 10 km.

Početkom 1980-ih prijenos svjetlosnog signala odvijao se u multimodnim vlaknima već na valnoj duljini od 1,3 μm pomoću InGaAsP lasera. Maksimalna brzina prijenosa ograničena je na 100 Mbps zbog disperzije.

Primjenom jednomodnih optičkih vlakana 1981. godine u laboratorijskim ispitivanjima postigla je rekordnu brzinu prijenosa za to vrijeme 2 Gbps na daljinu 44 km.

Komercijalno uvođenje takvih sustava 1987. omogućilo je brzine do 1,7 Gbps s duljinom staze 50 km.

Kao što vidite, vrijedno je ocjenjivati ​​zapis komunikacijskog sustava ne samo prema brzini prijenosa, već je također izuzetno važno na kojoj je udaljenosti ovaj sustav sposoban pružiti zadanu brzinu. Stoga se za karakterizaciju komunikacijskih sustava obično koristi umnožak ukupne propusnosti sustava B [bps] i njegovog dometa L [km].

2001. godine primjenom WDM tehnologije brzina prijenosa od 10,92 Tbps(273 optička kanala pri 40 Gbps), ali je raspon prijenosa bio ograničen vrijednošću 117 km(B∙L = 1278 Tbit/s∙km).

Iste godine proveden je eksperiment organiziranja 300 kanala brzinom od 11,6 Gb/s svaki (ukupna propusnost 3,48 Tbps), dužina linije je bila gotova 7380 km(B∙L = 25,680 Tbit/s∙km).

2002. interkontinentalna optička linija duljine od 250.000 km s ukupnom propusnošću 2,56 Tbps(64 WDM kanala pri 10 Gbps, transatlantski kabel je sadržavao 4 para vlakana).

Sada, s jednim vlaknom, 3 milijuna se može prenijeti istovremeno! telefonskih signala ili 90 000 televizijskih signala.

Godine 2006. Nippon Telegraph and Telephone Corporation organizirala je brzinu prijenosa od 14 trilijuna bitova u sekundi ( 14 Tbps) za jedno optičko vlakno s duljinom linije 160 km(B∙L = 2240 Tbit/s∙km).

U ovom eksperimentu javno su demonstrirali prijenos 140 digitalnih HD filmova u jednoj sekundi. Vrijednost od 14 Tb/s pojavila se kao rezultat kombiniranja 140 kanala od po 111 Gb/s. Korišteno je multipleksiranje po valnim duljinama i polarizacijsko multipleksiranje.

Bell Labs je 2009. godine postigao B∙L = 100 peta bitova u sekundi puta po kilometru, čime je probijena granica od 100.000 Tbit/s∙km.

Kako bi postigli ove rekordne rezultate, istraživači iz Bell Labsa u Villarceauxu u Francuskoj koristili su 155 lasera, od kojih je svaki radio na različitoj frekvenciji i prenosio podatke brzinom od 100 gigabita u sekundi. Prijenos se odvijao kroz mrežu regeneratora, čija je prosječna udaljenost bila 90 km. Multipleksiranje 155 optičkih kanala pri 100 Gbit/s omogućilo je ukupnu propusnost 15,5 Tbps na daljinu 7000 km. Da biste razumjeli značenje ove brzine, zamislite da se podaci prenose iz Jekaterinburga u Vladivostok brzinom od 400 DVD-a u sekundi.

U 2010. NTT Network Innovation Laboratories postigao je rekord brzine prijenosa 69,1 terabita jedan u sekundi 240 km optičko vlakno. Koristeći tehnologiju valnog multipleksiranja (WDM), multipleksirali su 432 toka (frekvencijski interval od 25 GHz) pri brzini kanala od 171 Gbps svaki.

U eksperimentu su korišteni koherentni prijemnici, niskošumna pojačala i ultraširokopojasno pojačanje u C i proširenom L pojasu. U kombinaciji s QAM-16 modulacijom i polarizacijskim multipleksiranjem, bilo je moguće postići spektralnu učinkovitost od 6,4 bps / Hz.

Donji grafikon prikazuje trend razvoja svjetlovodnih komunikacijskih sustava tijekom 35 godina od njihovog nastanka.

Iz ovog grafikona proizlazi pitanje: "što je sljedeće?" Kako možete još više povećati brzinu i domet prijenosa?

Godine 2011. NEC je postavio svjetski rekord u propusnosti prijenosom više od 100 terabita informacija u sekundi putem jednog optičkog vlakna. Ova količina podataka prenesena u 1 sekundi dovoljna je za gledanje HD filmova neprekidno tri mjeseca. Ili je to jednako prijenosu sadržaja 250 dvostranih Blu-ray diskova u sekundi.

101,7 terabita prenosili su se u sekundi na daljinu 165 kilometara multipleksiranjem 370 optičkih kanala od kojih je svaki imao brzinu od 273 Gbit/s.

Iste godine, Nacionalni institut za informacijsku i komunikacijsku tehnologiju (Tokio, Japan) najavio je postizanje praga brzine prijenosa od 100 teraba korištenjem višejezgrenih optičkih vlakana. Umjesto korištenja vlakna sa samo jednom jezgrom koja provodi svjetlost, kao što je slučaj s današnjim komercijalnim mrežama, tim je koristio vlakno sa sedam jezgri. Svaki od njih odaslan je brzinom od 15,6 Tbps, tako da je postignuta ukupna propusnost 109 terabita po sekundi.

Kako su tada rekli istraživači, korištenje višejezgrenih vlakana još uvijek je prilično kompliciran proces. Imaju veliko prigušenje i kritični su za međusobne smetnje, stoga su vrlo ograničenog dometa prijenosa. Prva upotreba ovih 100 terabitnih sustava bit će unutar divovskih podatkovnih centara Googlea, Facebooka i Amazona.

Godine 2011. tim znanstvenika iz Njemačke s Instituta za tehnologiju Karlsruhe (KIT), bez korištenja xWDM tehnologije, prenosio je podatke preko jednog OB brzinom 26 terabita u sekundi preko udaljenosti 50 km. To je jednako prijenosu 700 DVD-a u sekundi ili 400 milijuna telefonskih signala u jednom kanalu u isto vrijeme.

Počele su se pojavljivati ​​nove usluge kao što su računalstvo u oblaku, 3D televizija visoke razlučivosti i aplikacije virtualne stvarnosti, ponovno zahtijevajući dosad neviđenu visoku sposobnost optičkog kanala. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači iz Njemačke demonstrirali su korištenje sheme optičke brze Fourierove transformacije za kodiranje i prijenos tokova podataka brzinom od 26,0 Tbps. Za organizaciju tako visoke brzine prijenosa nije korištena samo klasična xWDM tehnologija, već optičko ortogonalno frekvencijsko multipleksiranje (OFDM) i, sukladno tome, dekodiranje optičkih OFDM tokova.

2012. godine japanska korporacija NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) i njena tri partnera, Fujikura Ltd., Sveučilište Hokkaido i Tehničko sveučilište u Danskoj, postavili su svjetski rekord u propusnosti prijenosom 1000 terabit (1 pbit/ S) informacije u sekundi preko jednog optičkog vlakna na udaljenosti 52.4 km. Prijenos jednog petabita u sekundi jednak je prijenosu 5000 dvosatnih HD filmova u jednoj sekundi.

Kako bi se značajno poboljšala propusnost optičkih komunikacijskih sustava, razvijeno je i testirano vlakno s 12 jezgri raspoređenih na poseban način u obliku saća. Kod ovog vlakna, zbog njegovog posebnog dizajna, uvelike su potisnute međusobne smetnje između susjednih jezgri, što je obično veliki problem kod konvencionalnih vlakana s više jezgri. Upotrebom polarizacijskog multipleksiranja, xWDM tehnologije, 32-QAM i digitalnog koherentnog prijema, znanstvenici su uspješno povećali učinkovitost prijenosa po jezgri za više od 4 puta u usporedbi s prethodnim rekordima za višejezgrene optičke medije.

Propusnost je bila 84,5 terabita u sekundi po jezgri (brzina kanala 380 Gbps x 222 kanala). Ukupna propusnost po vlaknu bila je 1,01 petabita u sekundi (12 x 84,5 terabita).

Također 2012. godine, nešto kasnije, istraživači iz NEC laboratorija u Princetonu, New Jersey, SAD, i istraživačkog centra Corning Inc. New York, uspješno su demonstrirali ultravisoke brzine prijenosa podataka pri brzini od 1,05 petabita po sekundi. Podaci su se prenosili pomoću jednog višejezgrenog vlakna, koje se sastojalo od 12 jednomodnih i 2 niskomodnih jezgri.

Ovo vlakno razvili su istraživači Corninga. Kombinacijom tehnologija prostornog multipleksiranja i odvajanja polarizacije s MIMO optičkim sustavom, kao i upotrebom formata modulacije s više razina, istraživači su postigli ukupnu propusnost od 1,05 Pbps, čime su postavili novi svjetski rekord za najveću brzinu prijenosa preko jednog optičkog vlakna .

U ljeto 2014. radna skupina u Danskoj, koristeći novo vlakno koje je predložila japanska tvrtka Telekom NTT, postavila je novi rekord - organizirajući s jednim laserskim izvorom brzinu pri 43 Tbps. Signal iz jednog laserskog izvora prenosio se preko vlakna sa sedam jezgri.

Tim Danskog sveučilišta za tehnologiju, zajedno s NTT-om i Fujikurom, prethodno je postigao najveću svjetsku brzinu prijenosa podataka od 1 petabita u sekundi. Međutim, tada su korištene stotine lasera. Sada je postignut rekord od 43 Tbps s jednim laserskim odašiljačem, čime je prijenosni sustav energetski učinkovitiji.

Kao što smo vidjeli, komunikacija ima svoje zanimljive svjetske rekorde. Za početnike u ovom području, vrijedno je napomenuti da se mnoge od prikazanih brojki još uvijek ne nalaze posvuda u komercijalnoj uporabi, budući da su postignute u znanstvenim laboratorijima u pojedinačnim eksperimentalnim postrojenjima. Međutim, mobitel je nekoć bio prototip.

Kako ne bismo preopteretili vaš medij za pohranu, dok zaustavljamo trenutni protok podataka.

Nastavit će se…

Časopis Nature Photonics objavio je opis nove tehnologije prijenosa podataka putem vlakana brzinom do 26 Tbps umjesto dosadašnjih maksimalnih 1,6 Tbps.

Tim njemačkih inženjera pod vodstvom prof. Wolfganga Freudea sa Sveučilišta u Karlsruheu primijenio je tehniku ​​OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) koja se široko koristi u bežičnim komunikacijama (802.11 i LTE), digitalnoj televiziji (DVB-T) i ADSL-u. , na optička vlakna..

Teže je koristiti OFDM u optičkim vlaknima, jer ovdje trebate podijeliti svjetlosni tok na podnosioce. Prije je jedini način da se to učini bilo korištenje zasebnog lasera za svaki podnosač.

Usporedba različitih vrsta multipleksiranja

Za emitiranje na svakoj frekvenciji koristi se zaseban laser i zaseban prijamnik, tako da stotine lasera mogu istovremeno odašiljati signal na jednom optičkom kanalu. Prema profesoru Freudeu, ukupna propusnost kanala ograničena je samo brojem lasera. "Eksperiment je već proveden i pokazana je brzina od 100 terabita/s", rekao je u intervjuu za BBC. Ali za to je trebalo upotrijebiti oko 500 lasera, što je samo po sebi vrlo skupo.

Freude i kolege razvili su tehnologiju za prijenos više od 300 podnosača različitih boja preko optičkog vlakna s jednim laserom koji radi u kratkim impulsima. Ovdje dolazi do izražaja zanimljiv fenomen koji se zove optički frekvencijski češalj. Svaki mali impuls je "razmazan" po frekvenciji i vremenu, tako da prijemnik signala, uz dobar tajming, može teoretski obraditi svaku frekvenciju zasebno.

Nakon nekoliko godina rada, njemački su istraživači ipak uspjeli pronaći pravo vrijeme, odabrati prave materijale i primijeniti u praksu obradu svakog podnosača koristeći brzu Fourierovu transformaciju (FFT). Fourierova transformacija je operacija koja pridružuje funkciju realne varijable drugoj funkciji realne varijable. Ova nova funkcija opisuje koeficijente u razgradnji izvorne funkcije na elementarne komponente - harmonijske oscilacije različitih frekvencija.

FFT je idealan za dijeljenje svjetlosti na podnosače. Pokazalo se da se iz normalnog pulsa ukupno može izdvojiti oko 350 boja (frekvencija), a svaka od njih se koristi kao zasebni podnosač, kao u tradicionalnoj OFDM tehnici. Prošle su godine Freude i njegovi kolege proveli eksperiment iu praksi pokazali brzinu od 10,8 terabita/s, a sada su dodatno poboljšali točnost prepoznavanja frekvencije.

Prema Freudeu, tehnologija mjerenja vremena i FFT-a koju je on razvio mogla bi se implementirati u mikro krug i pronaći komercijalnu primjenu.

Optičko vlakno se sastoji od središnjeg vodiča svjetlosti (jezgre) - staklenog vlakna okruženog drugim slojem stakla - ovojnice koja ima manji indeks loma od jezgre. Šireći se kroz jezgru, zrake svjetlosti ne prelaze njezine granice, odbijajući se od pokrovnog sloja ljuske. U optičkom vlaknu, svjetlosnu zraku obično formira poluvodički ili diodni laser. Ovisno o raspodjeli indeksa loma i veličini promjera jezgre, optička vlakna se dijele na jednomodna i višemodna.

Tržište proizvoda od optičkih vlakana u Rusiji

Priča

Iako je optičko vlakno široko korišteno i popularno sredstvo pružanja komunikacije, sama tehnologija je jednostavna i razvijena davno. Pokus s promjenom smjera svjetlosne zrake lomom demonstrirali su Daniel Colladon i Jacques Babinet još 1840. godine. Nekoliko godina kasnije, John Tyndall koristi ovaj eksperiment u svojim javnim predavanjima u Londonu, a već 1870. godine objavljuje rad o prirodi svjetlosti. Praktična primjena tehnologije pronađena je tek u dvadesetom stoljeću. Dvadesetih godina prošlog stoljeća eksperimentatori Clarence Hasnell i John Berd demonstrirali su mogućnost prijenosa slike kroz optičke cijevi. Ovaj princip koristio je Heinrich Lamm za medicinski pregled pacijenata. Tek 1952. godine indijski fizičar Narinder Singh Kapany proveo je niz vlastitih eksperimenata koji su doveli do izuma optičkog vlakna. Zapravo, stvorio je isti snop staklenih niti, a ljuska i jezgra su napravljene od vlakana s različitim indeksima loma. Ljuska je zapravo služila kao ogledalo, a jezgra je bila prozirnija - tako je riješen problem brzog raspršivanja. Ako ranije zraka nije dosegla kraj optičke niti i bilo je nemoguće koristiti takav prijenosni medij na velikim udaljenostima, sada je problem riješen. Narinder Kapani poboljšao je tehnologiju do 1956. Hrpa fleksibilnih staklenih šipki prenosila je sliku gotovo bez gubitka ili izobličenja.

Izum optičkih vlakana 1970. godine od strane stručnjaka Corninga, koji je omogućio dupliciranje sustava prijenosa podataka telefonskog signala preko bakrene žice na istoj udaljenosti bez repetitora, smatra se prekretnicom u povijesti razvoja optičkih vlakana. tehnologije. Programeri su uspjeli stvoriti vodič koji je sposoban održati najmanje jedan posto snage optičkog signala na udaljenosti od jednog kilometra. Za današnje standarde to je prilično skromno postignuće, no tada, prije gotovo 40 godina, to je bio nužan uvjet za razvoj nove vrste žične komunikacije.

U početku je optičko vlakno bilo višefazno, odnosno moglo je prenositi stotine svjetlosnih faza odjednom. Štoviše, povećani promjer jezgre vlakna omogućio je korištenje jeftinih optičkih odašiljača i konektora. Mnogo kasnije počeli su koristiti vlakno veće produktivnosti, kroz koje je bilo moguće emitirati samo jednu fazu u optičkom mediju. Uvođenjem jednofaznog vlakna, cjelovitost signala mogla se održati na većoj udaljenosti, što je pridonijelo prijenosu značajnih količina informacija.

Najpopularnije danas je jednofazno vlakno s nultim pomakom valne duljine. Od 1983. godine zauzima vodeću poziciju među proizvodima industrije optičkih vlakana, dokazavši svoju učinkovitost na desecima milijuna kilometara.

Prednosti optičkog tipa komunikacije

• Širokopojasni optički signali zbog iznimno visoke nosive frekvencije. To znači da se informacije mogu prenositi preko optičke linije brzinom reda veličine 1 Tbit/s;
• Vrlo nisko slabljenje svjetlosnog signala u vlaknu, što omogućuje izgradnju svjetlovodnih komunikacijskih vodova duljine do 100 km ili više bez regeneracije signala;
• Otpornost na elektromagnetske smetnje od okolnih sustava bakrenih kabela, električne opreme (dalekovodi, elektromotorne instalacije itd.) i vremenskih uvjeta;
• Zaštita od neovlaštenog pristupa. Informacije koje se prenose preko optičkih komunikacijskih linija ne mogu se presresti na nerazoran način;
• Električna sigurnost. Budući da je zapravo dielektrik, optičko vlakno povećava protueksplozijsku i požarnu sigurnost mreže, što je posebno važno u kemijskim i naftnim rafinerijama, kada se opslužuju visokorizični tehnološki procesi;
• Trajnost FOCL-a - životni vijek optičkih komunikacijskih vodova je najmanje 25 godina.

Nedostaci tipa komunikacije optičkim vlaknima

• Relativno visoka cijena aktivnih linijskih elemenata koji pretvaraju električne signale u svjetlo i svjetlost u električne signale;
• Relativno visoka cijena spajanja optičkih vlakana. Za to je potrebna precizna, a time i skupa tehnološka oprema. Kao rezultat toga, kada se optički kabel prekine, trošak obnavljanja FOCL-a veći je nego kod rada s bakrenim kabelima.

Elementi svjetlovodne linije

• Optički prijemnik

Optički prijamnici detektiraju signale koji se prenose preko optičkog kabela i pretvaraju ih u električne signale, koji ih zatim pojačavaju i dodatno preoblikuju, kao i signale sata. Ovisno o brzini prijenosa podataka i specifičnostima sustava uređaja, tok podataka može se pretvoriti iz serijskog u paralelni.

• Optički odašiljač

Optički odašiljač u sustavu optičkih vlakana pretvara električnu sekvencu podataka koju dostavljaju komponente sustava u optički tok podataka. Odašiljač se sastoji od paralelno-serijskog pretvarača sa sintetizatorom takta (koji ovisi o postavkama sustava i brzini prijenosa), pokretačkog programa i izvora optičkog signala. Za sustave optičkog prijenosa mogu se koristiti različiti optički izvori. Na primjer, diode koje emitiraju svjetlo često se koriste u jeftinim lokalnim mrežama za komunikaciju na kratke udaljenosti. Međutim, široki spektralni pojas i nemogućnost rada u valnim duljinama drugog i trećeg optičkog prozora ne dopuštaju upotrebu LED-a u telekomunikacijskim sustavima.

• pretpojačalo

Pojačalo pretvara asimetričnu struju iz fotodiodnog senzora u asimetrični napon, koji se pojačava i pretvara u diferencijalni signal.

• Sinkronizacija čipova i oporavak podataka

Ovaj mikrosklop mora oporaviti taktne signale iz primljenog toka podataka i njihovo taktiranje. Strujni krug fazno zaključane petlje potreban za oporavak sata također je potpuno integriran u čip sata i ne zahtijeva vanjsku referencu sata.

• Jedinica za serijsko-paralelnu pretvorbu

• Paralelno serijski pretvarač

• laserski oblikovatelj

Njegova glavna zadaća je opskrba prednaponom i modulirajućom strujom za izravnu modulaciju laserske diode.

• Optički kabel, koji se sastoji od optičkih vlakana pod zajedničkim zaštitnim omotačem.

jednomodno vlakno

S dovoljno malim promjerom vlakna i odgovarajućom valnom duljinom, jedna zraka će se širiti kroz vlakno. Općenito, sama činjenica da je promjer jezgre odabran za single-mode način širenja signala ukazuje na posebnost svake pojedine varijante dizajna vlakna. Odnosno, jednomodnost treba shvatiti kao karakteristike vlakna u odnosu na specifičnu frekvenciju korištenog vala. Širenje samo jedne zrake omogućuje uklanjanje intermodne disperzije, pa su stoga jednomodna vlakna produktivnija za nekoliko redova veličine. Trenutno se koristi jezgra s vanjskim promjerom od oko 8 mikrona. Kao i u slučaju višemodnih vlakana, koriste se i stepenaste i gradijentne raspodjele gustoće materijala.

Druga opcija je učinkovitija. Jednomodna tehnologija je tanja, skuplja i trenutno se koristi u telekomunikacijama. Optička vlakna se koriste u optičkim komunikacijskim linijama, koje su superiornije od elektroničkih komunikacija jer omogućuju brzi prijenos digitalnih podataka bez gubitaka na velikim udaljenostima. Svjetlovodni vodovi mogu ili formirati novu mrežu ili služiti za spajanje postojećih mreža - dijelova optičkih vlakana spojenih fizički na razini vlakana ili logički - na razini protokola za prijenos podataka. Brzina prijenosa podataka preko FOCL-a može se mjeriti u stotinama gigabita u sekundi. Već je u finalnoj izradi standard koji omogućuje prijenos podataka brzinom od 100 Gb/s, a 10 Gb Ethernet standard već se nekoliko godina koristi u modernim telekomunikacijskim strukturama.

Višemodno vlakno

U višemodnom optičkom vlaknu, veliki broj modova može se istovremeno širiti - zrake uvedene u vlakno pod različitim kutovima. Višemodno optičko vlakno ima relativno veliki promjer jezgre (standardne vrijednosti 50 i 62,5 µm) i, sukladno tome, veliki numerički otvor. Veći promjer jezgre višemodnog vlakna pojednostavljuje ubrizgavanje optičkog zračenja u vlakno, a niži zahtjevi tolerancije za višemodno vlakno smanjuju troškove optičkih primopredajnika. Dakle, višemodno vlakno dominira u lokalnim i kućnim mrežama malog opsega.

Glavni nedostatak višemodnog vlakna je prisutnost intermodne disperzije, koja se javlja zbog činjenice da različiti modovi prave različite optičke putove u vlaknu. Kako bi se smanjio utjecaj ovog fenomena, razvijeno je višemodno vlakno s gradijentnim indeksom loma, zbog čega se modovi u vlaknu šire duž paraboličkih trajektorija, a razlika u njihovim optičkim stazama, a samim time i intermodna disperzija, mnogo je manja. . Međutim, koliko god bila uravnotežena gradijentna višemodna vlakna, njihova se propusnost ne može usporediti s jednomodnim tehnologijama.

Primopredajnici s optičkim vlaknima

Kako bi se podaci prenosili putem optičkih kanala, signali se moraju pretvoriti iz električnog u optički oblik, prenijeti preko komunikacijske linije, a zatim se na prijamniku pretvoriti natrag u električni oblik. Ove se pretvorbe odvijaju u primopredajnom uređaju koji sadrži elektroničke komponente zajedno s optičkim komponentama.

Naširoko korišten u tehnologiji prijenosa, multiplekser s vremenskom podjelom omogućuje vam povećanje brzine prijenosa do 10 Gb/s. Moderni sustavi optičkih vlakana velike brzine nude sljedeće standarde brzine prijenosa.

Nove metode multipleksiranja valne duljine ili spektralnog multipleksiranja omogućuju povećanje gustoće prijenosa podataka. Da bi se to postiglo, više multipleksnih tokova informacija šalje se preko jednog optičkog kanala korištenjem prijenosa svakog toka na različitim valnim duljinama. Elektroničke komponente u WDM prijamniku i odašiljaču razlikuju se od onih koje se koriste u sustavu s vremenskim dijeljenjem.

Primjena svjetlovodnih komunikacijskih linija

Optička vlakna se aktivno koriste za izgradnju gradskih, regionalnih i federalnih komunikacijskih mreža, kao i za uređenje spojnih linija između gradskih automatskih telefonskih centrala. To je zbog brzine, pouzdanosti i velike propusnosti optičkih mreža. Također, korištenjem optičkih kanala postoje kabelska televizija, daljinski video nadzor, video konferencije i video emitiranje, telemetrijski i drugi informacijski sustavi. U budućnosti se očekuje da će svjetlovodne mreže koristiti pretvaranje govornih signala u optičke.

Među korisnicima interneta, sporovi o tome koji je kabel bolje koristiti za pristup svjetskoj mreži ne jenjavaju: optička vlakna ili upleteni par. Zagovornici korištenja optičkog kabela govore o njegovoj pouzdanosti, brzini i stabilnosti. Je li stvarno?

Dvije su vrste kabela kojima pružatelji usluga povezuju internet i televiziju: optički kabel i parica. Baza.net pretplatnici su povezani preko upletene parice.

Dizajn ovog kabela je prilično jednostavan. Sastoji se od jednog ili više parova izoliranih vodiča upredenih zajedno i prekrivenih plastičnim omotačem. Takav kabel možete staviti u stan, kako želite. Na primjer, ispod postolja. A uklanjanje oštećenja kabela s upletenom paricom ne oduzima puno vremena.

S optičkim kabelom situacija je sasvim drugačija. Unutar njega ima mnogo elemenata: staklena vlakna, plastične cijevi, kabel od stakloplastike. Ne može se tako slobodno saviti U suprotnom, kabel može puknuti i kao rezultat će se izgubiti signal. Za otklanjanje oštećenja optičkog vlakna bit će potrebno pozvati stručnjaka sa skupom opremom.

Osim toga, popravak i zamjena vlakana može "uletjeti u lijepi novčić."

Na kraju svakog kabela nalazi se konektor. Za upletenu paricu, ovo je plastični vrh, sličan onom koji se umeće u fiksni telefon. Važno je napomenuti da je ovaj konektor univerzalan i odgovara gotovo svakoj mrežnoj kartici. Možete ga priključiti na prijenosno računalo, Wi-Fi usmjerivač ili igraću konzolu.

Optičko vlakno ima drugačiji konektor za koji morat ćete kupiti poseban optički terminal. Zadovoljstvo nije jeftino, a izbor je ograničen na samo nekoliko opcija.

Naravno, maksimalna moguća brzina prijenosa podataka optičkim vlaknom veća je nego preko upletene parice. Ali vrijedi napomenuti da teško da ćete osjetiti ovu razliku u brzini.Činjenica je da svaki uređaj, bio to W-Fi usmjerivač, kućno računalo ili TV set-top box, ima vlastiti mrežni adapter. Ako je vaš uređaj izdan prije nekoliko godina, tada je njegova maksimalna propusnost samo 100 Mbps, dok u novim uređajima omogućuje overclocking na 1 Gbps prema zadanim postavkama. U ovom slučaju, čak i ako ste pokrenuli vlakno, ali pristupate internetu sa starog modela prijenosnog računala, nećete moći dobiti brzine veće od 100 Mbps.

Odlučili smo provjeriti koja je maksimalna brzina potrebna običnom korisniku da ugodno provodi vrijeme na internetu.

Kao test, gledali smo videozapise na Youtubeu u najvišoj mogućoj kvaliteti, pokretali online igre, slušali glazbu s mreže i preuzimali datoteke s raznih izvora. Unatoč činjenici da u uredu brzina interneta doseže 1 Gbps, nijedan od ovih zadataka nije zahtijevao više od 72 Mbps.

Iskreno govoreći, nitko ne treba korištenje optičkih vlakana u stanu. I sami korisnici ne znaju zašto im je potrebna takva brzina.

Stručnjaci sa svih strana kažu da će svjetlovodna mreža ostati nepotražena još najmanje deset godina. U ovom trenutku praktički ne postoje internetski resursi za koje vam je potrebna brzina iznad 70-100 Mbps. Čak i ako u budućnosti bude stranica koje parica ne može obraditi, mi ćemo u najkraćem mogućem roku moći zamijeniti opremu suvremenijom i omogućiti pristup putem optičkog kabela.

Zapravo, već pristupate Internetu preko optičkog kabela.

Kao ponuđač, do svake stambene zgrade provodimo svjetlovodnu mrežu, a zatim preko upredene parice spajamo internet na svaki pojedini stan.

Nakon niza istraživanja, došli smo do zaključka da je stabilnost prijenosa podataka korištenjem obje vrste kabela apsolutno identična i ni na koji način ne ovisi o njihovoj propusnosti.

Dakle, što odabrati?

Zaključak se sam nameće. Upletena parica je jeftinija i pristupačnija od optičkog kabela, što za prosječnog korisnika nema nikakvu prednost. Dragi prijatelji, pažljivo birajte svog pružatelja usluga i uvijek se sjetite ovog članka prije nego što date prednost jednoj ili drugoj metodi povezivanja na Internet.

Brzina pristupa preko svjetlovodnih linija je teoretski gotovo neograničena, ali u praksi je brzina kanala prijenosa podataka 10 Mbps, 100 Mbps ili 1 Gbps, to je brzina u završnoj dionici, odnosno brzina kojom se podaci zapravo stižu do korisnika i od njega.

Godine 2012. započeo je s radom transatlantski podvodni prijenosni kanal nove generacije duljine 6000 kilometara. Njegova propusnost dosegla je 100 Gbps, što je puno više od brzine satelitske komunikacije. Danas se podmorski optički kabeli granaju točno na dnu oceana, pružajući potrošaču internetsku vezu najveće brzine.

Znanstvenici britanskog ministarstva obrane razvili su posebne naočale koje vojnicima omogućuju da ostanu budni 36 sati. Ugrađena optička mikrovlakna oko mrežnice oka projiciraju jarku bijelu svjetlost identičnu spektru sunčeve svjetlosti, koja "zavarava" mozak.

Najbrža komunikacijska linija na svijetu u dužini od oko 450 km postavljena je u Francuskoj i povezuje Lyon i Pariz. Temelji se na tehnologiji "fotonskog sustava" i omogućuje prijenos podataka rekordnom brzinom od 400 GB/s i volumenom prometa od 17,6 terabita u sekundi.

Znanstvenici rade na tehnologiji za stvaranje optičkih vlakana tankih kao dva nanometra. Da bi to učinili, koriste mrežu sićušnog pauka Stegodyphuspacificusa. Paukova nit se umoči u otopinu ortosilikat tetraetila, osuši i peče na temperaturi od 420°C. U tom slučaju mreža izgara, a sama cijev se skuplja i postaje pet puta tanja.

Specifičnost naše tvrtke je u korištenju suvremenih FOCL tehnologija. Za to imamo sve potrebne resurse i opremu. Odmah nazovite operatere naše tvrtke na 8-800-775-58-45 (za stanovnike Tule i regije) i 8 800 7755845 (besplatno unutar Rusije) i pomoći ćemo vam da instalirate brzi internet na temelju optički sustavi, projektiranje i