Optička komunikacija: karakteristike, prednosti i nedostaci

Optička vlakna se dugi niz godina smatraju jednim od centralnih pravaca razvoja u oblasti komunikacionih tehnologija. Stručnjaci su u početku polagali velike nade u ovaj koncept, što do danas potvrđuju samo periodični uspjesi u postavljanju komunikacijskih mreža različitih razmjera. Konkretno, optička komunikacija već je pokazala svoju efikasnost na primjeru Pacifičkih komunikacijskih linija, a u budućnosti se ta osnova planira koristiti u laserskim i senzorskim sistemima.

Šta su optička vlakna?

Komunikacija zasnovana na optičkim mrežama formira se po principu elektromagnetnog zračenja, zbog čega se signal prenosi. Fizički nosač su optička vlakna koja karakteriše otpornost na smetnje i visok protok. Dakle, šta je lagani vodič i kakve veze ima sa prenosom podataka? Ovo vlakno, napravljeno na bazi stakla sa nekim aditivima, zahvaljujući kojem proizvođač može varirati pojedinačne optičke karakteristike. U najmanju ruku, potreban je polimerni premaz za zaštitu svjetlosnog vodiča od vanjskih oštećenja. Zapravo, ovo vlakno je takođe heterogeno po svojoj strukturi. Sastoji se od jezgra prečnika oko 8-10 mikrona, kao i ambijentalne ljuske koja formira cilindar debljine oko 100-125 mikrona. Princip rada od optičkog komunikacionog kanala je sposobnost vlakna da obezbedi unutrašnju refleksiju elektromagnetnih talasa sa određenim indeksima prelamanja. Uslovno snop svjetlosti tokom kretanja unutar vlakana ogleda se od ljuske iznutra bez napuštanja konture. Dakle, signal se isporučuje sa različitim vrijednostima gubitka.

Operativne karakteristike optičkih mreža

Glavni pozitivni aspekti rada optičkih linija povezani su sa velikom brzinom isporuke informacija. Donedavno je ta vrijednost izražena kao indikator zapisa od 1 terabita u sekundi. Međutim, čak se i sada ovi podaci smatraju irelevantnim sa stanovišta rekordnih pokazatelja. Dakle, nove tehnologije sistema za multipleksiranje talasa omogućile su optičkim vlaknima da obezbede brzinu signala od 15 Tbit / s. Velike telekomunikacione korporacije praktikuju upotrebu višekanalne optičke komunikacije na udaljenostima do 10.000 km sa podrškom za brzine od 100 Gbit / s. Inače, jedna ruta može sadržavati do 150-200 kanala, što je zbog malog prečnika vlakana. Jedna glavna linija bez vanjske zaštitne ljuske ima debljinu ne više od 1 cm. Što se tiče vrijednosti slabljenja, koja utiče ne samo na brzinu, već i na ukupni kvalitet prijenosa signala, ovaj indikator u slučaju optičkih vlakana je 5 dB / km. Ovo je izuzetno dobar pokazatelj u poređenju sa tradicionalnim električnim mrežama, što omogućava postavljanje linija za 100 km ili više bez intermedijarne tačke konverzije signala.

Prednosti tehnologije

Uz veliku brzinu prenosa podataka i nizak efekat slabljenja, među prednostima optičkih vlakana primećuju se sledeće prednosti:

• Trajanje linija.
• Tehnološka pouzdanost.
• Zaštita od spoljnih elektromagnetnih uticaja.
• Visok nivo kodiranja signala, praktično eliminišući mogućnost presretanja podataka.
• Širokopojasni.
• Lagana i skromna veličina.

Koliko će gore navedenih prednosti biti otkriveno u određenoj optičkoj komunikacijskoj liniji ovisi o metodama njenog polaganja i kvaliteti materijala. Na primjer, jedna od najvažnijih prepreka masovnom prelasku na ovaj način organizacije komunikacija u Rusiji je nizak nivo stručnjaka u ovoj oblasti i nezadovoljavajući kvalitet potrošnog materijala.

Mane tehnologije

Postoje i karakteristični nedostaci optičkih mreža, koji se mogu manifestovati i bez obzira na kvalitet tehničke implementacije komunikacionih kanala. Među njima je zapaženo:

• Visoka cijena. Kako u fazi organizovanja tehničke infrastrukture, tako i u procesu njenog održavanja, troškovi i dalje premašuju troškove postavljanja i rada poznatijih komunikacionih linija.
• Krhkost strukture. Jedan od najosjetljivijih nedostataka optičkih vlakana su ograničenja prilikom njihovog polaganja. Moguće je osigurati trajnost rada optičke komunikacije visokog nivoa samo ako su linije postavljene direktno. Međutim, ovaj problem se postepeno rješava upravo uvođenjem posebnih aditiva u strukturu jezgre vlakana.
• Visoki zahtjevi za telekomunikacionu infrastrukturu. Opet, moguće je računati na visoke operativne performanse kada se koriste optičke linije samo ako je sistem organizovan na savremenoj mrežnoj opremi.

Primjena optičkih komunikacija u Rusiji

Kao i u drugim zemljama sa naprednim tehnološkim razvojem, u Rusiji optička vlakna prvenstveno nalaze svoje mjesto u telekomunikacionoj industriji. Međutim, ovo nije jedino područje koje savladava ovu tehnologiju. Optička vlakna se koriste u mjernoj opremi, rendgenskim aparatima (uključujući MRI), žiroskopima i sigurnosnim i alarmnim sistemima. Istovremeno, metode tehničke integracije često su slične prirode, što potvrđuje i raspon zaposlenih potrebnih za organizaciju ovakvih sistema. Konkretno, slobodna radna mjesta za optičke komunikacije uključuju _mjesta za stručnjake za zavarivanje, instalatere i dizajnere inženjerskih sistema, isto važi i za sferu održavanja infrastruktura optičkih vlakana.

Problemi implementacije optičkih komunikacija

Veliki broj velikih ruskih provajdera koji rade u oblasti telekomunikacijske podrške doživljavaju finansijske poteškoće sa prelaskom na nove tehnologije za organizaciju mrežne podrške. To je dijelom posljedica visokih troškova tehničke obnove mreža uz potpunu zamjenu i nosača signala i operativne opreme. Moskovska kompanija MGTS smatra optičku komunikaciju jednim od ključnih područja razvoja danas, ali istovremeno njeni predstavnici primjećuju i poteškoće povezane sa nespremnošću samih pretplatnika da pređu na nova tehnološka sredstva. Mnogi korisnici su zadovoljni tradicionalnom mrežom bakarnih provodnika, koja obezbeđuje dovoljne potrošačke karakteristike prenosa podataka. Ne žele da preplaćuju inovacije, što primorava operatera da snosi troškove održavanja dve vrste telekomunikacionih mreža.

Perspektive za razvoj optičkih komunikacija

Ako je masovno potrošačko tržište još uvijek suzdržano prema evolucijskom procesu prelaska na optička vlakna, tada vodeće svjetske korporacije već gledaju u budućnost, u kojoj se nalaze optičke komunikacijske tehnologije različitih sfere. Trenutno se područja koja najviše obećavaju mogu nazvati distribuiranim senzorskim sistemima i laserima od optičkih vlakana. Prva tehnologija omogućit će ispitivanje bez razaranja građevinskih i inženjerskih konstrukcija sa širokim rasponom rezultata analize-posebno s tačnim pokazateljima procesa temperature, pritiska i deformacije objekta. Što se tiče lasera sa optičkim vlaknima, njihovi svojstva i karakteristike zračeni talasi mogu pružiti neviđene mogućnosti u fizičkom obrada čvrstih materijala.

Zaključak

Komunikacija zasnovana na optičkoj tehnologiji, sa svim negativnim faktorima primjene, proširuje raspon svoje pokrivenosti. Tome je u velikoj mjeri doprinio tehnološki format GPON mreže, koja je optimizirani koncept okosnih optičkih komunikacijskih linija. , Rostelecom, kao jedna od najvećih telekomunikacionih kompanija u Rusiji, napravio je veliki korak u tehnološkom razvoju ovog formata. Do danas vrši polaganje linija bez srednjih pojačavajućih čvorova na udaljenostima od 20 do 60 km sa podrškom za brzine do 1,25 Gb/s. A ovo je samo jedan od mogućih formata za upotrebu optičkih vlakana u telekomunikacijama danas.