Волоконно-оптичні лінії зв'язку (волс) – будуємо мережу підприємства. Пропускна здатність оптоволоконного кабелю Оптоволоконний кабель швидкість передачі даних

Думаєте, швидкість вашого широкосмугового підключення до інтернету швидка? Обережно, після прочитання цієї статті ваше ставлення до слова "швидко" щодо передачі може сильно змінитися. Уявіть обсяг вашого жорсткого диска на комп'ютері та визначтеся, яка швидкість його заповнення є швидкою -1 Гбіт/с чи може бути 100 Гбіт/с, тоді 1 терабайтний диск заповниться вже через 10 сек? Якби книга рекордів Гіннеса констатувала рекорди за швидкістю передачі інформації, то їй довелося б опрацювати всі наведені далі експерименти.

Наприкінці ХХ ст., тобто відносно недавно, швидкості в магістральних каналах зв'язку не перевищували десятків Гбіт/с. У той же час, користувачі інтернету за допомогою телефонних ліній і модемів насолоджувалися швидкістю в десятки кілобіт в секунду. Інтернет був за картками та ціни за послугу були немаленькі - тарифи наводилися, як правило, у у.о. На завантаження однієї картинки часом навіть витрачалося кілька годин і як точно помітив один із користувачів інтернету того часу: "Це був інтернет, коли за одну ніч можна було лише кілька жінок в інтернеті подивитися". Така швидкість передачі повільна? Можливо. Однак варто пам'ятати, що все у світі є відносно. Наприклад, якби зараз був 1839 р., то деякою подобою інтернету для нас представляла б найдовша у світі оптична телеграфна лінії зв'язку Петербург-Варшава. Довжина цієї лінії зв'язку для ХIХ століття здається просто надхмарною - 1200 км, складається вона із 150 ретранслюючих транзитних вишок. Будь-який громадянин може скористатися цією лінією та надіслати "оптичну" телеграму. Швидкість "колосальна" - 45 символів на відстань 1200 км можна передати лише за 22 хвилини, ніякий кінний поштовий зв'язок тут і поряд не стояв!

Повернемося до ХХI століття і подивимося, що порівняно з описаними вище часами ми маємо сьогодні. Мінімальні тарифи у великих провайдерів дротового інтернету обчислюються не одиницями, а кількома десятками Мбіт/с; дивитися відео з роздільною здатністю менше 480pi ми вже не хочемо, така якість картинки нас вже не влаштовує.

Подивимося середню швидкість інтернету у різних країнах світу. Представлені результати складені провайдером CDN Akamai Technologies. Як видно, навіть у республіці Парагвай вже у 2015 році середня швидкість з'єднання по країні перевищувала 1.5 Мбіт/с (до речі, Парагвай має близький для нас росіян із транслітерації домен - *.py).

На сьогоднішній день середня швидкість інтернет-з'єднань у світі становить 6.3 Мбіт/с. Найбільша середня швидкість спостерігається у Південній Кореї 28.6 Мбіт/с, на другому місці Норвегія –23.5 Мбіт/с, на третьому Швеція – 22.5 Мбіт/с. Нижче наведена діаграма, що показує середню швидкість інтернету за країнами, що лідирують у цьому показнику, на початок 2017 року.

Хронологія світових рекордів швидкостей передачі даних

Оскільки сьогодні незаперечним рекордсменом за дальністю та швидкістю передачі є волоконно-оптичні системи передачі, акцент робитиметься саме на них.

З яких швидкостей усе починалося? Після численних досліджень у період з 1975 по 1980 р.р. з'явилася перша комерційна волоконно-оптична система, що працює з випромінюванням на довжині хвилі 0,8 мкм на напівпровідниковому лазері на основі арсеніду галію.

22 квітня 1977 року в Лонг-Біч, штат Каліфорнія, компанія General Telephone and Electronics вперше використала оптичний канал для передачі телефонного трафіку на швидкості 6 Мбіт/с. За такої швидкості можна організувати одночасну передачу до 94 найпростіших цифрових телефонних каналів.

Максимальна швидкість оптичних систем передачі в експериментальних дослідницьких установках цього часу сягала 45 Мбіт/с, максимальна відстань між регенераторами - 10 км.

На початку 1980-х передача світлового сигналу проходила в багатомодових волокнах вже на довжині хвилі 1,3 мкм за допомогою InGaAsP-лазерів. Максимальна швидкість передачі була обмежена значенням 100 Мбіт/свнаслідок дисперсії.

При використанні одномодових ВВ у 1981 році при лабораторних випробуваннях досягли рекордної для того часу швидкості передачі 2 Гбіт/сна відстані 44 км.

Комерційне впровадження таких систем у 1987 році забезпечувало швидкість до 1,7 Гбіт/сз протяжністю траси 50 км.

Як можна було помітити, оцінювати рекорд системи зв'язку варто не тільки за швидкістю передачі, тут також дуже важливо на яку відстань дана система здатна забезпечити цю швидкість. Тому характеристики систем зв'язку зазвичай користуються добутком загальної пропускної спроможності системи B [біт/с] з її дальність L [км].

У 2001 році при застосуванні технології спектрального ущільнення було досягнуто швидкості передачі 10,92 Тбіт/с(273 оптичні канали по 40 Гбіт/с), але дальність передачі була обмежена значенням 117 км(B∙L = 1278 Тбіт/с∙км).

У цьому ж році було проведено експеримент з організації 300 каналів зі швидкістю 11,6 Гбіт/с кожен (загальна пропускна спроможність 3.48 Тбіт/с), довжина лінії склала понад 7380 км(B∙L = 25 680 Тбіт/с∙км).

У 2002 р. було побудовано міжконтинентальну оптичну лінію протяжністю 250 000 кміз загальною пропускною здатністю 2.56 Тбіт/с(64 WDM канали по 10 Гбіт/с, трансатлантичний кабель містив 4 пари волокон).

Тепер за допомогою єдиного оптоволокна можна одночасно передавати 3 мільйони! телефонних сигналів чи 90 000 сигналів телебачення.

У 2006 р. Nippon Telegraph і Telephone Corporation організували швидкість передачі 14 трильйон біт за секунду ( 14 Тбіт/с) по одному оптичному волокну при довжині лінії 160 км(B∙L = 2240 Тбіт/с∙км).

У цьому експерименті вони публічно продемонстрували передачу за секунду 140 цифрових HD фільмів. Величина 14 Тбіт/с з'явилася об'єднання 140 каналів по 111 Гбіт/с кожен. Використовувалося мультиплексування з розподілом по довжині хвилі, а також поляризаційне ущільнення.

У 2009 р. Bell Labs досягли параметра B∙L = 100 пета біт за секунду помножити на кілометр, подолавши таким чином бар'єр у 100 000 Тбіт/с∙км.

Для досягнення таких рекордних результатів дослідники з лабораторії Bell Labs у Villarceaux, Франція, використали 155 лазерів, кожен з яких працює на своїй частоті та здійснює передачу даних на швидкості 100 Гігабіт на секунду. Передача здійснювалася через мережу регенераторів, середня відстань між якими становила 90 км. Мультиплексування 155 оптичних каналів по 100 Гбіт/с дозволило забезпечити загальну пропускну здатність 15,5 Тбіт/сна відстані 7000 км. Щоб зрозуміти значення цієї швидкості, уявіть, що йде передача даних з Єкатеринбурга до Владивостока зі швидкістю 400 DVD-дисків в секунду.

У 2010 р. NTT Network Innovation Laboratories досягли рекорду швидкості передачі 69.1 терабітза секунду по одному 240-кілометровомуоптичного волокна. Використовуючи технологію хвильового мультиплексування (WDM), вони мультиплексували 432 потоки (частотний інтервал становив 25 ГГц) з швидкістю канальної 171 Гбіт/с кожен.

В експерименті застосовувалися когерентні приймачі, підсилювачі з низьким рівнем власних шумів та з ультра-широкополосним посиленням в С та розширеному L діапазонах. У поєднанні з модуляцією QAM-16 та поляризаційного мультиплексування, вдалося досягти значення спектральної ефективності 6.4 біт/с/Гц.

На графіку нижче видно тенденцію розвитку волоконно-оптичних систем зв'язку протягом 35 років з початку їх появи.

З цього графіка виникає питання: "а що далі?" Як можна ще в рази підвищити швидкість і дальність передачі?

У 2011 р. світовий рекорд пропускної спроможності встановила компанія NEC, передавши понад 100 терабіт інформації на секунду по одному оптичному волокну. Цього обсягу даних, переданого за 1 секунду, достатньо, щоб переглядати фільми HD безперервно протягом трьох місяців. Або це еквівалентно передачі за секунду вмісту 250 двосторонніх дисків Blu-ray.

101,7 терабітбули передані за секунду на відстань 165 кілометрівз допомогою мультиплексування 370 оптичних каналів, кожен із яких мав швидкість 273 Гбіт/с.

У цьому ж році National Institute of Information and Communications Technology (Токіо, Японія) повідомив про досягнення 100-терабного порогу швидкості передачі через застосування багатосерцевих ВВ. Замість того, щоб використовувати волокно тільки з одного світловідомого житлового, як це відбувається сучасних комерційних мереж, команда використовували волокно з сімома серцевинами. За кожною з них здійснювалася передача зі швидкістю 15.6 Тбіт/с, таким чином, загальна пропускна спроможність досягла 109 терабітза секунду.

Як заявили тоді дослідники, використання багатосерцевих волокон поки є досить складним процесом. Вони мають велике згасання та критичні до взаємних перешкод, тому сильно обмежені за дальністю передачі. Перше застосування таких 100 терабітних систем буде всередині гігантських центрів обробки даних компаній Google, Facebook та Amazon.

У 2011 р. команда вчених із Німеччини з технологічного інституту Karlsruhe Institute of Technology (KIT) без використання технології xWDM передала дані по одному ВВ зі швидкістю 26 терабітза секунду на відстань 50 км. Це еквівалентно передачі в одному каналі одночасно 700 DVD-дисків за секунду або 400 мільйонів телефонних сигналів.

Почали з'являтися нові послуги, такі як хмарні обчислення, тривимірне телебачення високої чіткості та додатки віртуальної реальності, що вимагало безпрецедентної високої ємності оптичного каналу. Для вирішення цієї проблеми дослідники з Німеччини продемонстрували застосування схеми швидкого оптичного перетворення Фур'є для кодування і передачі потоків даних зі швидкістю 26.0 Тбіт/с. Для організації такої високої швидкості передачі була використана не просто класична технологія xWDM, а оптичне мультиплексування з частотним ортогональним поділом каналів (OFDM) і відповідно декодування оптичних OFDM потоків.

У 2012 р. японська корпорація NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation) та три її партнери: фірма Fujikura Ltd., університет Hokkaido University та університет Technical University of Denmark встановили світовий рекорд пропускної спроможності. 1000 терабіт (1 Пбіт/ з) інформації в секунду по одному оптичному волокну на відстань 52.4 км. Передача одного петабіту за секунду еквівалентна передачі 5000 двогодинних HD фільмів за одну секунду.

З метою значного поліпшення пропускної спроможності оптичних комунікаційних систем, було розроблено та протестовано волокно з 12-ма серцевинами, розташованих особливим чином у вигляді стільника. В даному волокні завдяки його особливій конструкції взаємні перешкоди між сусідніми серцевиною, які зазвичай є головною проблемою у звичайних багатосерцевих ВВ, значно пригнічені. В результаті застосування поляризаційного мультиплексування, технології xWDM, квадратурної амплітудної модуляції 32-QAM та цифрового когерентного прийому, вчені успішно підвищили ефективність передачі з розрахунку на одну серцевину більш ніж у 4 рази, порівняно з попередніми рекордами для багатосерцевих ВВ.

Пропускна здатність склала 84.5 терабіт на секунду на одну серцевину (швидкість каналу 380 Гбіт/с х 222 каналів). Загальна пропускна здатність на одне волокно склала 1.01 петабіт за секунду (12 х 84.5 терабіт).

Також у 2012 р. трохи пізніше дослідники з лабораторії NEC у Прінстоні, Нью-Джерсі, США та Нью-Йоркського науково-дослідного центру Corning Inc. успішно продемонстрували надвисоку швидкість передачі даних зі швидкістю 1.05 петабітза секунду. Дані передавалися за допомогою одного багатосерцевого волокна, яке складалося з 12 одномодових і 2 маломодових серцевини.

Дане волокно було розроблено дослідниками Corning. Об'єднавши технології спектрального та поляризаційного поділу з просторовим мультиплексуванням та оптичною системою MIMO, а також використовуючи багаторівневі формати модуляції, дослідники в результаті досягли загальної пропускної здатності 1.05 Пбіт/с, поставивши таким чином новий світовий рекорд найвищої швидкості передачі по одному оптичному волокну.

Влітку 2014 року робоча група в Данії, використовуючи нове волокно, запропоноване японською компанією Telekom NTT, встановила новий рекорд - організувавши за допомогою одного лазерного джерела швидкість. 43 Тбіт/с. Сигнал від одного лазерного джерела передавався по волокну із сімома серцевинами.

Команда Датського технічного університету спільно з NTT та Fujikura раніше вже досягала найвищої у світі швидкості передачі даних в 1 петабіт на секунду. Однак тоді було використано сотні лазерів. Нині ж рекорд 43 Тбіт/с було досягнуто за допомогою одного лазерного передавача, що робить систему передачі більш енергоефективною.

Як ми переконалися, у зв'язку є свої цікаві світові рекорди. Для новачків у цій галузі варто відзначити, що багато представлених цифр досі не зустрічаються повсюдно в комерційній експлуатації, оскільки були досягнуті в наукових лабораторіях у поодиноких експериментальних установках. Однак і стільниковий телефон колись був прототипом.

Щоб не перевантажувати ваш носій інформації, поки зупинимо поточний потік даних.

Далі буде…

У журналі Nature Photonics опубліковано опис нової технології передачі даних по оптоволокну на швидкості до 26 Тбіт/с замість нинішніх максимальних 1,6 Тбіт/с.

Група німецьких інженерів під керівництвом професора Вольфганга Фройде (Wolfgang Freude) з університету Карлсруе застосувала в оптоволокні техніку OFDM (ортогональний частотний поділ каналів з мультиплексуванням), яка широко використовується в бездротовому зв'язку (802.11 та LTE), цифровому телебаченні. .

В оптоволокні використовувати OFDM складніше, адже тут потрібно розділити на світловий потік, що піднесе. Раніше єдиним способом зробити це було використання окремого лазера для кожної піднесучої.

Порівняння різних видів мультиплексування

Для мовлення на кожній частоті використовується окремий лазер і окремий приймач, тому в одному оптоволоконному каналі одночасно можуть передавати сигнал сотні лазерів. За словами професора Фройде, загальна пропускна спроможність каналу обмежена лише кількістю лазерів. "Вже було проведено експеримент і продемонстровано швидкість 100 терабіт/с", - сказав він в інтерв'ю ВВС. Але для цього довелося використати близько 500 лазерів, що саме собою дуже дорого.

Фройде з колегами розробили технологію передачі оптоволокном понад 300 піднесуть різного кольору одним-єдиним лазером, який працює короткими імпульсами. Тут проявляється цікавий феномен під назвою «оптичний частотний гребінь». Кожен маленький імпульс «розмазується» за частотами і часом, отже приймач сигналу з допомогою хорошого таймінгу теоретично може обробити кожну частоту окремо.

Після кількох років роботи німецьким дослідникам таки вдалося знайти правильний таймінг, підібрати відповідні матеріали та здійснити на практиці обробку кожної піднесучої за допомогою швидкого перетворення Фур'є (БПФ). Перетворення Фур'є - операція, що зіставляє функції речової змінної іншу функцію речової змінної. Ця нова функція визначає коефіцієнти під час розкладання вихідної функції на елементарні складові - гармонійні коливання з різними частотами.

БПФ ідеально підходить для розкладання світла за піднесучим. Виявилося, що з звичайного імпульсу можна вилучити в сукупності близько 350 кольорів (частот), і кожен з них використовується як окрема піднесуча, як і в традиційній техніці OFDM. Минулого року Фройде з колегами провели експеримент і на практиці показали швидкість 10,8 терабіт/с, а зараз ще більше вдосконалили точність розпізнавання частот.

За словами Фройде, розроблена ним технологія таймінгу та БПФ цілком може бути реалізована в мікросхемі та знайти комерційне застосування.

Складається оптоволокно з центрального провідника світла (серцевини) - скляного волокна, оточеного іншим шаром скла - оболонкою, що має менший показник заломлення, ніж серцевина. Поширюючись серцевиною, промені світла не виходять її межі, відбиваючись від покриває шару оболонки. В оптоволокні світловий промінь зазвичай формується напівпровідниковим чи діодним лазером. Залежно від розподілу показника заломлення та від величини діаметра сердечника оптоволокно підрозділяється на одномодове та багатомодове.

Ринок оптоволоконної продукції в Росії

Історія

Волоконна оптика хоч і є повсюдно використовуваним та популярним засобом забезпечення зв'язку, сама технологія проста та розроблена досить давно. Експеримент із зміною напряму світлового пучка шляхом заломлення був продемонстрований Данієлем Колладоном (Daniel Colladon) та Жаком Бабінеттом (Jacques Babinet) ще 1840 року. Через кілька років Джон Тіндалл (John Tyndall) використав цей експеримент на своїх публічних лекціях у Лондоні, і вже у 1870 році випустив працю, присвячену природі світла. Практичне застосування технології знайшлося лише у ХХ столітті. У 20-х роках минулого століття експериментаторами Кларенсом Хаснеллом (Clarence Hasnell) та Джоном Бердом (John Berd) було продемонстровано можливість передачі зображення через оптичні трубки. Цей принцип використовувався Генріхом Ламмом (Heinrich Lamm) для медичного обстеження пацієнтів. Тільки 1952 року індійський фізик Наріндер Сінгх Капані (Narinder Singh Kapany) провів серію власних експериментів, які й призвели до винаходу оптоволокна. Фактично ним було створено цей джгут зі скляних ниток, причому оболонка і серцевина були зроблені з волокон з різними показниками заломлення. Оболонка фактично служила дзеркалом, а серцевина була прозорішою – так вдалося вирішити проблему швидкого розсіювання. Якщо раніше промінь не сягав кінця оптичної нитки, і неможливо було використовувати такий засіб передачі на тривалих відстанях, то тепер проблема була вирішена. Наріндер Капані до 1956 року вдосконалив технологію. Зв'язування гнучких прутів передавало зображення практично без втрат і спотворень.

Винахід у 1970 році фахівцями компанії Corning оптоволокна, що дозволив без ретрансляторів продублювати на ту ж відстань систему передачі даних телефонного сигналу по мідному дроту, вважається переломним моментом в історії розвитку оптоволоконних технологій. Розробникам вдалося створити провідник, який здатний зберігати щонайменше одного відсотка потужності оптичного сигналу з відривом одного кілометра. За нинішніми мірками це досить скромне досягнення, а тоді, майже 40 років тому, - необхідна умова для того, щоб розвивати новий вид провідного зв'язку.

Спочатку оптоволокно було багатофазним, тобто могло передавати одразу сотні світлових фаз. Причому підвищений діаметр серцевини волокна дозволяв використовувати недорогі оптичні передавачі та конектори. Значно пізніше стали застосовувати волокно більшої продуктивності, яким можна було транслювати в оптичному середовищі лише одну фазу. З використанням однофазного волокна цілісність сигналу могла зберігатися більшій відстані, що сприяло передачі чималих обсягів інформації.

Найзатребуванішим сьогодні є однофазне волокно з нульовим усуненням довжини хвилі. Починаючи з 1983 року воно займає провідне становище серед продуктів оптоволоконної промисловості, довівши свою працездатність на десятках мільйонів км.

Переваги оптоволоконного типу зв'язку

• Широкополосність оптичних сигналів, обумовлена ​​надзвичайно високою частотою несучої. Це означає, що з оптоволоконної лінії можна передавати інформацію зі швидкістю близько 1 Тбіт/с;
• Дуже мале згасання світлового сигналу у волокні, що дозволяє будувати волоконно-оптичні лінії зв'язку довжиною до 100 км і більше без регенерації сигналів;
• Стійкість до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних кабельних систем, електричного обладнання (лінії електропередачі, електрорухові установки тощо) та погодних умов;
• Захист від несанкціонованого доступу Інформацію, що передається по волоконно-оптичних лініях зв'язку, практично не можна перехопити неруйнівним кабель способом;
• Електробезпека. Будучи, по суті, діелектриком, оптичне волокно підвищує вибухо- та пожежну безпеку мережі, що особливо актуально на хімічних, нафтопереробних підприємствах, при обслуговуванні технологічних процесів підвищеного ризику;
• Довговічність ВОЛЗ - термін служби волоконно-оптичних ліній зв'язку становить щонайменше 25 років.

Недоліки оптоволоконного типу зв'язку

• Відносно висока вартість активних елементів лінії, що перетворюють електричні сигнали на світло і світло на електричні сигнали;
• Відносно висока вартість зварювання оптичного волокна. Для цього потрібно прецизійне, а тому дороге, технологічне обладнання. Як наслідок, при обриві оптичного кабелю витрати на відновлення ВОЛЗ вищі, ніж під час роботи з мідними кабелями.

Елементи волоконно-оптичної лінії

• Оптичний приймач

Оптичні приймачі виявляють сигнали, що передаються по волоконно-оптичному кабелю і перетворюють його в електричні сигнали, які потім підсилюють і відновлюють їх форму, а також синхросигнали. Залежно від швидкості передачі та системної специфіки пристрою, потік даних може бути перетворений з послідовного вигляду в паралельний.

• Оптичний передавач

Оптичний передавач у волоконно-оптичній системі перетворює електричну послідовність даних, що поставляються компонентами системи, оптичний потік даних. Передавач складається з паралельно-послідовного перетворювача із синтезатором синхроімпульсів (що залежить від системної установки та швидкості передачі інформації в бітах), драйвера та джерела оптичного сигналу. Для оптичних систем передачі можна використовувати різні оптичні джерела. Наприклад, світловипромінюючі діоди часто використовуються в дешевих локальних мережах для зв'язку на малу відстань. Однак, широка спектральна смуга пропускання та неможливість роботи в довжинах хвилі другої та третьої оптичних вікон, не дозволяє використовувати світлодіод у системах телезв'язку.

• Підсилювач

Підсилювач перетворює асиметричний струм від фотодіодного датчика в асиметричну напругу, яка посилюється і перетворюється на диференціальний сигнал.

• Мікросхема синхронізації та відновлення даних

Ця мікросхема повинна відновлювати синхросигнали від отриманого потоку даних та їх тактування. Схема фазового автопідстроювання частоти, необхідна для відновлення синхроімпульсів, також повністю інтегрована в мікросхему синхронізації і не вимагає зовнішніх контрольних синхроімпульсів.

• Блок перетворення послідовного коду на паралельний

• Паралельно-послідовний перетворювач

• Лазерний формувач

Основним його завданням є подача струму зміщення та модулюючого струму для прямого модулювання лазерного діода.

• Оптичний кабель, Що складається з оптичних волокон, що знаходяться під загальною захисною оболонкою

Одномодове волокно

При досить малому діаметрі волокна та відповідній довжині хвилі через світловод поширюватиметься єдиний промінь. Взагалі сам факт підбору діаметра сердечника під одномодовий режим розповсюдження сигналу говорить про зокрема кожен окремий варіант конструкції світловода. Тобто під одномодовістю слід розуміти характеристики волокна щодо конкретної частоти хвилі, що використовується. Поширення лише одного променя дозволяє позбавитися міжмодової дисперсії, у зв'язку з чим одномодові світловоди на порядки продуктивніші. На даний момент застосовується сердечник із зовнішнім діаметром близько 8 мкм. Як і у випадку з багатомодовими світловодами, використовується ступінчаста і градієнтна щільність розподілу матеріалу.

Другий варіант більш продуктивний. Одномодова технологія більш тонка, дорога і застосовується нині телекомунікаціях. Оптичне волокно використовується у волоконно-оптичних лініях зв'язку, які перевершують електронні засоби зв'язку тим, що дозволяють без втрат з високою швидкістю транслювати цифрові дані на великі відстані. Оптоволоконні лінії можуть утворювати нову мережу, і служити об'єднання вже існуючих мереж - ділянок магістралей оптичних волокон, об'єднаних фізично лише на рівні світловода, чи логічно - лише на рівні протоколів передачі. Швидкість передачі даних з ВОЛЗ може вимірюватися сотнями гігабіт на секунду. Вже зараз допрацьовується стандарт, що дозволяє передавати дані зі швидкістю 100 Гбіт/c, а стандарт 10 Гбіт Ethernet використовують у сучасних телекомунікаційних структурах вже кілька років.

Багатомодове волокно

У багатомодовому ОВ може поширюватися одночасно велика кількість мод – променів, введених у світловод під різними кутами. Багатомодове ОВ має відносно великим діаметром серцевини (стандартні значення 50 і 62,5 мкм) і, відповідно, великою числовою апертурою. Більший діаметр серцевини багатомодового волокна спрощує введення оптичного випромінювання у волокно, а м'якіші вимоги до допустимих відхилень для багатомодового волокна дозволяють зменшити вартість оптичних приймачів. Таким чином, багатомодове волокно переважає в локальних та домашніх мережах невеликої протяжності.

Основним недоліком багатомодового ВВ є наявність міжмодової дисперсії, що виникає через те, що різні моди роблять у волокні різний оптичний шлях. Для зменшення впливу цього явища було розроблено багатомодове волокно з градієнтним показником заломлення, завдяки чому моди в волокні поширюються параболічними траєкторіями, і різниця їх оптичних шляхів, а, отже, і міжмодова дисперсія істотно менше. Однак, наскільки не були б збалансовані градієнтні багатомодові волокна, їхня пропускна здатність не зрівняється з одномодовими технологіями.

Волоконно-оптичні приймачі

Щоб передати дані через оптичні канали, сигнали повинні бути перетворені з електричного вигляду на оптичний, передані по лінії зв'язку і потім у приймачі перетворені назад в електричний вигляд. Ці перетворення відбуваються у пристрої приймача, який містить електронні блоки поряд із оптичними компонентами.

Мультиплексор, що широко використовується в техніці передач, з поділом часу дозволяє збільшити швидкість передачі до 10 Гб/сек. Сучасні швидкодіючі волоконно-оптичні системи пропонують такі стандарти швидкості передачі.

Нові методи мультиплексного поділу довжини хвилі або спектральне ущільнення дають можливість збільшити густину передачі даних. Для цього численні мультиплексні потоки інформації надсилаються по одному оптоволоконному каналу з використанням передачі кожного потоку на різних довжинах хвилі. Електронні компоненти у WDM-приймачі та передавачі відрізняються в порівнянні з тими, що використовуються в системі з тимчасовим поділом.

Застосування ліній оптоволоконного зв'язку

Оптоволокно активно застосовується для побудови міських, регіональних та федеральних мереж зв'язку, а також для влаштування сполучних ліній між міськими АТС. Це пов'язано зі швидкістю, надійністю та високою пропускною здатністю волоконних мереж. Також через застосування оптоволоконних каналів існують кабельне телебачення, віддалене відеоспостереження, відеоконференції та відеотрансляції, телеметричні та інші інформаційні системи. У перспективі в оптоволоконних мережах передбачається використовувати перетворення мовних сигналів на оптичні.

Серед інтернет-користувачів не вщухають суперечки про те, який кабель краще використовувати для виходу у всесвітню мережу: оптоволокно або кручена пара. Прихильники застосування оптоволоконного кабелю говорять про його надійність, швидкість та стабільність. Чи це так насправді?

Існує два види кабелю, за допомогою яких провайдери виконують підключення інтернету та телебачення: оптоволоконний кабель та кручена пара. Абоненти Baza.net підключені саме за допомогою крученої пари.

Конструкція даного кабелю досить проста. Вона являє собою одну або кілька пар ізольованих провідників, скручених між собою та покритих пластиковою оболонкою. Такий кабель можна розмістити у квартирі як вам зручно. Наприклад, під плінтусом. А усунення пошкоджень кручений пари не займе великої кількості часу.

З волоконно-оптичним кабелем зовсім інша ситуація. Усередині нього є багато елементів: скляні волокна, пластикові трубки, трос зі склопластику. Його не можна так само вільно згинати,інакше кабель може зламатися і в результаті сигнал пропаде. Щоб усунути пошкодження в оптоволокні, необхідно викликати спеціаліста з дорогим обладнанням.

Крім того, ремонт та заміна оптоволокна може «влетіти в копійчину».

На кінці кожного кабелю знаходиться конектор. У кручений пари це пластиковий наконечник, схожий на той, що вставляється в стаціонарний телефон. Цей конектор універсальний і підійде практично до будь-якої мережної плати. Ви можете вставити його в ноутбук, Wi-Fi-роутер або ігрову консоль.

У оптоволокна інший конектор, для якого необхідно буде придбати спеціальний оптичний термінал.Задоволення не з дешевих, та й модельний ряд обмежений кількома варіантами.

Звичайно, максимально можлива швидкість передачі даних через оптоволокно вище, ніж через пару. Але варто зазначити, що ви навряд чи відчуєте цю різницю у швидкості.Справа в тому, що кожен пристрій, будь то W-Fi-роутер, домашній комп'ютер або ТВ-приставка, має свій мережевий адаптер. Якщо ваш пристрій був випущений кілька років тому, то його максимальна пропускна здатність становить лише 100 Мбіт/c, тоді як у нових пристроях вона за умовчанням дозволяє розігнатися до 1 Гбіт/с. У такому разі, навіть якщо ви провели оптоволокно, але виходите в інтернет зі старої моделі ноутбука, ви не зможете отримати швидкість вище, ніж 100 Мбіт/с.

Ми вирішили перевірити, яка максимальна швидкість необхідна пересічному користувачеві для комфортного проведення часу в інтернеті.

Як тест ми переглядали відео на Youtube в максимально високій якості, запускали онлайн-ігри, слухали музику з мережі і скачували файли з різних ресурсів. Незважаючи на те, що в офісі швидкість інтернету досягає 1 Гбіт/с, жодна з цих завдань не зажадала більше, ніж 72 Мбіт/с.

Якщо говорити відверто, то використання оптоволокна у квартирі не потрібне нікому. Та й користувачі самі не знають, навіщо їм потрібна така швидкість.

Фахівці з усього заявляють, що оптоволоконна мережа залишиться незатребуваною ще щонайменше десяток років. На даний момент практично не існує інтернет-ресурсів, для яких вам потрібна швидкість понад 70-100 Мбіт/с. Навіть якщо в майбутньому з'являться сторінки, з якими не впорається кручена пара, ми зможемо в мінімальні терміни замінити обладнання більш актуальним і надаватимемо доступ через волоконно-оптичний кабель.

Насправді ви й так виходите в інтернет через оптоволоконний кабель.

Як провайдер ми проводимо оптоволокно до кожного багатоквартирного будинку, а вже далі виконуємо підключення інтернету в кожну окрему квартиру за допомогою крученої пари.

Провівши низку досліджень, ми дійшли висновку, що стабільність передачі за допомогою обох типів кабелю абсолютно ідентична і аж ніяк залежить від їх пропускної спроможності.

То що ж вибрати?

Висновок напрошується сам. Віта пара дешевша і доступніша, ніж оптоволоконний кабель, який не має переваг у використанні для звичайного користувача. Шановні друзі, старанно вибирайте провайдера і завжди згадуйте цю статтю перед тим, як віддати перевагу тому чи іншому способу підключення інтернету.

Швидкість доступу по оптоволоконним лініям теоретично майже необмежена, а практично швидкість каналу передачі даних буває 10 Мбіт/с, 100 Мбіт/с або 1 Гбіт/с, це швидкість на кінцевій ділянці, тобто та швидкість, з якою власне і надходять дані до користувача та від нього.

У 2012 році розпочалася експлуатація трансатлантичного підводного каналу передачі нового покоління довжиною 6000 кілометрів. Його пропускна здатність досягла 100 Гбіт/с, що набагато вище за швидкість супутникового зв'язку. Сьогодні підводні оптоволоконні кабелі розгалужуються прямо на дні океану, забезпечуючи споживача високошвидкісним Інтернет з'єднанням.

Вчені Міністерства оборони Британії розробили спеціальні окуляри, які дозволяють солдатам не спати протягом 36 годин. Вбудовані оптичні мікро волокна проектують яскраве біле світло ідентичне спектру сонячного світла навколо сітківки ока, що «оманює» мозок.

Найбільш високошвидкісна лінія зв'язку у світі довжиною близько 450 км прокладена у Франції і з'єднує Ліон та Париж. Вона зроблена на основі технології «фотонної системи» і дозволяє здійснювати передачу даних із рекордною швидкістю 400 Гбайт/с та об'ємом трафіку 17,6 терабіт на секунду.

Вчені працюють над технологією створення оптоволоконних ниток товщиною лише у два нанометри. Для цього вони використовують павутиння крихітного павука Stegodyphuspacificus. Павукова нитка опускається в розчин ортосилікататетраетилу, висушується та обпалюється при температурі 420°С. При цьому павутиння вигоряє, а сама трубка стискається і стає тоншою вп'ятеро.

Специфіка нашої компанії щодо застосування сучасних технологій ВОЛЗ. Ми маємо всі необхідні для цього ресурси та обладнання. Телефонуйте операторам нашої компанії за телефоном 8-800-775-58-45 (для мешканців Тули та області) та 8 800 7755845 (дзвінок по Росії безкоштовний) прямо зараз і ми допоможемо Вам провести надшвидкісний інтернет на основі волоконно-оптичних систем, спроектувати та