Ответим на вопросы (звонок бесплатный)
8 800 775-58-55

ВОЛС и развитие информационных технологий

С развитием информационных технологий и распространением интернета по всему земному шару, остро встал вопрос о способах быстрой и безопасной передачи огромного количества информации. Имеющиеся в то время медные линии связи уже полностью исчерпали свой ресурс по емкости и скорости передаваемого сигнала. Чтобы успевать за бурно развивающимися телевизионными и интернет технологиями требовалось удваивать количество имеющихся линий связи каждые пять лет, что конечно со временем стало бы совсем нереально. Необходимо было менять саму технологию передачи информации, что и было сделано в конце 70-х годов прошлого века, когда появились первые оптические линии связи.

Волоконно-оптические линии связи

Физические основы

Оптическое волокно – это очень тонкая двухкомпонентная нить из стекла или пластика, способная транспортировать свет на большие расстояния за счет эффекта абсолютного внутреннего отражения. Если внутрь волокна направить луч света, то пройдя через оптоволокно параметры луча, не изменяться, что достигается за счет очень малых потерь при практически полном отражении его от внутренних стенок волокна. Таким образом, по оптоволокну свет можно передавать за сотни километров без существенных потерь. А так как свет – это электромагнитные волны очень высокой частоты, то используя эту частоту как несущую можно передавать информацию с потрясающей скоростью – до 1 терабит/сек. Что эквивалентно передаче примерно миллиона небольших видеороликов одновременно. И это только используя одно волокно. Если использовать кабель, имеющий несколько десятков волокон, то можно решить вопрос с передачей просто огромного количества информации одновременно.

Преимущества оптоволокна

Широкая полоса пропускания сигнала – важнейшее преимущество оптической линии перед медными проводниками. Позволяет на несколько порядков увеличить пропускную способность линий связи.

Малые потери при передаче сигнала позволяют сооружать оптические линии длинной до 100км без дополнительного усиления сигнала.

Очень низкий уровень шума позволяет без снижения качества передавать сигналы с различной модуляцией за счет чего можно резко нарастить пропускную способность канала.

Отличная помехозащищенность обусловлена отсутствием в оптоволокне электрического тока, восприимчивого к различным электромагнитным возмущениям и наводкам. Дополнительным преимуществом также является полная гальваническая развязка источника и приемника сигнала.

Большой срок эксплуатации достигается за счет применения материалов устойчивых к окислению. Из этого вытекает практически полное отсутствие регламентных работ по техническому обслуживанию таких линий.

Еще одним немаловажным преимуществом является полная электрическая безопасность. Можно быть уверенным, что при эксплуатации оптических линий  обслуживающий персонал не подвергнется негативному воздействию электромагнитных полей и больших напряжений.

Недостатки оптоволокна

Основным недостатком оптоволокна является невозможность простого и быстрого соединения двух линий при прокладке и ремонте. Для того чтобы качественно осуществить такую операцию необходимо специальное сварочное оборудование, стоимость которого достаточно высока. К тому же для работы на этом оборудовании необходим высококвалифицированный персонал, разбирающийся во всех тонкостях оптоволоконной технологии.

Еще одной непростой проблемой, которую необходимо постоянно решать является  необходимость преобразования света в электричество и наоборот, что значительно осложняет техническую сторону  проекта.

Области применения

Оптоволоконные линии очень быстро вытеснили обычные медные линии связи. Наиболее широко они применяются в следующих областях:

  • передача информации – наиболее востребованная область применения. Везде, где есть потребность в защищенном приеме и передаче большого количества информации используется оптоволокно.
  • вычислительные сети – на основе оптоволоконных линий организованно соединение множества компьютеров в одну общую сеть для эффективного обмена данными между ними.
  • кабельное телевидение – все линии связи в кабельном телевидении сделаны из оптоволокна.
  • передача данных с датчиков – в энергетике для быстроты приема информации от важных датчиков они подключены к системе управления с помощью оптоволоконной сети.

Типы оптоволокна

Оптоволокно разделяется по типу передаваемого сигнала на одномодовые и многомодовые волокна.

Одномодовые волокна имеют малый диаметр сердцевины волокна, поэтому свет проходит через нее как бы одним пучком – модой. Такие волокна позволяют передавать информацию на большие расстояния без ее искажения. Их недостатком является сложность и дороговизна передающего и приемного оборудования.

Многомодовые волокна имеют больший диаметр сердцевины волокна, через них свет проходит по различным траекториям и на выходе получается небольшой фазовый сдвиг пучка света, то есть много мод. Такие волокна позволяют применять более дешевое приемо-передающее оборудование, но проигрывают в расстоянии передачи сигнала без существенного искажения.   

Комбинируя различные типы волокна можно удешевить оптоволоконную сеть без существенной потери качества передаваемого сигнала. Одномодовые кабели обычно используются для связи удаленных объектов, тогда как многомодовые кабели целесообразно применять для построения пользовательской сети разнесенной на расстояние не больше двух километров.

Перспективы развития

В настоящее время активно тестируются новые способы передачи сигнала, а также материалы, с помощью которых можно повысить полосу пропускания практически на порядок. Кроме того оптоволокно все активнее внедряется в высокотехнологичные и инновационные области промышленности. Связь с датчиками на опасных производствах и атомных станциях уже давно выполняется исключительно с применением оптоволокна. Теперь к этому добавляется использование оптоволокна в космической, авиационной и, конечно же, в военной промышленности. Применение оптоволокна дает столько преимуществ, что на второй план уходит основной его недостаток – дороговизна. Именно поэтому оптоволокно признано материалом 21 века.