Optika se već dugi niz godina smatra jednim od centralnih područja razvoja u oblasti komunikacijske tehnologije. Stručnjaci su u početku polagali velike nade u ovaj koncept, što do danas samo potvrđuju povremeni uspjesi u postavljanju komunikacijskih mreža različitih veličina. Konkretno, optička komunikacija je već pokazala svoju efikasnost na primjeru pacifičkih komunikacionih linija, au budućnosti se ova osnova planira koristiti u laserskim i senzorskim sistemima.
Šta su vlakna?
Komunikacija zasnovana na fiber-optičkim mrežama formirana je na principu elektromagnetnog zračenja, zbog čega se prenosi signal. Fizički nosač su svjetlosni vodiči, koji se odlikuju otpornošću na smetnje i velikom propusnošću. Dakle, šta je svjetlovod i kakve veze ima sa prijenosom podataka? Ovo vlakno je napravljeno od stakla saneki aditivi, zahvaljujući kojima proizvođač može varirati pojedinačne optičke karakteristike. Kao minimum, potreban je polimerni premaz za zaštitu vlakana od vanjskih oštećenja. Zapravo, ovo vlakno je i po svojoj strukturi heterogeno. Sastoji se od jezgra prečnika oko 8-10 mikrona, kao i okolne ljuske koja formira cilindar debljine oko 100-125 mikrona. Princip rada komunikacijskog kanala optičkih vlakana leži u sposobnosti svjetlovoda da obezbijedi unutrašnju refleksiju elektromagnetnih talasa sa određenim indeksima prelamanja. Uvjetni snop svjetlosti u procesu kretanja unutar optičkog vlakna odbija se od školjke iznutra, bez napuštanja kruga. Na ovaj način se isporučuje signal sa različitim vrijednostima gubitaka.
Karakteristike performansi optičkih mreža
Glavni pozitivni aspekti rada optičkih linija povezani su sa velikom brzinom isporuke informacija. Do nedavno, ova vrijednost se izražavala kao rekordna cifra od 1 terabita u sekundi. Međutim, čak se i sada ovi podaci smatraju irelevantnim u smislu rekordnih brojki. Tako su nove tehnologije talasnog multipleksiranja omogućile optičkim vlaknima da obezbede brzinu signala od 15 Tbps. Velike telekomunikacijske korporacije praktikuju upotrebu višekanalne optičke komunikacije na udaljenostima do 10.000 km uz podršku za brzine od 100 Gbps. Inače, jedan trag može sadržavati do 150-200 kanala, štozbog malog prečnika vlakana. Jedan magistralni vod bez vanjskog zaštitnog omotača ima debljinu ne veću od 1 cm. Što se tiče količine slabljenja, koja utiče ne samo na brzinu, već i na ukupni kvalitet prijenosa signala, ova brojka u slučaju optičkog vlakna je 5 dB/km. Ovo je izuzetno dobar pokazatelj u poređenju sa tradicionalnim električnim mrežama, koji omogućava polaganje vodova za 100 km ili više bez srednjih tačaka konverzije signala.
Prednosti tehnologije
Zajedno sa velikom brzinom prenosa i malim efektom slabljenja, optička vlakna imaju sljedeće prednosti:
- Trajnost linijskog rada.
- Pouzdanost procesa.
- Zaštita od spoljašnjih elektromagnetnih uticaja.
- Visoki nivo kodiranja signala, praktično eliminirajući mogućnost presretanja podataka.
- Broadband.
- Mala težina i skromna veličina.
U kojoj mjeri će se gore navedene prednosti otkriti u određenoj optičkoj komunikacijskoj liniji ovisi o načinu njenog polaganja i kvaliteti materijala. Tako, 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.
Nedostaci tehnologije
Postoje i karakteristični nedostaci optičkih mreža, koji se čak mogu pojavitibez obzira na kvalitet tehničke implementacije komunikacionih kanala. Među njima je zabilježeno:
- Visoka cijena. I u fazi organizovanja tehničke infrastrukture iu procesu njenog održavanja, troškovi i dalje premašuju troškove postavljanja i rada poznatijih komunikacijskih linija.
- Krhkost strukture. Jedan od najosetljivijih nedostataka optičkih vlakana su njihova ograničenja ugradnje. Trajnost optičke komunikacije visokog nivoa moguće je osigurati samo ako su vodovi postavljeni direktno. Međutim, ovaj problem se postepeno rješava upravo uvođenjem posebnih aditiva u strukturu jezgre vlakna.
- Visoki zahtjevi za telekomunikacijsku infrastrukturu. Opet, možete računati na visoke performanse kada koristite optičke linije samo ako je sistem organiziran na modernoj mrežnoj opremi.
Primjena optičkih komunikacija u Rusiji
Kao iu drugim zemljama sa naprednim tehnološkim razvojem, iu Rusiji optička vlakna prvenstveno nalazi svoje mjesto u telekomunikacijskoj industriji. Međutim, ovo nije jedino područje koje ovladava ovom tehnologijom. Optička vlakna se koriste u mjernoj opremi, rendgenskim aparatima (uključujući MRI), žiroskopima i sigurnosnim alarmnim sistemima. Istovremeno, metode tehničke integracije su često slične prirode, što potvrđuje i spektar potrebnih radnika za organizaciju ovakvih sistema. Konkretno, slobodna radna mjesta za komunikaciju putem optičkih vlakanauključuje poslove zavarivača, montera i sistemskih inženjera Isto važi i za održavanje optičke infrastrukture.
Problemi u implementaciji optičkih komunikacija
Određeni broj velikih ruskih provajdera koji rade u oblasti telekomunikacija suočavaju se sa finansijskim poteškoćama sa prelaskom na nove tehnologije za organizovanje umrežavanja. To je dijelom zbog visokih troškova tehničke obnove mreža uz potpunu zamjenu kako nosilaca signala tako i operativne opreme. Metropolitanska kompanija MGTS optičke komunikacije smatra jednim od ključnih područja današnjeg razvoja, ali istovremeno njeni predstavnici ističu i poteškoće povezane s nespremnošću samih pretplatnika da pređu na nova tehnološka sredstva. Mnogi korisnici su zadovoljni tradicionalnom bakrenom žičanom mrežom, koja pruža dovoljne karakteristike prijenosa podataka potrošača. Ne žele da preplaćuju inovacije, što primorava operatera da snosi troškove servisiranja dve vrste telekomunikacionih mreža.
Izgledi za razvoj optičkih komunikacija
Ako je masovno potrošačko tržište još uvijek rezervisano podešeno na evolutivni proces tranzicije na optička vlakna, tada vodeće svjetske korporacije već gledaju u budućnost, koju otvaraju optičke komunikacijske tehnologije u različitim oblastima. TrenutnoPodručja koja najviše obećavaju uključuju distribuirane senzorske sisteme i optičke lasere. Prva tehnologija omogućit će provođenje ispitivanja bez razaranja građevinskih i inženjerskih konstrukcija sa širokim spektrom izlaznih podataka analize - posebno s preciznim pokazateljima temperature, pritiska i procesa deformacije objekta. Što se fiber lasera tiče, njihova svojstva i karakteristike emitovanih talasa mogu pružiti neviđene mogućnosti u fizičkoj obradi čvrstih materijala.
Zaključak
Komunikacija zasnovana na tehnologiji optičkih vlakana, sa svim negativnim faktorima primjene, proširuje svoju pokrivenost. Tome je u velikoj mjeri doprinio i tehnološki format GPON mreže, koji je optimizirani koncept magistralnih linija optičkih vlakana. Rostelecom, kao jedna od najvećih telekomunikacionih kompanija u Rusiji, napravio je veliki korak u tehnološkom razvoju ovog formata. Danas izvodi polaganje linija bez srednjih čvorova za pojačavanje na udaljenostima od 20 do 60 km s podrškom za brzine do 1,25 Gb/s. A ovo je samo jedan od mogućih formata za korištenje optičkih vlakana u telekomunikacijskoj industriji danas.
