W światłowodowych liniach komunikacyjnych (światłowodowych liniach komunikacyjnych) do transmisji sygnału wykorzystywane są fale w zakresie optycznym (najczęściej w bliskiej podczerwieni). W tym przypadku głównym elementem jest kabel optyczny, a sieć zawiera również elementy aktywne i pasywne do wzmacniania, filtrowania, ochrony i modyfikacji sygnału.
Aplikacja FOCL
Obecnie FOCL (FOCL) stopniowo wypiera tradycyjne okablowanie, ponieważ znacznie się różnią najlepsze cechy, w szczególności wyższa przepustowość, odporność na wpływy otoczenia, niższe tłumienie sygnału itp.
Główny obszar zastosowania światłowodowych linii komunikacyjnych to sieci do transmisji sygnałów informacyjnych (sieci komputerowe, monitoring wideo, telekomunikacyjne systemy kontroli dostępu itp.).
Jednocześnie na poziomie magistralnych (aż do międzykontynentalnych) linii transmisji sygnału światłowód już teraz zajmuje dominującą pozycję, natomiast w podsystemach autostrad wewnętrznych stosuje się łącza światłowodowe wraz ze skrętką.
Charakterystyka rodzajów światłowodów
Porównanie typów kabli optycznych (w celu powiększenia obrazu -):
Główne zalety FOCL
- Niskie tłumienie sygnału (ok. 0,15 dB/km w 3. oknie przezroczystości). Umożliwia to przesyłanie informacji na znacznie duże odległości w stosunku do tradycyjnego okablowania bez użycia wzmacniaczy. W przypadku linii optycznych wzmacniacze są zwykle instalowane po 40-120 km, co określa klasa urządzeń końcowych;
- niewielka waga i wymiary;
- wysoki poziom ekranowania linii przed wpływami międzywłóknowymi (ponad 100 dB).
Tak więc promieniowanie sąsiednich linii praktycznie nie oddziałuje ze sobą i nie ma wzajemnego wpływu;
- wysokie bezpieczeństwo przeciwwybuchowe i przeciwpożarowe w sytuacjach zmieniających się parametrów chemicznych lub fizycznych;
- Bezpieczeństwo informacji. Poprzez światłowód informacje są przesyłane z punktu do punktu, a przechwycenie lub podsłuchanie sygnału możliwe jest tylko przy fizycznej ingerencji;
- światłowody są wysoce niezawodne i trwałe. Włókna optyczne nie są podatne na utlenianie, słabe efekty elektromagnetyczne i degradację wilgoci;
- wysoka przepustowość. Inne metody transmisji informacji pozostają w tyle za nośnikiem optycznym w tym wskaźniku.
Wady FOCL
- niska odporność na promieniowanie standardowego włókna (istnieją włókna domieszkowane, które wyróżniają się wysoką odpornością na promieniowanie);
- wysoki koszt optycznych urządzeń końcowych w porównaniu z systemami stosowanymi dla tradycyjnych linii. Chociaż w porównaniu z ostatecznym kosztem pod względem stosunku kosztu na odległość i przepustowości, światłowody pokazują dziś najlepsze wyniki w porównaniu z konkurencyjnymi systemami;
- trudność w przywróceniu komunikacji w przypadku zerwania linii;
- złożoność konwersji sygnału (dla sprzętu interfejsowego);
- zaawansowana technologia wytwarzania światłowodów, a także innych elementów sieci FOCL;
- kruchość włókna. Przy znacznych deformacjach, na przykład zginaniu, włókna mogą pękać, pękać i mętnieć.
Aby uniknąć uszkodzenia światłowodu należy przestrzegać zaleceń producenta, które określają między innymi minimalny promień gięcia.
Światłowód składa się z centralnego przewodnika światła (rdzenia) - włókna szklanego otoczonego kolejną warstwą szkła - płaszcza o niższym współczynniku załamania niż rdzeń. Rozchodzące się wzdłuż rdzenia promienie świetlne nie wykraczają poza jego granice, odbijając się od warstwy okrywającej muszli. W światłowodzie wiązka światła jest zwykle tworzona przez laser półprzewodnikowy lub diodowy. W zależności od rozkładu współczynnika załamania światła oraz wielkości średnicy rdzenia światłowód dzieli się na jednomodowy i wielomodowy.
Rynek produktów światłowodowych w Rosji
Fabuła
Światłowody, choć są szeroko stosowanym i popularnym środkiem komunikacji, sama technologia jest prosta i rozwijana od dawna. Eksperyment zmiany kierunku wiązki światła przez załamanie zademonstrowali w 1840 roku Daniel Colladon i Jacques Babinet. Kilka lat później John Tyndall wykorzystał ten eksperyment w swoich publicznych wykładach w Londynie, a już w 1870 opublikował pracę o naturze światła. Praktyczne użycie technologię znaleziono dopiero w XX wieku. W latach dwudziestych eksperymentatorzy Clarence Hasnell i John Berd wykazali zdolność do przesyłania obrazów przez tuby optyczne. Zasada ta została zastosowana przez Heinricha Lamma przy badaniu lekarskim pacjentów. Dopiero w 1952 roku indyjski fizyk Narinder Singh Kapany przeprowadził serię własnych eksperymentów, które doprowadziły do wynalezienia światłowodu. W rzeczywistości stworzył tę samą wiązkę włókien szklanych, a skorupa i rdzeń zostały wykonane z włókien o różnych współczynnikach załamania. Powłoka faktycznie służyła jako lustro, a rdzeń był bardziej przezroczysty - tak rozwiązano problem szybkiego rozpraszania. Jeśli wcześniej wiązka nie docierała do końca światłowodu, a zastosowanie takiego środka transmisji na duże odległości nie było możliwe, teraz problem został rozwiązany. Narinder Kapani ulepszył technologię do 1956 roku. Wiązka elastycznych szklanych pręcików transmitowała obraz praktycznie bez strat i zniekształceń.
Wynalezienie światłowodu w 1970 roku przez specjalistów Corning, które umożliwiło zduplikowanie systemu transmisji sygnału telefonicznego po przewodzie miedzianym na tę samą odległość bez repeaterów, uważane jest za punkt zwrotny w historii rozwoju światłowodów. technologie. Twórcom udało się stworzyć przewodnik, który jest w stanie zachować co najmniej jeden procent mocy sygnału optycznego z odległości jednego kilometra. Jak na dzisiejsze standardy jest to dość skromne osiągnięcie, ale wtedy, prawie 40 lat temu, - warunek konieczny W celu rozwoju nowy rodzaj komunikacja przewodowa.
Początkowo światłowód był wielofazowy, to znaczy mógł przesyłać jednocześnie setki faz świetlnych. Ponadto zwiększona średnica rdzenia światłowodu umożliwiła zastosowanie niedrogich nadajników i złączy optycznych. Znacznie później zaczęto stosować światłowody o wyższej wydajności, przez które w medium optycznym można było przesyłać tylko jedną fazę. Dzięki wprowadzeniu światłowodu jednofazowego integralność sygnału mogła być zachowana na większej odległości, co ułatwiło przesyłanie znacznych ilości informacji.
Obecnie najbardziej poszukiwanym światłowodem jest światłowód jednofazowy z przesunięciem o zerowej długości fali. Od 1983 roku znajduje się w czołówce branży światłowodowej, udowadniając swoją wydajność na dziesiątkach milionów kilometrów.
Zalety komunikacji światłowodowej
- Szerokopasmowe sygnały optyczne dzięki wyjątkowo wysokim częstotliwościom nośnym. Oznacza to, że informacje mogą być przesyłane po linii światłowodowej z prędkością rzędu 1 Tbit/s;
- Bardzo niskie tłumienie sygnału świetlnego w światłowodzie, co umożliwia budowanie światłowodowych linii komunikacyjnych o długości do 100 km lub więcej bez regeneracji sygnału;
- Odporność na zakłócenia elektromagnetyczne pochodzące od otaczających miedzianych systemów kablowych, urządzeń elektrycznych (linie energetyczne, instalacje silników elektrycznych itp.) oraz warunków atmosferycznych;
- Ochrona przed nieuprawnionym dostępem. Informacje przesyłane światłowodowymi liniami komunikacyjnymi są praktycznie niemożliwe do przechwycenia w nieniszczący sposób;
- Bezpieczeństwo elektryczne. Będąc de facto dielektrykiem, światłowód zwiększa bezpieczeństwo wybuchowe i przeciwpożarowe sieci, co jest szczególnie ważne w rafineriach chemicznych i naftowych przy obsłudze procesów technologicznych wysokiego ryzyka;
- Trwałość światłowodowych linii komunikacyjnych - żywotność światłowodowych linii komunikacyjnych wynosi co najmniej 25 lat.
Wady komunikacji światłowodowej
- Stosunkowo wysoki koszt aktywnych elementów liniowych, które przetwarzają sygnały elektryczne na światło i światło na sygnały elektryczne;
- Relatywnie wysoki koszt spawów światłowodów. Wymaga to precyzyjnego, a więc drogiego sprzętu technologicznego. W efekcie w przypadku zerwania kabla optycznego koszt przywrócenia łącza światłowodowego jest wyższy niż przy pracy z kablami miedzianymi.
Elementy linii światłowodowej
- Odbiornik optyczny
Odbiorniki optyczne wykrywają sygnały przesyłane kablem światłowodowym i przekształcają je na sygnały elektryczne, które następnie wzmacniają, a następnie odtwarzają swój kształt, a także sygnały zegarowe. W zależności od szybkości transmisji i specyfiki systemu urządzenia, strumień danych może być konwertowany z szeregowego na równoległy.
- Nadajnik optyczny
Nadajnik optyczny w systemie światłowodowym przekształca sekwencję elektryczną danych dostarczanych przez elementy systemu w optyczny strumień danych. Nadajnik składa się z konwertera szeregowo-równoległego z syntezatorem synchronizacji (w zależności od: instalacja systemu i przepływności), sterownik i źródło sygnału optycznego. W optycznych systemach transmisji można używać różnych źródeł optycznych. Na przykład diody elektroluminescencyjne są często używane w tanich sieciach lokalnych do komunikacji na krótkie odległości. Jednak szerokie pasmo spektralne oraz brak możliwości pracy w długościach fal drugiego i trzeciego okna optycznego nie pozwalają na zastosowanie diod LED w systemach telekomunikacyjnych.
- Przedwzmacniacz
Wzmacniacz przetwarza asymetryczny prąd z czujnika fotodiodowego na asymetryczne napięcie, które jest wzmacniane i przekształcane na sygnał różnicowy.
- Układ scalony synchronizacji i odzyskiwania danych
Ten mikroukład musi odzyskać sygnały zegarowe z odebranego strumienia danych i ich taktowanie. Pętla synchronizacji fazowej wymagana do przywracania synchronizacji jest również w pełni zintegrowana z układem synchronizacji i nie wymaga zewnętrznych impulsów sterujących synchronizacją.
- Jednostka do konwersji kodu szeregowego na równoległy
- Konwerter równoległy na szeregowy
- Frezarka laserowa
Jego głównym zadaniem jest dostarczanie prądu polaryzacji i prądu modulującego do bezpośredniej modulacji diody laserowej.
- Kabel optyczny, składający się z włókien optycznych pod wspólną osłoną ochronną.
Światłowód jednomodowy
Przy wystarczająco małej średnicy włókna i odpowiedniej długości fali, pojedyncza wiązka będzie się rozchodzić przez włókno. Ogólnie rzecz biorąc, sam fakt wyboru średnicy rdzenia dla trybu propagacji sygnału jednomodowego mówi o szczegółach każdej wersji projektu światłowodu. Oznacza to, że jednomodowy należy rozumieć jako charakterystykę światłowodu w odniesieniu do określonej częstotliwości użytej fali. Propagacja tylko jednej wiązki pozwala pozbyć się dyspersji międzymodowej, dzięki czemu włókna jednomodowe są o rząd wielkości wydajniejsze. Na ten moment stosuje się rdzeń o średnicy zewnętrznej około 8 µm. Podobnie jak w przypadku włókien wielomodowych stosuje się zarówno schodkowy, jak i gradientowy rozkład materiału.
Druga opcja jest bardziej produktywna. Technologia jednomodowa jest cieńsza, droższa i stosowana obecnie w telekomunikacji. Światłowód jest używany w światłowodowych liniach komunikacyjnych, które przewyższają komunikację elektroniczną, ponieważ umożliwiają bezstratną i szybką transmisję danych cyfrowych na duże odległości. Łącza światłowodowe mogą zarówno tworzyć nową sieć, jak i służyć do łączenia istniejących sieci – odcinków światłowodowych łączy magistralnych fizycznie połączonych na poziomie światłowodu lub logicznie – na poziomie protokołów transmisji danych. Szybkość transmisji danych po liniach światłowodowych można mierzyć w setkach gigabitów na sekundę. Już teraz finalizowany jest standard umożliwiający transfer danych z prędkością 100 Gb/s, a od kilku lat w nowoczesnych strukturach telekomunikacyjnych stosowany jest standard 10 Gb Ethernet.
Światłowód wielomodowy
Światłowód wielomodowy może propagować jednocześnie dużą liczbę modów - wiązki wprowadzane do światłowodu pod różnymi kątami. Światłowód wielomodowy ma stosunkowo dużą średnicę rdzenia (standardowe wartości 50 i 62,5 μm) i odpowiednio dużą aperturę numeryczną. Większa średnica rdzenia światłowodu wielomodowego ułatwia wprowadzanie promieniowania optycznego do światłowodu, a bardziej miękkie wymagania tolerancji dla światłowodu wielomodowego mogą obniżyć koszt optycznych nadajników-odbiorników. W związku z tym światłowód wielomodowy jest powszechny w krótkodystansowych sieciach LAN i sieciach domowych.
Główną wadą światłowodu wielomodowego jest obecność dyspersji międzymodowej, która wynika z faktu, że różne mody tworzą różne ścieżki optyczne w światłowodzie. Aby ograniczyć efekt tego zjawiska, opracowano światłowód wielomodowy o gradientowym współczynniku załamania, dzięki któremu mody we włóknie rozchodzą się po drogach parabolicznych, a różnica w ich drogach optycznych, a co za tym idzie dyspersja międzymodowa jest znacznie mniejsza . Jednak bez względu na to, jak zrównoważone są wielomodowe światłowody stopniowane, ich przepustowość nie jest porównywalna z technologiami jednomodowymi.
Transceivery światłowodowe
Aby przesyłać dane kanałami optycznymi, sygnały muszą być konwertowane z elektrycznego na optyczny, przesyłane przez linię komunikacyjną, a następnie konwertowane z powrotem na elektryczne w odbiorniku. Przekształcenia te zachodzą w urządzeniu nadawczo-odbiorczym, które zawiera elementy elektroniczne wraz z elementami optycznymi.
Multiplekser z podziałem czasu, szeroko stosowany w technice transmisyjnej, pozwala na zwiększenie prędkości transmisji do 10 Gb/s. Nowoczesne systemy światłowodowe o dużej szybkości oferują następujące standardy szybkości transmisji.
| Standard SONET | standard SDH | Prędkość transmisji |
|---|---|---|
| OC 1 | - | 51,84 Mb / s |
| OC 3 | STM 1 | 155,52 Mb/s |
| OC 12 | STM 4 | 622,08 Mb/s |
| OC 48 | STM 16 | 2,4883 GB/s |
| WZ 192 | STM 64 | 9,9533 GB / s |
Nowe metody zwielokrotniania długości fal lub zwielokrotniania z podziałem długości fali umożliwiają zwiększenie gęstości transmisji danych. W tym celu wiele zmultipleksowanych strumieni informacji jest przesyłanych pojedynczym kanałem światłowodowym, wykorzystując transmisję każdego strumienia na różnych długościach fal. Elementy elektroniczne w odbiorniku i nadajniku WDM różnią się od tych używanych w systemie z podziałem czasu.
Zastosowanie linii światłowodowych
Światłowód jest aktywnie wykorzystywany do budowy miejskich, regionalnych i federalnych sieci komunikacyjnych, a także do instalacji linii łączących między miejskimi automatycznymi centralami telefonicznymi. Wynika to z szybkości, niezawodności i dużej przepustowości sieci światłowodowych. Również za pośrednictwem aplikacji kanały światłowodowe istnieje telewizja kablowa, zdalny nadzór wideo, wideokonferencje i transmisja wideo, telemetria i inne Systemy informacyjne... W przyszłości planowane jest wykorzystanie konwersji sygnałów mowy na sygnały optyczne w sieciach światłowodowych.
Komunikacja światłowodowa szybko zyskuje popularność każdego dnia. I, co warto zauważyć, wcale nie na próżno. Opiera się na specjalnym włóknie. Takie podejście pozwala osiągnąć doskonałą wydajność przesyłania informacji na duże odległości. Użycie takich kabli jest całkiem uzasadnione. Stosowanie elementów światłowodowych ma wiele zalet.
Do głównych zalet elementów światłowodowych należą:
- trwałość;
- siła;
- niezawodność;
- odporność na wpływy mechaniczne i zewnętrzne;
- szerokopasmowy;
- Cena minimalna;
- niewielka waga;
- kompaktowe wymiary;
- odporność na zakłócenia fale elektromagnetyczne.
Tę listę można ciągnąć bardzo długo, ponieważ światłowód jest naprawdę najdoskonalszym medium do przesyłania informacji.
Istnieją dwa typy: jednomodowy i wielomodowy. Oba mają najważniejsze kryteria: dyspersję i tłumienie. Samo włókno zawiera rdzeń i osłonę. Warto zauważyć, że różnią się one współczynnikiem załamania światła.
Jeśli chodzi o propagację EME we włóknie, światłowód jednomodowy ma średnicę rdzenia włókna rzędu 8-10 mikronów. Ten wskaźnik jest porównywalny z długością fali. W trybie wielomodowym średnica wynosi 50-60 mikronów, co umożliwia propagację ogromnej liczby wiązek.
Historia i cechy komunikacji światłowodowej
Komunikacja światłowodowa- popularny i poszukiwany sposób przekazywania informacji.
Pomimo tego, że technologia ta jest stosowana na współczesnym rynku stosunkowo niedawno, jej zasada ma swoje początki w 1840 roku, kiedy to Daniel Colladon i Jacques Babinette zademonstrowali swój eksperyment. Zasada ta polegała na tym, że zmiana kierunku wiązki światła odbywała się za pomocą załamania.
Metoda ta była jednak aktywnie wykorzystywana na tym obszarze już w XX wieku.
Ten rodzaj komunikacji ma wiele zalet, a mianowicie:
- niskie tłumienie sygnału;
- dostępność ochrony przed nieuprawnionym dostępem;
- pełnienie funkcji dielektryka;
- długa żywotność itp.
Ze względu na to, że tłumienność sygnału jest stosunkowo niewielka, możliwe jest zbudowanie systemu do 100 km lub więcej. Z kolei światłowód szerokopasmowy umożliwia przesyłanie informacji taką linią z ogromną prędkością. Zwykle może zmieniać się do 1 Tbit na sekundę. Pomimo tego, że koszt spawania i poszczególnych elementów systemu jest wysoki, konstrukcja tego typu połączenia jest całkiem uzasadniona. Jego zastosowanie to gwarancja wysokiej jakości sygnału bez zakłóceń i zniekształceń.
Więcej korzyści z komunikacji światłowodowej
Komunikacja światłowodowa jest szeroko stosowana do przesyłania informacji. Komunikacja światłowodowa posiada szereg unikalnych cech, które decydują o jej popularności.
Tego typu połączenie pojawiło się już w 1840 roku po zademonstrowaniu eksperymentu ze zmianą wiązki światła za pomocą załamania. Jednak ten typ dopiero niedawno zaczął być aktywnie wykorzystywany.
Jest ich ogromna liczba. To bezpośrednio:
- Szerokopasmowy. Dzięki zastosowaniu takiego światłowodu informacje mogą być przesyłane z dużą prędkością. Różni się do 1 Tbit na sekundę. Liczba ta wynika z wyjątkowo wysokiej częstotliwości nośnej.
- Przystępny koszt. Takie włókna mają rozsądną cenę, co pozwala na ich wykorzystanie do wielu celów.
- Niskie tłumienie sygnału. Kryterium to umożliwia budowę linii komunikacyjnych o znacznej długości. Może wahać się do 100 km i więcej.
- Długi okres użytkowania. Ten rodzaj żyłki, jak pokazuje praktyka, może doskonale funkcjonować przez co najmniej ćwierć wieku.
- Odporność na zakłócenia. Zapobiega to degradacji sygnału i zniekształceniom.
- Dostępność ochrony przed nieuprawnionym dostępem. Praktycznie nie ma możliwości przechwycenia informacji przesyłanych tego typu komunikacją bez zniszczenia głównego kabla.
- Bezpieczeństwo.Światłowód jest tym samym dielektrykiem. Dzięki temu znacznie zwiększa bezpieczeństwo przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe całego systemu. Dotyczy to zwłaszcza przedsiębiorstw działających w warunkach wysokiego ryzyka.
To główne zalety takich linii. Dzięki temu uzyskuje się wysoką wydajność i doskonałą jakość przesyłanego sygnału.
Co zawiera komunikacja światłowodowa?
Linie światłowodowe to cały system, na który składa się szereg urządzeń.
Do głównych należą następujące urządzenia:
- odbiorca;
- nadajnik;
- przedwzmacniacz;
- mikroukład przeznaczony do synchronizacji i odzyskiwania informacji;
- blok konwersji kodu na równoległy i sam konwerter;
- kształtownik laserowy;
- kabel.
Obecnie istnieją dwa rodzaje błonnika. Jest jednomodowy i wielomodowy. Już od ich nazwy znana jest zasada działania.
Jeśli w pierwszym propaguje się tylko jeden promień, to w drugim - dużo. Wynika to bezpośrednio ze współczynnika załamania światła. W światłowodzie jednomodowym jest równa długości fali świetlnej, aw światłowodzie wielomodowym jest nieco większy.
Warto zauważyć, że oba typy charakteryzują dwie najważniejsze metryki: dyspersja i tłumienie.
Utrzymanie światłowodowych linii komunikacyjnych
Bardzo popularne są światłowodowe linie komunikacyjne. wynika to bezpośrednio z ich możliwości i cech.
Konserwacja światłowodowych linii komunikacyjnych powinna być przeprowadzana regularnie, aby uniknąć różne błędy, zniekształcenia w przesyłanych sygnałach i awarie.
Warto zauważyć, że tej operacji powinni zaufać tylko profesjonalni rzemieślnicy. Gwarantuje to całkowite wyeliminowanie wszystkich nieścisłości. Ponadto takie operacje mogą znacznie wydłużyć żywotność zarówno poszczególnych elementów, jak i całego systemu.
Przekazywanie informacji jest zawsze istotne. Aby retransmisja przebiegła jak najefektywniej, należy dobrać mocne i wydajne urządzenia. Przed uruchomieniem sprzętu należy go skonfigurować zgodnie z wymaganymi parametrami.
Dzisiaj dla podobne systemy rzeczywiste wykorzystanie światłowodowych linii komunikacyjnych. Zastosowanie takich elementów ma wiele zalet.
Na taki system składają się obiekty aktywne i pasywne, a także kable światłowodowe, które zwykle pracują w zakresie podczerwieni. Przeważnie blisko.
To właśnie światłowód jest dziś najdoskonalszym medium do przesyłania informacji.
Wśród masy jego zalet należy podkreślić te najważniejsze. Ten:
- przystępna cena;
- szerokopasmowy;
- ścisłość;
- łatwość;
- niskie tłumienie sygnału we włóknie;
- odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.
W przypadku systemów transmisji informacji najważniejsze jest to ostatnie kryterium. W ten sposób sygnał dociera bez zniekształceń na całej drodze jego propagacji.
Ale takie elementy nie są pozbawione wad. Przede wszystkim – potrzeba potężnego sprzętu aktywnego przy tworzeniu całego systemu.
Drugą wadą jest to, że instalacja światłowodu odbywa się wyłącznie przy użyciu precyzyjnego sprzętu. Taki sprzęt jest dość drogi.
Kolejną wadą są wysokie koszty naprawy awarii. Jednak w porównaniu z ogromną liczbą zalet i cech funkcjonalnych te wady schodzą na dalszy plan i są dość nieistotne.
Należy również zauważyć, że światłowód ten może być używany w dwóch rodzajach: jednomodowym i wielomodowym. Ta nazwa wynika bezpośrednio z różnic w propagacji promieniowania w nim.
Firmy zajmujące się konserwacją światłowodowych linii komunikacyjnych na wystawie
Rosyjski kompleks Expocentre Fairgrounds na międzynarodowym poziomie tradycyjnie jest organizatorem ogromnej liczby imprez branżowych i tematycznych. Jeden z nich - wystawa „Komunikacja”.
Wystawcy mają doskonałą okazję do odwiedzenia program biznesowy, zdobądź doświadczenie, zapoznaj się z innowacjami w tym obszarze oraz zbadaj aktualny stan branży.
Wystawa jest organizowana przez salony, co jest dużym udogodnieniem dla wystawców. Jednym z kierunków jest i Utrzymanieświatłowodowe linie komunikacyjne. Tutaj przedstawiciele tego segmentu mogą poznać podstawowe zasady i metody, które pomagają poprawić sytuację.
Przykłady komunikacji światłowodowej i jej zalety na wystawie
Nie wystarczy wiedzieć, jakie są zalety komunikacji światłowodowej. Ważne jest, aby umieć prawidłowo zastosować je w praktyce, co zapewni najwyższą jakość przesyłanego sygnału. W tym celu odbywają się imprezy tematyczne i branżowe.
Jeden z nich jest wystawa „Komunikacja”, który tradycyjnie skupia czołowe postacie i przedstawicieli branży pod jednym dachem międzynarodowego kompleksu Expocentre Fairgrounds.
Organizacja wydarzenia na skalę międzynarodową ma istotny wpływ na rozwój całej branży.
Międzynarodowa Wystawa „Komunikacja” od wielu lat przykuwa uwagę przedstawicieli tej branży.
Wystawa ma ogromne znaczenie, ponieważ przyczynia się do:
- rozwój całej branży na poziomie międzynarodowym;
- wprowadzanie nowych produktów na rynek światowy;
- wprowadzanie innowacji do produkcji;
- wymiana doświadczeń i wiedzy;
- wzrost konkurencyjności;
- badanie głównych kierunków rynku.
Co roku na terenach targowych Expocentre spotykają się czołowe postaci i przedstawiciele segmentu, aby zaprezentować dotychczasowe osiągnięcia i osiągnięcia. Tutaj możesz odwiedzić różne konferencje i sympozja, na których omawiane są najważniejsze obszary, w szczególności komunikacja światłowodowa.
Przeczytaj nasze inne artykuły:Komunikacja światłowodowa
Komunikacja światłowodowa- rodzaj telekomunikacji przewodowej, wykorzystującej jako nośnik sygnału informacyjnego, promieniowanie elektromagnetyczne optyczny (bliska podczerwień) oraz kable światłowodowe jako systemy prowadzenia. Ze względu na wysoką częstotliwość nośną i szerokie możliwości multipleksowania przepustowość linii światłowodowych jest wielokrotnie wyższa niż przepustowość wszystkich innych systemów komunikacyjnych i może być mierzona w terabitach na sekundę. Niskie tłumienie światła w światłowodzie pozwala na wykorzystanie komunikacji światłowodowej na duże odległości bez użycia wzmacniaczy. Komunikacja światłowodowa jest wolna od zakłóceń elektromagnetycznych i jest trudno dostępna dla osób nieuprawnionych – technicznie niezwykle trudne jest przechwycenie niezauważonego sygnału przesyłanego kablem optycznym.
Podstawa fizyczna
Komunikacja światłowodowa opiera się na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia fal elektromagnetycznych na styku dielektryków o różnych współczynnikach załamania. Włókno światłowodowe składa się z dwóch elementów - rdzenia, który stanowi światłowód bezpośredni oraz płaszcza. Współczynnik załamania rdzenia jest nieco wyższy niż współczynnik załamania płaszcza, dzięki czemu wiązka światła, doświadczając wielokrotnych odbić na granicy rdzeń-płaszcz, rozchodzi się w rdzeniu bez jego opuszczania.
Podanie
Komunikacja światłowodowa jest coraz częściej stosowana we wszystkich obszarach - od komputerów i systemów pokładowych, samolotów i statków, po systemy do przesyłania informacji na duże odległości, na przykład światłowodowa linia komunikacyjna z Europy Zachodniej do Japonii, z których duża część przechodzi przez terytorium Rosji. Ponadto zwiększa się łączna długość podwodnych światłowodowych linii komunikacyjnych między kontynentami.
Zobacz też
- Kanały wycieku informacji przesyłanych przez optyczne linie komunikacyjne
Notatki (edytuj)
Fundacja Wikimedia. 2010.
- Światłowodowe linie komunikacyjne
- Światłowód
Zobacz, co „Komunikacja światłowodowa” znajduje się w innych słownikach:
KOMUNIKACJA ŚWIATŁOWODOWA- Rodzaj telekomunikacji przewodowej wykorzystujący promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu optycznego (bliskiej podczerwieni) jako nośnik sygnału informacyjnego oraz światłowody jako systemy naprowadzające.Słownik terminów biznesowych.... ... Słowniczek biznesowy
komunikacja światłowodowa- - [L.G. Sumenko. Angielsko-rosyjski słownik technologii informacyjnej. M.: GP TsNIIS, 2003.] Tematy Technologia informacyjna ogólne połączenie światłowodowe ENFOCkomunikacja światłowodowa…
ogólnoświatowa komunikacja światłowodowa- - [L.G. Sumenko. Angielsko-rosyjski słownik technologii informacyjnej. M .: GP TsNIIS, 2003.] Tematy technologie informacyjne w ogóle Łącze światłowodowe EN na całym świecieFLAG ... Poradnik tłumacza technicznego
KOMUNIKACJA OPTYCZNA- przekazywanie informacji za pomocą światła. Najprostsze (nieinformacyjne) typy O. s. były używane od końca. 18 wiek (np. alfabet semaforów). Wraz z pojawieniem się laserów stało się możliwe przejście na optykę. zakres środków i zasad pozyskiwania, przetwarzania ... ... Encyklopedia fizyczna
Światłowodowa linia transmisyjna- (FOCL), Światłowodowa linia komunikacyjna (FOCL) to system światłowodowy składający się z elementów pasywnych i aktywnych, przeznaczony do przesyłania informacji w zakresie optycznym (zwykle bliskiej podczerwieni). Spis treści 1 ... Wikipedia
Światłowód jest obecnie uważany za najbardziej zaawansowany środowisko fizyczne do przesyłania informacji, a także najbardziej obiecujące medium do przesyłania dużych strumieni informacji na duże odległości. Podstawy do takiego myślenia wynikają z szeregu cech właściwych światłowodom.
1.1 Cechy fizyczne.
- Szerokopasmowe sygnały optyczne dzięki wyjątkowo wysokiej częstotliwości nośnej (Fo = 10 ** 14 Hz). Oznacza to, że informacje mogą być przesyłane za pośrednictwem optycznej linii komunikacyjnej z szybkością około 10**12 bit/s lub terabit/s. Innymi słowy, jedno światłowód może jednocześnie przesyłać 10 milionów rozmowy telefoniczne i milion sygnałów wideo. Szybkość przesyłania danych można zwiększyć, przesyłając informacje w dwóch kierunkach jednocześnie, ponieważ fale świetlne mogą rozchodzić się w jednym włóknie niezależnie od siebie. Dodatkowo w światłowodzie mogą rozchodzić się sygnały świetlne o dwóch różnych polaryzacjach, co umożliwia podwojenie szerokości pasma optycznego kanału komunikacyjnego. Do tej pory limit gęstości informacji przesyłanych światłowodem nie został osiągnięty. Bardzo niskie (w porównaniu do innych mediów) tłumienie sygnału świetlnego w światłowodzie. Najlepsze próbki rosyjskiego światłowodu mają tłumienie 0,22 dB/km przy długości fali 1,55 µm, co umożliwia budowanie linii komunikacyjnych o długości do 100 km bez regeneracji sygnału. Dla porównania najlepsze światłowód Sumitomo przy 1,55 µm ma tłumienie 0,154 dB/km. Laboratoria optyczne w Stanach Zjednoczonych opracowują jeszcze bardziej „przezroczyste” tzw. włókna fluorocyrkonianowe z teoretyczną granicą rzędu 0,02 dB/km przy długości fali 2,5 μm. Badania laboratoryjne wykazały, że w oparciu o takie włókna można tworzyć linie komunikacyjne z odcinkami regeneracji na odcinku 4600 km z prędkością transmisji rzędu 1 Gbit/s.
1.2 Cechy techniczne.
- Włókno wykonane jest z krzemionki opartej na krzemionce, która jest powszechnym, a przez to niedrogim materiałem, w przeciwieństwie do miedzi.
- Włókna światłowodowe mają średnicę około 100 mikronów, co oznacza, że są bardzo kompaktowe i lekkie, co czyni je obiecującymi do zastosowania w lotnictwie, oprzyrządowaniu i technice kablowej.
- Włókna szklane nie są metalem, podczas budowy systemów komunikacyjnych automatycznie uzyskuje się galwaniczną izolację segmentów. Przy użyciu bardzo mocnego plastiku fabryki kabli produkują samonośne kable napowietrzne, które nie zawierają metalu i dzięki temu są bezpieczne elektrycznie. Kable te można montować na masztach istniejących linii energetycznych, oddzielnie lub osadzone w przewodzie fazowym, co pozwala zaoszczędzić znaczne koszty związane z układaniem kabla przez rzeki i inne przeszkody.
- Systemy komunikacji oparte na światłowodach są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, a informacje przesyłane światłowodami zabezpieczone są przed nieuprawnionym dostępem. Światłowodowe linie komunikacyjne nie mogą być podsłuchiwane w sposób nieniszczący. Każdy wpływ na światłowód można rejestrować poprzez monitorowanie (ciągłą kontrolę) integralności linii. Teoretycznie istnieją sposoby na ominięcie ochrony poprzez monitoring, ale koszty wdrożenia tych metod będą tak duże, że przewyższą koszt przechwyconych informacji.
Istnieje sposób na tajną transmisję informacji przez optyczne linie komunikacyjne. W przypadku transmisji ukrytej sygnał ze źródła promieniowania jest modulowany nie amplitudowo, jak w konwencjonalnych systemach, ale w fazie. Następnie sygnał jest mieszany ze sobą, opóźniony o pewien czas dłuższy niż czas koherencji źródła promieniowania.
Dzięki tej metodzie transmisji informacje nie mogą zostać przechwycone przez detektor promieniowania amplitudowego, ponieważ zarejestruje on tylko sygnał o stałym natężeniu.
Aby wykryć przechwycony sygnał, potrzebny jest przestrajalny interferometr Michelsona o specjalnej konstrukcji. Ponadto widoczność wzoru interferencyjnego może być osłabiona jako 1: 2N, gdzie N jest liczbą sygnałów jednocześnie transmitowanych przez optyczny system komunikacyjny. Może być dystrybuowany przesyłane informacje nad wieloma sygnałami lub przesyłać kilka sygnałów szumu, pogarszając w ten sposób warunki przechwytywania informacji. Aby manipulować sygnałem optycznym, wymagany byłby znaczny odbiór mocy od światłowodu, a te zakłócenia mogą być łatwo wykryte przez systemy monitorujące.
Ważną właściwością światłowodu jest trwałość. Żywotność światłowodu, czyli zachowanie jego właściwości w określonych granicach przekracza 25 lat, co umożliwia jednokrotne ułożenie światłowodu i w razie potrzeby zwiększenie przepustowości kanału poprzez wymianę odbiorników i nadajników na szybsze te.
Technologia światłowodowa ma swoje wady:
- Podczas tworzenia linii komunikacyjnej wymagane są wysoce niezawodne elementy aktywne, które przekształcają sygnały elektryczne w światło i światło w sygnały elektryczne. Wymagane są również złącza optyczne (złącza) o niskich stratach optycznych i dużym zasobach łączących i rozłączających. Dokładność wykonania takich elementów linii komunikacyjnej musi odpowiadać długości fali promieniowania, to znaczy błędy muszą być rzędu ułamka mikrona. Dlatego produkcja takich elementów do optycznych linii komunikacyjnych jest bardzo kosztowna.
- Inną wadą jest to, że instalacja światłowodów wymaga precyzyjnego, a przez to drogiego sprzętu przetwarzającego.
- Dzięki temu w przypadku awarii (pęknięcia) kabla optycznego koszty naprawy są wyższe niż w przypadku pracy z kablami miedzianymi.
Korzyści płynące ze stosowania światłowodowych linii komunikacyjnych (FOCL) są na tyle znaczące, że pomimo wymienionych wad światłowodu, te linie komunikacyjne są coraz częściej wykorzystywane do przesyłania informacji.
2. Światłowód
Przemysł wielu krajów opanował produkcję szerokiej gamy produktów i komponentów do światłowodowych linii komunikacyjnych. Należy zauważyć, że produkcja komponentów FOCL, przede wszystkim światłowodów, charakteryzuje się wysokim stopniem koncentracji. Większość firm znajduje się w Stanach Zjednoczonych. Posiadając główne patenty, firmy amerykańskie (przede wszystkim dotyczy to firmy „CORNING”) mają wpływ na produkcję i rynek światłowodowych linii komunikacyjnych na całym świecie, dzięki wnioskowi umowy licencyjne z innymi firmami i wspólnymi przedsięwzięciami.
Najważniejszym elementem łącza światłowodowego jest światłowód. Do transmisji sygnału wykorzystywane są dwa rodzaje światłowodów: jednomodowe i wielomodowe. Włókna wzięły swoją nazwę od sposobu propagacji w nich promieniowania. Włókno składa się z rdzenia i płaszcza o różnych współczynnikach załamania n1 i n2.
W światłowodzie jednomodowym średnica rdzenia światłowodu jest rzędu 8-10 mikronów, czyli porównywalna z długością fali świetlnej. Przy tej geometrii tylko jedna wiązka (jeden mod) może propagować we włóknie.
W światłowodzie wielomodowym rozmiar rdzenia światłowodu jest rzędu 50-60 mikronów, co umożliwia propagację dużej liczby wiązek (wiele modów).
Oba typy włókien charakteryzują się dwoma ważnymi parametrami: tłumieniem i dyspersją.
Tłumienie jest zwykle mierzone w dB/km i jest określane przez straty pochłaniania i rozpraszania promieniowania w światłowodzie.
Strata absorpcji zależy od czystości materiału, strata rozpraszania zależy od niejednorodności współczynnika załamania materiału.
Tłumienie zależy od długości fali promieniowania wprowadzonego do włókna. Obecnie transmisja sygnału przez światłowód odbywa się w trzech zakresach: 0,85 µm, 1,3 µm, 1,55 µm, gdyż w tych zakresach kwarc ma zwiększoną przezroczystość.
Kolejnym ważnym parametrem światłowodu jest dyspersja. Dyspersja to rozproszenie w czasie składowych widmowych i modowych sygnału optycznego. Istnieją trzy rodzaje dyspersji: tryb, materiał i falowód.
tryb dyspersji jest nieodłącznym elementem światłowodu wielomodowego i wynika z obecności dużej liczby modów, których czas propagacji jest inny
materiałowa zmienność ze względu na zależność współczynnika załamania od długości fali
dyspersja falowodu jest powodowany przez procesy wewnątrz modu i charakteryzuje się zależnością prędkości propagacji modu od długości fali.
Ponieważ dioda LED lub laser emitują określone spektrum długości fal, dyspersja prowadzi do poszerzenia impulsów, gdy propagują się wzdłuż światłowodu, a tym samym generują zniekształcenia sygnału. W ocenie używa się terminu „pasmo przepustowe” - jest to odwrotność poszerzenia impulsu, gdy pokonuje on przez światłowód odległość 1 km. Szerokość pasma jest mierzona w MHz * km. Z definicji szerokości pasma widać, że dyspersja ogranicza zasięg transmisji i górną częstotliwość przesyłanych sygnałów.
Jeżeli z reguły dyspersja modowa dominuje podczas propagacji światła wzdłuż światłowodu wielomodowego, to tylko dwa ostatnie typy dyspersji są nieodłączne dla światłowodu jednomodowego. Przy 1,3 μm dyspersja materiału i dyspersja falowodu w światłowodzie jednomodowym znoszą się nawzajem, zapewniając najwyższą przepustowość.
Tłumienie i dyspersja y różne rodzajeświatłowody są inne. Włókna jednomodowe oferują najlepszą charakterystykę tłumienia i szerokości pasma, ponieważ propaguje się przez nie tylko jedna wiązka. Jednak źródła promieniowania jednomodowe są kilkakrotnie droższe niż wielomodowe. Wprowadzenie promieniowania do światłowodu jednomodowego jest trudniejsze ze względu na mały rozmiar rdzenia światłowodu, z tego samego powodu światłowody jednomodowe są trudne do spawu przy niskich stratach. Zakańczanie światłowodów jednomodowych jest również droższe.
Włókna wielomodowe są wygodniejsze w instalacji, ponieważ rozmiar światłowodu w nich jest kilkakrotnie większy niż w światłowodach jednomodowych. Łatwiej jest zakończyć kabel wielomodowy złączami optycznymi o niskiej tłumienności (do 0,3 dB) na złączu. Emitery o długości fali 0,85 mikrona przeznaczone są do światłowodów wielomodowych - najtańszych i najtańszych emiterów produkowanych w bardzo szerokim zakresie. Jednak tłumienie na tej długości fali dla światłowodów wielomodowych mieści się w zakresie 3-4 dB/km i nie da się znacząco poprawić. Przepustowość włókien wielomodowych sięga 800 MHz*km, co jest dopuszczalne dla sieci lokalne komunikacja, ale za mało dla linii miejskich.
3. Kabel światłowodowy
Drugim najważniejszym elementem decydującym o niezawodności i trwałości FOCL jest kabel światłowodowy (FOC). Dziś na świecie istnieje kilkadziesiąt firm produkujących kable optyczne o różnym przeznaczeniu. Najsłynniejsze z nich: AT&T, General Cable Company (USA); Siecor (Niemcy); kabel BICC (Wielka Brytania); Les cables de Lion (Francja); Nokia (Finlandia); NTT, Sumitomo (Japonia), Pirelli (Włochy).
Parametrami definiującymi w produkcji FOC są warunki pracy i przepustowość linii komunikacyjnej.
W zależności od warunków pracy kable dzielą się na:
- montaż
- stacja
- strefowy
- bagażnik samochodowy
Pierwsze dwa rodzaje kabli przeznaczone są do układania wewnątrz budynków i konstrukcji. Są kompaktowe, lekkie i z reguły mają krótki zapas.
Kable dwóch ostatnich typów są przeznaczone do układania w studniach komunikacji kablowej, w ziemi, na wspornikach wzdłuż linii energetycznych, pod wodą. Kable te są chronione przed wpływami zewnętrznymi i mają długość konstrukcyjną przekraczającą dwa kilometry.
Aby zapewnić wysoką przepustowość linii komunikacyjnej, produkowane są światłowody FOC zawierające niewielką liczbę (do 8) włókien jednomodowych o niskiej tłumienności, a kable do sieci dystrybucyjnych mogą zawierać do 144 włókien, zarówno jednomodowych, jak i wielomodowych, w zależności od odległości między segmentami sieci.
W produkcji FOC stosuje się głównie dwa podejścia:
- konstrukcje ze swobodnym ruchem elementów,
- konstrukcje ze sztywnym połączeniem elementów
W zależności od rodzajów konstrukcji rozróżnia się kable skręcane, skrętki w wiązce, kable z rdzeniem profilowym i kable taśmowe. Istnieje wiele kombinacji konstrukcji kabli światłowodowych, które w połączeniu z dużym asortymentem użytych materiałów, pozwalają wybrać wersję kabla najlepiej odpowiadającą wszystkim warunkom projektu, w tym kosztom.
Specjalną klasę tworzą kable wbudowane w przewód uziemiający.
Rozważmy osobno sposoby łączenia długości budowlanych kabli.
Łączenie odcinków budowlanych kabli optycznych odbywa się za pomocą tulejek kablowych o specjalnej konstrukcji. Złącza te mają dwa lub więcej wejść kablowych, urządzenia do mocowania elementów mocy kabli oraz jedną lub więcej płytek łączących. Płytka łącząca to konstrukcja do przechowywania i zabezpieczania spawanych włókien różnych kabli.
4. Złącza optyczne
Po ułożeniu kabla optycznego konieczne jest podłączenie go do urządzenia nadawczo-odbiorczego. Można to zrobić za pomocą złączy optycznych (złączy). W systemach komunikacyjnych stosuje się wiele typów złączy. Dzisiaj rozważymy tylko główne gatunki, które są najbardziej rozpowszechnione na świecie. Wygląd zewnętrzny złącza pokazano na rysunku.
Charakterystykę złącz przedstawia Tabela 1. Gdy mówimy, że tego typu złącza są najczęściej spotykane, oznacza to, że większość urządzeń FOCL posiada gniazda (adaptery) dla jednego z wymienionych typów złączy. Chciałbym powiedzieć kilka słów o ostatniej części Tabeli 1. Wspomina ona o nowym typie zatwierdzenia: „Push-Pull”.
Tabela 1:
Typ złącza |
telekomunikacja |
telewizja kablowa |
będzie mierzyć. ekwipunek |
Systemy komunikacji dupleksowej |
fiksacja |
|
Mocowanie „Push-Pull” zapewnia podłączenie złącza do wylotu najbardziej w prosty sposób- na zatrzask. Zatrzask blokujący zapewnia bezpieczne połączenie bez konieczności obracania nakrętki złączkowej. Ważną zaletą złączy z mocowaniem Push-Pull jest duża gęstość złączy optycznych na panelach rozdzielczych i krosowych oraz łatwość łączenia.
5. Elementy elektroniczne optycznych systemów komunikacyjnych
Przejdźmy teraz do problemu transmisji i odbioru sygnałów optycznych. Pierwsza generacja nadajników światłowodowych została wprowadzona w 1975 roku. Nadajnik został oparty na diodzie elektroluminescencyjnej pracującej na długości fali 0,85 μm w trybie wielomodowym.
W ciągu następnych trzech lat pojawiła się druga generacja - nadajniki jednomodowe pracujące na długości fali 1,3 μm.
W 1982 roku narodziła się trzecia generacja nadajników – lasery diodowe pracujące na długości fali 1,55 mikrona.
Badania trwały, a teraz pojawiła się czwarta generacja nadajników optycznych, dająca początek spójnym systemom komunikacyjnym – czyli takim, w których informacja jest przekazywana poprzez modulację częstotliwości lub fazy promieniowania. Takie systemy komunikacyjne zapewniają znacznie większy zasięg propagacji sygnału w światłowodzie. Specjaliści NTT zbudowali nieregeneracyjny spójny STM-16 FOCL dla szybkości transmisji 2,48832 Gbit/s przy długości 300 km, a w laboratoriach NTT na początku 1990 roku naukowcy po raz pierwszy stworzyli system komunikacji wykorzystujący wzmacniacze optyczne o prędkość 2,5 Gbit/s na dystansie 2223 km.
Pojawienie się wzmacniaczy optycznych opartych na włóknach domieszkowanych erbem zdolnych do wzmocnienia sygnałów przechodzących przez światłowód o 30 dB dało początek piątej generacji systemów komunikacji optycznej. Obecnie systemy komunikacji optycznej na duże odległości szybko rozwijają się na dystansach tysięcy kilometrów. Transatlantyckie linie komunikacyjne TAT-8 i TAT-9 USA-Europa, linia TRS-3 USA-Hawaje-Japonia i Pacyfik są z powodzeniem eksploatowane. Trwają prace nad ukończeniem budowy globalnego pierścienia komunikacji optycznej Japonia-Singapur-Indie-Arabia Saudyjska-Egipt-Włochy.
V ostatnie lata wraz ze spójnymi systemami komunikacji rozwija się alternatywny kierunek: systemy komunikacji solitonowej. Soliton jest impulsem świetlnym o niezwykłych właściwościach: zachowuje swój kształt i teoretycznie może rozchodzić się wzdłuż „idealnego” światłowodu nieskończenie daleko. Solitony są idealnymi impulsami świetlnymi do komunikacji. Czas trwania solitonu wynosi około 10 bilionowych części sekundy (10 ps). Systemy Soliton, w których pojedynczy bit informacji jest zakodowany przez obecność lub brak solitonu, mogą mieć przepustowość co najmniej 5 Gbit/s w odległości 10 000 km.
Taki system łączności ma być stosowany na już wybudowanej linii transatlantyckiej TAT-8. Będzie to wymagało podniesienia podwodnego światłowodu, demontażu wszystkich regeneratorów i bezpośredniego spawu wszystkich włókien. W rezultacie na podwodnej magistrali nie będzie ani jednego pośredniego regeneratora.
6. Wykorzystanie światłowodowych linii komunikacyjnych w sieciach komputerowych
Wraz z budową globalnych sieci komunikacyjnych światłowód znajduje szerokie zastosowanie w tworzeniu lokalnych sieć komputerowa(LAN).
Firma "VIMCOM OPTIC", zajmująca się automatyką i technologiami elektronicznymi, opracowuje i instaluje lokalne i magistralne Sieci Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, ATM/SDH z wykorzystaniem optycznych linii komunikacyjnych. VIMCOM OPTIC robi to z trzech powodów. Po pierwsze, jest to korzystne. Wzmacniacze nie są wymagane w przypadku instalowania długich segmentów sieci. Po drugie, jest niezawodny. Linie komunikacji optycznej mają bardzo niski poziom szumów, co umożliwia przesyłanie informacji ze wskaźnikiem błędów nie większym niż 10 ** (-10). Po trzecie, jest obiecujący. Światłowodowe linie komunikacyjne umożliwiają zwiększenie możliwości obliczeniowych sieci bez zastępowania komunikacji kablowej. Aby to zrobić, wystarczy zainstalować szybsze nadajniki i odbiorniki. Jest to ważne dla tych użytkowników, którzy chcą rozwijać własną sieć LAN.
Kabel do łączenia segmentów sieci jest niedrogi, ale jego układanie może być największym kosztem instalacji sieci. Wymaga to pracy nie tylko techników kablowych, ale także całego zespołu konstruktorów (tynkarzy, malarzy, elektryków), co nie będzie tanie, jeśli weźmie się pod uwagę rosnące koszty pracy ręcznej. Podstawowe topologie sieci LAN: magistrala, gwiazda, pierścień. Obecnie światłowód jest trudny do wykorzystania w budowie wspólnej magistrali, ale jest wygodny w użyciu do komunikacji punkt-punkt, stosowanej w topologiach gwiazdy i pierścienia.
Schemat FOCL, stosowany w szczególności w sieci LAN, jest zorganizowany w następujący sposób:
Sygnał elektryczny pochodzi ze sterownika sieciowego zainstalowanego w stanowisko pracy lub serwer (np. sieć Kontroler Ethernet), następnie trafia na wejście elektryczne transceivera (na przykład optycznego transceivera ISOLAN 3Com), które zamienia sygnał elektryczny na optyczny. Kabel optyczny (na przykład OKG-50-2) jest podłączony do złączy optycznych transceivera za pomocą złączy optycznych (na przykład ST).
Rozważmy kilka opcji budowy światłowodowych linii komunikacyjnych.
- FOCL w jednym budynku. W tym przypadku do komunikacji stosuje się dwuwłóknowy OK (typ „Noodles”), który w razie potrzeby można ułożyć w tubie PND-32 pod podniesioną podłogą lub wzdłuż ścian w ozdobnych pudełkach. Wszelkie prace mogą być wykonane przez klienta we własnym zakresie, jeśli dostarczony kabel jest zakończony odpowiednimi złączami.
- FOCL między budynkami jest budowany z układem FOC wzdłuż studni komunikacji kablowej lub poprzez zawieszenie FOC między podporami. W takim przypadku konieczne jest zapewnienie interfejsu grubego kabla wielowłóknowego z transceiverami optycznymi. W tym celu stosuje się tulejki kablowe, w których przecina się końce FOC, identyfikuje się włókna i zakańcza je złączami odpowiadającymi wybranym transceiverom. Tę pracę można wykonać na kilka sposobów.
- FOC można zamówić w specjalnej wersji Break-Out. Jest to opcja droższa, ale kabel można od razu zakończyć złączami optycznymi, zakańczane moduły (przewody podobne do przewodów montażowych) można wyjąć ze złącza i podłączyć do aparatury odbiorczej i nadawczej.
- Przewody optyczne ze złączami na jednym końcu (pig tail) można przyspawać do włókien przeciętych w puszce kablowej. Długość ogona świńskiego dobrana jest dla wygody użytkownika (np. 3 m).
- Włókna można zakańczać złączami i wpinać od wewnątrz do złączy optycznych wbudowanych w ściankę puszki. Na zewnątrz złącze jest wpinane w złącze kabla optycznego prowadzącego do sprzętu nadawczego i odbiorczego.
Możliwe są również inne sposoby połączenia FOC z transceiverami optycznymi. Każda metoda ma swoje zalety i wady. W praktyce specjalistów VIMCOM OPTIC rozpowszechniła się trzecia metoda, ponieważ jest ekonomiczna, niezawodna, zapewnia niskie tłumienie wtrąceniowe dzięki zastosowaniu gniazd i złącz z elementami ceramicznymi, a także jest wygodna dla użytkowników.
Na szczególną uwagę zasługuje potrzeba optycznego połączenia skrośnego.
Należy zauważyć, że w ostatnich latach opracowano kilka metod łączenia światłowodów. Za uniwersalną uważa się metodę łączenia włókien przez spawanie na specjalnym aparacie. Takie urządzenia są produkowane przez firmy: BICC (Wielka Brytania), Ericsson (Szwecja), Fujikura, Sumitomo (Japonia). Wysoki koszt spawarek doprowadził do powstania alternatywnych technologii spawania światłowodów.
Na przykład do szybkiego łączenia włókien stosuje się obecnie specjalnie opracowane przez firmę 3M „spawy” mechaniczne. Są to plastikowe urządzenia o wymiarach 40x7x4 mm, składające się z dwóch części: korpusu i osłony. Wewnątrz korpusu znajduje się specjalny rowek, w który różne strony włókna, które mają być połączone, są wstawiane. Następnie zakłada się pokrowiec, który jest jednocześnie zamkiem. Specjalna konstrukcja „splotu” niezawodnie centruje włókna. Okazuje się, że jest to szczelne i wysokiej jakości połączenie włókien ze stratą na styku ~ 0,1 dB. Takie „sploty” są szczególnie wygodne do szybkiej naprawy uszkodzeń światłowodowych linii komunikacyjnych. Czas łączenia dwóch włókien nie przekracza 30 sekund po przygotowaniu włókien (usunięto powłokę ochronną, wykonano cięcie ściśle prostopadłe). Montaż odbywa się bez użycia kleju i specjalnego sprzętu, co jest bardzo wygodne podczas pracy w trudno dostępnym miejscu (na przykład w studni kablowej).
SIECOR oferuje kolejną technologię spajania włókien, w której włókna są wprowadzane do precyzyjnej tulei. Na styku włókien wewnątrz tulei znajduje się żel na bazie silikonu o wysokiej przezroczystości o współczynniku załamania zbliżonym do współczynnika załamania światłowodu. Żel ten zapewnia kontakt optyczny pomiędzy końcami splatanych włókien i jednocześnie uszczelnia złącze.
Inne metody łączenia są mniej powszechne, nie będziemy się nad nimi rozwodzić.
Firma VIMKOM OPTIC wykonuje montaż optycznych linii komunikacyjnych za pomocą spawarki Sumitomo typ 35 SE. Urządzenie to umożliwia splatanie dowolnego rodzaju włókien w trybie ręcznym i automatycznym, testuje włókno przed spawaniem, ustawia optymalne parametry pracy, ocenia jakość powierzchni włókien przed spawaniem, mierzy ubytki na połączeniach włókien i w razie potrzeby podaje parametry polecenie, aby powtórzyć łączenie. Dodatkowo urządzenie zabezpiecza miejsce spawania specjalną tuleją oraz sprawdza wytrzymałość złącza spawanego. Maszyna potrafi splatać włókna jednomodowe i wielomodowe ze stratą 0,01dB, co jest doskonałym wynikiem. Szczególnie chciałbym powiedzieć o specjalnie opracowanej metodzie oceny jakości spawania. W urządzeniach o innych konstrukcjach, np. BICC, włókno jest zaginane, a w miejsce zagięcia światłowodu przeznaczonego do zgrzewania wprowadzane jest promieniowanie laserowe, które jest rejestrowane w miejscu zagięcia drugiego włókna do zgrzewania przez fotodetektor. Przy tej metodzie pomiarowej włókno poddawane jest nadmiernym odkształceniom zginającym, co może prowadzić do powstawania pęknięć w tym odcinku włókna. Sumitomo wykonuje pomiary w sposób nieniszczący w oparciu o przetwarzanie informacji wideo przy użyciu specjalnie opracowanych algorytmów.
W przypadku niektórych zastosowań specjalnych dostępne są światłowody ze specjalną powłoką płaszcza lub ze złożonym profilem współczynnika załamania światła na styku rdzeń-płaszcz. Bardzo trudno jest wprowadzić promieniowanie sondujące do takich włókien w obszarze zgięcia. W przypadku urządzeń Sumitomo praca ze specjalnymi włóknami jest prosta. Takie urządzenia są dość drogie, ale pracujemy właśnie z takimi urządzeniami. Osiąga to dwa cele: 1) wysoka jakość spawanie, 2) duża szybkość pracy, co ma znaczenie przy realizacji ważnych zleceń (pilna eliminacja wypadku na głównej linii komunikacyjnej).
Podczas instalacji FOCL linia jest testowana za pomocą reflektometru optycznego. W opinii specjalistów VIMCOM OPTIC jednym z najbardziej odpowiednich urządzeń do tych celów jest minireflektometr Ando AQ7220. Lekki i kompaktowy (340x235x100 mm, 4,6 kg z wbudowanym akumulatorem na 3-4 godziny pracy), jest szczególnie wygodny do pracy w terenie. Urządzenie ma pamięć wewnętrzna napęd dyskietek 3,5" dysk twardy(Dodatkowo).
Wzrost sprzedaży prowadzi do znacznego obniżenia kosztów wszystkich elementów światłowodowych linii komunikacyjnych, a nowe technologie budowy sieci optycznych umożliwiają tworzenie wysoce niezawodnej telekomunikacji.
