Ce este comunicarea prin fibră optică? Linii de comunicații optice Rețele de fibră optică

Fibra optică (ghizi de undă dielectrice) are cel mai mare randament dintre toate mediile de comunicații existente. Cablurile de fibră optică sunt folosite pentru a crea linii de comunicație cu fibră optică capabile să asigure cea mai mare viteză de transfer de informații (în funcție de tipul de echipament activ utilizat, viteza de transfer poate fi de zeci de gigaocteți și chiar terabytes pe secundă).

Sticla de cuarț, care este mediul purtător al legăturilor de fibră optică, pe lângă caracteristicile unice de transmisie, are o altă proprietate valoroasă - pierderi reduse și insensibilitate la câmpurile electromagnetice. Acest lucru îl diferențiază de sistemele convenționale de cablare din cupru.

Acest sistem de transmitere a informațiilor este utilizat de obicei în construcția de unități de lucru ca autostrăzi exterioare care unesc structuri sau clădiri izolate, precum și clădiri cu mai multe etaje. Poate fi folosit și ca suport intern al unui sistem de cablare structurată (SCS), cu toate acestea, SCS-urile complete realizate în întregime din fibră sunt mai puțin frecvente - datorită costului ridicat al construirii liniilor de comunicații optice.

Utilizarea liniilor de comunicație cu fibră optică vă permite să combinați local locurile de muncă, să oferiți simultan descărcări de internet de mare viteză pe toate mașinile, comunicații telefonice de înaltă calitate și recepție de televiziune.

Cu proiectarea corectă a viitorului sistem (această etapă implică rezolvarea problemelor arhitecturale, precum și alegerea echipamentelor și metodelor adecvate de conectare a cablurilor de sprijin) și instalarea profesională, utilizarea liniilor de fibră optică oferă o serie de avantaje semnificative:

• Debit ridicat datorită frecvenței purtătoarelor ridicate. Potențialul unei fibre optice este de câțiva terabiți de informații într-o secundă.
• Cablul de fibră optică are un nivel scăzut de zgomot, ceea ce are un efect pozitiv asupra debitului și capacității sale de a transmite semnale de diferite modulații.
• Siguranta la foc (rezistenta la foc). Spre deosebire de alte sisteme de comunicații, liniile de fibră optică pot fi utilizate fără restricții în întreprinderile cu risc ridicat, în special în uzinele petrochimice, din cauza absenței scânteilor.
• Datorită atenuării scăzute a semnalului luminos, sistemele optice pot combina zone de lucru pe distanțe semnificative (mai mult de 100 km) fără utilizarea unor repetoare suplimentare (amplificatoare).

• Securitatea informațiilor. Comunicațiile prin fibră optică oferă protecție fiabilă împotriva accesului neautorizat și a interceptării informațiilor confidențiale. Această capacitate a opticii se explică prin absența radiațiilor în domeniul radio, precum și prin sensibilitatea ridicată la vibrații. În cazul încercărilor de interceptare, sistemul de monitorizare încorporat poate opri canalul și poate avertiza despre un suspect de hack. Acesta este motivul pentru care liniile de comunicație cu fibră optică sunt utilizate în mod activ de băncile moderne, centrele de cercetare, organizațiile de aplicare a legii și alte structuri care lucrează cu informații clasificate.
• Fiabilitate ridicată și imunitate la zgomot a sistemului. Fibra, fiind un conductor dielectric, nu este sensibilă la radiațiile electromagnetice și nu se teme de oxidare și umiditate.
• Economic. În ciuda faptului că crearea sistemelor optice, datorită complexității lor, este mai costisitoare decât SCS tradițional, în general, proprietarul lor primește beneficii economice reale. Fibra optică, care este fabricată din cuarț, costă de aproximativ 2 ori mai puțin decât cablul de cupru; în plus, atunci când construiești sisteme mari, poți economisi pe amplificatoare. Dacă, atunci când utilizați o pereche de cupru, repetoarele trebuie instalate la fiecare câțiva kilometri, atunci într-o linie de fibră optică această distanță este de cel puțin 100 km. În același timp, viteza, fiabilitatea și durabilitatea SCS tradiționale sunt semnificativ inferioare opticii.

• Durata de viață a liniilor de fibră optică este de jumătate de sfert de secol. După 25 de ani de utilizare continuă, atenuarea semnalului crește în sistemul purtător.
• Dacă comparăm cablurile de cupru și cele optice, atunci cu aceeași lățime de bandă, cel de-al doilea va cântări de aproximativ 4 ori mai puțin, iar volumul său, chiar și atunci când se folosesc mantale de protecție, va fi de câteva ori mai mic decât cel al cuprului.
• Perspective. Utilizarea liniilor de comunicație cu fibră optică face posibilă creșterea cu ușurință a capacităților de calcul ale rețelelor locale datorită instalării unor echipamente active mai rapide, fără a înlocui comunicațiile.

Domeniul de aplicare al liniilor de comunicații prin fibră optică

După cum sa menționat mai sus, cablurile de fibră optică (FOC) sunt folosite pentru a transmite semnale în jurul (între) clădiri și în interiorul obiectelor. Atunci când se construiesc linii de comunicație externe, se acordă preferință cablurilor optice, iar în interiorul clădirilor (subsisteme interne), împreună cu acestea se folosesc cabluri tradiționale cu perechi răsucite. Astfel, se face o distincție între FOC pentru instalații externe (cabluri de exterior) și interne (cabluri de interior).

Cablurile de conectare sunt de tip separat: în interior sunt folosite ca cabluri de conectare și cablaje orizontale de comunicații - pentru a echipa locurile de muncă individuale, iar în exterior - pentru a conecta clădirile.

Instalarea cablului de fibră optică se realizează folosind instrumente și dispozitive speciale.

Tehnologii de conectare FOCL

Lungimea liniilor de comunicație cu fibră optică poate ajunge la sute de kilometri (de exemplu, la construirea de comunicații între orașe), în timp ce lungimea standard a fibrelor optice este de câțiva kilometri (inclusiv pentru că lucrul cu lungimi prea mari este în unele cazuri foarte incomod). Astfel, atunci când se construiește un traseu, este necesar să se rezolve problema îmbinării fibrelor optice individuale.

Există două tipuri de conexiuni: detașabile și permanente. În primul caz, conectorii optici sunt utilizați pentru conectare (acest lucru este asociat cu costuri financiare suplimentare și, în plus, cu un număr mare de conectori intermediari, pierderile optice cresc).

Pentru conectarea permanentă a secțiunilor locale (instalarea traseelor), se folosesc conectori mecanici, îmbinare cu adeziv și sudare a fibrelor. În acest din urmă caz, se folosesc mașini de îmbinare a fibrelor optice. Se acordă preferință unei metode sau alteia ținând cont de scopul și condițiile de utilizare ale opticii.

Cea mai comună este tehnologia de lipire, pentru care se folosesc echipamente și unelte speciale și care include mai multe operațiuni tehnologice.

În special, înainte de conectare, cablurile optice sunt supuse unei pregătiri preliminare: în locurile viitoarelor conexiuni, stratul de protecție și excesul de fibre sunt îndepărtate (zona pregătită este curățată de compoziția hidrofobă). Pentru a fixa în siguranță ghidajul de lumină în conector, se folosește adeziv epoxidic, care umple spațiul interior al conectorului (este introdus în corpul conectorului folosind o seringă sau un dozator). Pentru intarirea si uscarea lipiciului se foloseste un cuptor special care poate crea o temperatura de 100 de grade. CU.

Odată ce adezivul s-a întărit, excesul de fibre este îndepărtat și vârful conectorului este șlefuit și lustruit (calitatea așchiilor este de cea mai mare importanță). Pentru a asigura o precizie ridicată, performanța acestor lucrări este controlată cu ajutorul unui microscop 200x. Lustruirea se poate face manual sau folosind o mașină de lustruit.

Conexiunea de cea mai înaltă calitate cu pierderi minime este asigurată de fibrele de sudură. Această metodă este folosită pentru a crea linii de fibră optică de mare viteză. În timpul sudării, capetele ghidajului de lumină se topesc; pentru aceasta, un arzător cu gaz, o sarcină electrică sau radiație laser poate fi folosită ca sursă de energie termică.

Fiecare metodă are propriile sale avantaje. Sudarea cu laser, datorită absenței impurităților, vă permite să obțineți cei mai puri compuși. Pistolele cu gaz sunt de obicei folosite pentru a îmbina permanent fibrele multimodale. Cea mai comună este sudarea electrică, care asigură viteză mare și calitate a muncii. Timpul de topire al diferitelor tipuri de fibre optice diferă.

Pentru lucrările de sudare se folosesc unelte speciale și echipamente scumpe de sudură - automate sau semi-automate. Aparatele moderne de sudură vă permit să controlați calitatea sudurii, precum și să testați îmbinările de tracțiune. Modelele avansate sunt echipate cu programe care vă permit să optimizați procesul de sudare pentru un anumit tip de fibră optică.

După fuziune, îmbinarea este protejată de tuburi bine fixate, care asigură o protecție mecanică suplimentară.

O altă metodă de îmbinare a elementelor de fibră optică într-o singură linie de fibră optică este o conexiune mecanică. Această metodă oferă mai puțină curățenie a conexiunii decât sudarea, cu toate acestea, atenuarea semnalului în acest caz este încă mai mică decât atunci când se utilizează conectori optici.

Avantajul acestei metode față de altele este că pentru efectuarea lucrării se folosesc dispozitive simple (de exemplu, o masă de asamblare), care permit efectuarea lucrărilor în locuri greu accesibile sau în interiorul unor structuri mici.

Îmbinarea mecanică implică utilizarea unor conectori speciali - așa-numitele îmbinări. Există mai multe tipuri de conectori mecanici, care sunt o structură alungită cu un canal pentru introducerea și fixarea fibrelor optice îmbinate. Fixarea în sine este asigurată cu ajutorul zăvoarelor prevăzute de design. După conectare, îmbinările sunt protejate suplimentar prin cuplaje sau cutii.

Conectorii mecanici pot fi utilizați în mod repetat. În special, acestea sunt utilizate în timpul lucrărilor de reparații sau restaurare pe linie.

FOCL: tipuri de fibre optice

Fibrele optice utilizate pentru a construi legături de fibră optică diferă în ceea ce privește materialul de fabricație și structura modului de lumină. În ceea ce privește materialul, se face distincția între fibrele integral de sticlă (cu miez de sticlă și placare optică din sticlă), fibre integral din plastic (cu miez și placare din plastic) și modele combinate (cu miez de sticlă și placare din plastic). ). Cel mai bun randament este asigurat de fibrele de sticlă; o opțiune de plastic mai ieftină este utilizată dacă cerințele pentru atenuare și parametrii de debit nu sunt critice.

• Rețele bazate pe cablu torsadat
• Rețele de fibră optică

IC TELECOM-SERVICE are parteneriate cu dezvoltatori de top de soluții pentru crearea de sisteme de cablare structurată. Compania are un pachet complet de licențe valabile, permițându-i să efectueze întreaga gamă de lucrări de integrare a rețelei la diferite unități industriale.

Specialiștii companiei realizează întregul ciclu al proiectului de construcție sau modernizare a infrastructurii de rețea a clientului, construcția de linii de fibră optică și SCS - de la audit până la lansarea sistemului și întreținerea ulterioară a acestuia.

În timp ce capacitățile liniilor de cablu de cupru se apropie de valorile limită și sunt necesare din ce în ce mai multe costuri pentru dezvoltarea ulterioară a acestei direcții, perspectivele de utilizare a liniilor de fibră optică devin din ce în ce mai economice și mai eficiente. Astăzi, liniile de comunicații prin fibră optică sunt, fără îndoială, unul dintre cele mai promițătoare domenii din domeniul comunicațiilor. Capacitatea canalelor optice este cu ordine de mărime mai mare decât cea a liniilor de informații bazate pe cablu de cupru. În plus, liniile de comunicație cu fibră optică sunt imune la câmpurile electromagnetice, ceea ce elimină unele dintre problemele tipice ale sistemelor de comunicații din cupru.

Concepte de bază și aplicații ale liniilor de comunicație prin fibră optică

O linie de comunicație cu fibră optică (FOCL) este un tip de sistem de transmisie în care informațiile sunt transmise de-a lungul ghidurilor de undă dielectrice optice, cunoscute sub numele de fibră optică.

Vols este o rețea de informații, ale cărei elemente de legătură între nodurile sunt linii de comunicație prin fibră optică. Pe lângă fibra optică, tehnologiile Vols acoperă și probleme legate de echipamentele electronice de transmisie, standardizarea acestuia, protocoalele de transmisie, problemele de topologie a rețelei și problemele generale ale construcției rețelei.

FOCL sunt utilizate în principal în construcția de facilități în care instalarea SCS trebuie să unească o clădire cu mai multe etaje sau o clădire lungă, precum și atunci când combină clădiri dispersate geografic.

Schema bloc a liniei de fibră optică utilizată pentru a crea un subsistem de autostrăzi externe este prezentată în figură.

Aplicații și clasificare a cablurilor de fibră optică (FOC)

În funcție de domeniul principal de aplicare, cablurile de fibră optică sunt împărțite în trei tipuri principale:

• cabluri de exterior;
• cabluri de interior;
• cabluri pentru cabluri.

Cablurile externe sunt folosite pentru a crea un subsistem de autostrăzi externe și pentru a conecta clădirile individuale între ele. Domeniul principal de utilizare a cablurilor de interior este organizarea coloanei vertebrale interioare a clădirii, în timp ce cablurile pentru cabluri sunt destinate în principal fabricării de cabluri de conectare și de corelare, precum și pentru cablarea orizontală în implementarea „fibră la the desk” proiecte de clasă și „fibre to the room” (fibre to the room). Clasificarea generală a cablurilor optice SCS poate fi prezentată așa cum se arată în figură.

Avantajele liniilor de comunicație cu fibră optică

Transmiterea informațiilor prin linii de fibră optică are o serie de avantaje față de transmisia prin cablu de cupru. Implementarea rapidă a Vols în rețelele informaționale este o consecință a avantajelor care decurg din caracteristicile de propagare a semnalului în fibra optică.

Lățime de bandă largă– datorită frecvenței purtătoare extrem de ridicate de 1014 Hz. Acest lucru face posibilă transmiterea fluxurilor de informații de mai mulți terabiți pe secundă pe o fibră optică. Lățimea de bandă mare este unul dintre cele mai importante avantaje ale fibrei optice față de cupru sau orice alt mediu de transmisie a informațiilor.

Atenuare scăzută a semnalului luminos în fibră. Fibra optică industrială produsă în prezent de producători interni și străini are o atenuare de 0,2-0,3 dB la o lungime de undă de 1,55 microni pe kilometru. Atenuarea scăzută și dispersia scăzută fac posibilă construirea de secțiuni de linii fără retransmitere cu o lungime de până la 100 km sau mai mult.

Cablu fibră optică cu zgomot redus vă permite să măriți lățimea de bandă prin transmiterea diferitelor modulații de semnale cu redundanță de cod scăzut.

Imunitate ridicată la zgomot. Deoarece fibra este realizată dintr-un material dielectric, este imună la interferența electromagnetică de la sistemele de cablare din cupru din jur și echipamentele electrice care pot induce radiații electromagnetice (linii electrice, motoare electrice etc.). Cablurile cu mai multe fibre evită, de asemenea, problema de diafonie electromagnetică asociată cu cablurile de cupru cu mai multe perechi.

Greutate și volum reduse. Cablurile de fibră optică (FOC) au greutate și volum mai puține în comparație cu cablurile de cupru pentru aceeași lățime de bandă. De exemplu, un cablu telefonic de 900 de perechi cu un diametru de 7,5 cm poate fi înlocuit cu o singură fibră cu un diametru de 0,1 cm.Dacă fibra este „îmbrăcată” în mai multe teci de protecție și acoperită cu armătură de bandă de oțel, diametrul de un astfel de cablu de fibră optică va fi de 1,5 cm, care de câteva ori mai mic decât cablul telefonic în cauză.

Securitate ridicată împotriva accesului neautorizat. Deoarece FOC practic nu emite în raza radio, este dificil să auziți informațiile transmise prin el fără a perturba recepția și transmisia. Sistemele de monitorizare (monitorizare continuă) a integrității unei linii de comunicație optică, folosind proprietățile de înaltă sensibilitate ale fibrei, pot opri instantaneu canalul de comunicare „piratat” și pot suna o alarmă. Sistemele de senzori care folosesc efectele de interferență ale semnalelor luminoase propagate (atât prin fibre diferite, cât și prin polarizări diferite) au o sensibilitate foarte mare la vibrații și diferențe mici de presiune. Astfel de sisteme sunt necesare în special atunci când se creează linii de comunicare în guvern, în sectorul bancar și în alte servicii speciale care au cerințe sporite pentru protecția datelor.

Izolarea galvanică a elementelor de rețea. Acest avantaj al fibrei optice constă în proprietatea sa izolatoare. Fibra ajută la evitarea buclelor electrice de împământare care pot apărea atunci când două dispozitive de rețea neizolate conectate prin cablu de cupru au conexiuni de împământare în puncte diferite ale clădirii, cum ar fi la etaje diferite. Acest lucru poate duce la o diferență mare de potențial, care poate deteriora echipamentele de rețea. Pentru fibre, această problemă pur și simplu nu există.

Siguranța la explozie și incendiu. Datorită absenței scânteilor, fibra optică crește securitatea rețelei la rafinăriile chimice și de petrol, atunci când deservesc procese tehnologice cu risc ridicat.

Eficiența costurilor a FOC. Fibra este fabricată din cuarț, care are la bază dioxid de siliciu, un material răspândit și, prin urmare, ieftin, spre deosebire de cupru. În prezent, costul fibrei în raport cu o pereche de cupru este de 2:5. În același timp, FOC vă permite să transmiteți semnale pe distanțe mult mai lungi fără a transmite. Numărul de repetoare pe linii lungi este redus când se utilizează FOC. Când se utilizează sisteme de transmisie soliton, s-au atins intervale de 4000 km fără regenerare (adică folosind doar amplificatoare optice la nodurile intermediare) la rate de transmisie de peste 10 Gbit/s.

Durată lungă de viață.În timp, fibra suferă degradare. Aceasta înseamnă că atenuarea în cablul instalat crește treptat. Cu toate acestea, datorită perfecțiunii tehnologiilor moderne pentru producția de fibre optice, acest proces este încetinit semnificativ, iar durata de viață a FOC este de aproximativ 25 de ani. În acest timp, mai multe generații/standarde de sisteme transceiver se pot schimba.

Alimentare de la distanță.În unele cazuri, este necesară alimentarea de la distanță a unui nod de rețea de informații. Fibra optică nu este capabilă să îndeplinească funcțiile unui cablu de alimentare. Cu toate acestea, în aceste cazuri, un cablu mixt poate fi utilizat atunci când, împreună cu fibrele optice, cablul este echipat cu un element conductiv de cupru. Acest cablu este utilizat pe scară largă atât în ​​Rusia, cât și în străinătate.

În prezent, următoarele sunt utilizate ca linii de comunicație optică:

a) linii de comunicații prin fibră optică (FOCL);

b) linii de comunicație optică folosind un „pistol” laser;

c) linii de comunicații optice folosind emițători și receptori în infraroșu;

d) linii de comunicație optică folosind fibră optică siliconică.

Schema bloc a liniei de comunicație cu fibră optică este prezentată în Fig. 4.2.

Fig.4.2. Diagrama bloc FOCL.

Semnalul electric este trimis către un transmițător - un transceiver, care transformă semnalul electric într-un impuls luminos, care este introdus în cablul optic printr-un conector optic. La locația de recepție, cablul optic este conectat folosind un conector optic la un receptor - un transceiver, care transformă fasciculul de lumină într-un semnal electric.

În funcție de scopul liniei de fibră optică, lungimea acesteia și calitatea componentelor utilizate, diagrama structurală se poate modifica. La distanțe semnificative între punctele de transmisie și recepție, este introdus un repetor - un amplificator de semnal. Dacă lungimea cablului optic este scurtă (dacă lungimea de construcție a cablului optic este suficientă), sudarea cablului nu este necesară. Lungimea construcției este lungimea unei singure bucăți de cablu furnizată de producător.

Liniile de comunicație prin fibră optică au următoarele avantaje:

1. Imunitate ridicată la zgomot la interferențe electromagnetice externe și la interferențe între canale.

2. O gamă largă de frecvențe de operare permite transmiterea informațiilor printr-o astfel de linie de comunicație cu o viteză de 10 12 biți/s = Tbit/s.

3. Securitate împotriva accesului neautorizat: linia de fibră optică nu produce aproape nicio radiație în spațiul înconjurător, iar fabricarea robinetelor de energie optică fără distrugerea cablului este practic imposibilă. Și orice impact asupra fibrei poate fi înregistrat utilizând monitorizarea (monitorizarea continuă) a integrității liniei.

4. Posibilitatea transmiterii ascunse de informații.

5. Cost potențial scăzut datorită înlocuirii metalelor neferoase scumpe (cuprul) cu materiale cu resurse nelimitate de materie primă (dioxid de siliciu).

6. Izolarea galvanică a segmentelor de linie este asigurată automat.

Cu toate acestea, tehnologia cu fibră optică are și dezavantajele sale:

1. Cost ridicat al echipamentelor.

2. Sunt necesare echipamente tehnologice costisitoare, atât în ​​timpul instalării, cât și în timpul funcționării. Dacă un cablu optic se rupe, costul refacerii acestuia este mult mai mare decât refacerea unui cablu de cupru.

3. Durabilitate relativ scăzută. Durata de viață + păstrarea proprietăților sale în anumite limite acceptabile - cablu optic 25 de ani. Rețineți că până în prezent, liniile telefonice puse la începutul secolului sunt în uz la Moscova (vezi Hard & Soft, 1998, N11).

4. Cablurile optice nu sunt rezistente la radiații.

Baza liniilor de fibră optică sunt cablurile optice realizate din ghiduri de lumină individuale - fibre optice.

Transmiterea energiei optice printr-o fibră optică se realizează folosind efectul reflexiei interne totale. Fibra optică este un ghidaj luminos cilindric cu două straturi (Fig. 4.3.)

Fig.4.3. Propagarea radiațiilor și modificarea și modificarea indicelui de refracție într-o fibră optică

Materialul miezului interior are un indice de refracție n 1, iar materialul stratului exterior n 2, în timp ce n 1 >n 2, adică. Materialul miezului interior este optic mai dens decât materialul învelișului. Pentru radiația care intră în cilindru la unghiuri mici față de axa cilindrului, condiția de reflexie internă totală este îndeplinită: atunci când radiația este incidentă la limita cu carcasa, toată energia radiației este reflectată în interiorul miezului fibrei. Același lucru se întâmplă cu toate reflecțiile ulterioare; Ca rezultat, radiația se propagă de-a lungul axei ghidului de lumină fără a ieși prin placare. Unghiul maxim de abatere de la axă, la care există încă o reflexie internă totală, este determinat de expresia A 0 = sin y 0 =.

Mărimea A 0 se numește deschidere numerică a ghidajului de lumină și este luată în considerare la potrivirea ghidajului de lumină cu emițătorul. Radiația incidentă la capăt la unghiuri y>y 0 (razele extra-apertura) atunci când interacționează cu învelișul nu este doar reflectată, ci și refractă; o parte din energia optică părăsește ghidajul de lumină. În cele din urmă, după întâlniri repetate cu interfața miez-cladding, o astfel de radiație este complet împrăștiată din fibră.

Radiația se propagă de-a lungul ghidului de lumină chiar dacă scăderea indicelui de refracție de la centru la margine nu are loc treptat, ci treptat. În astfel de ghiduri de lumină, razele care intră în capăt sunt refractate și focalizate în apropierea liniei axiale (vezi Fig. 4.4).

Fig.4.4. Propagarea radiațiilor și modificarea indicelui de refracție într-un auto-focalizare.

Orice segment al unui astfel de ghid de lumină acționează ca o lentilă de focalizare scurtă, provocând un efect de autofocalizare.

Aceste ghiduri de lumină se numesc auto-focalizări (self, focus).

Industria multor țări a stăpânit producția unei game largi de produse și componente ale liniilor de comunicații cu fibră optică. Trebuie remarcat faptul că producția de fibre optice este concentrată în principal în SUA. Pentru transmisia semnalului sunt utilizate două tipuri de fibră optică: monomod și multimod. Într-o fibră monomod, miezul ghidajului de lumină are un diametru de 8-10 microni. Într-o fibră multimodală, diametrul miezului de ghidare a luminii este de 50-60 microni.

Fibra optică se caracterizează prin doi parametri importanți: atenuare și dispersie.

Atenuarea este determinată cantitativ de formulă

Pin – puterea semnalului optic de intrare;

Pout – puterea semnalului optic de ieșire;

l este lungimea ghidajului de lumină.

Unitatea de atenuare este decibelii pe kilometru (dB/km).

Atenuarea este determinată de pierderile datorate absorbției și împrăștierii radiațiilor în fibra optică. Pierderile de absorbție depind de frecvența materialului, iar pierderile de împrăștiere depind de neomogenitatea indicilor săi de refracție. Atenuarea depinde și de lungimea de undă a radiației introduse în fibra optică. În prezent, semnalele sunt transmise prin fibră în trei intervale: 0,85 microni, 1,3 microni, 1,55 microni, deoarece cuarțul a crescut transparența în aceste intervale. Fibra optică se caracterizează printr-o atenuare foarte scăzută. Cele mai bune exemple de fibră rusă au o atenuare de 0,22 dB/km la o lungime de undă de 1,55 µm, ceea ce face posibilă construirea unor linii de comunicație de până la 100 km lungime fără regenerare a semnalului. Fibra optică de la Sumitoto (Japonia) are o atenuare de 0,154 dB/km la o lungime de undă de 1,55 µm. Există rapoarte despre dezvoltarea așa-numitelor fibre optice fluorozirconate cu o atenuare de aproximativ 0,02 dB/km, care vor asigura viteze de transmisie de aproximativ 1 Gbit/s cu regeneratoare după 4600 km.

Dispersia, adică Dependența vitezei de propagare a semnalului de lungimea de undă a radiației este un alt parametru important al unei fibre optice. Deoarece un LED sau laser emite un anumit spectru de lungimi de undă atunci când transmite informații, dispersia duce la lărgirea impulsurilor pe măsură ce acestea se propagă de-a lungul fibrei și generează astfel distorsiunea semnalului. Când se evaluează dispersia, se utilizează termenul „lățime de bandă” - valoarea reciprocă a lărgirii pulsului atunci când se deplasează de-a lungul unei fibre optice pe o distanță de 1 km.

Lățimea de bandă este măsurată în megaherți pe kilometru (MHz * km). Dispersia impune restricții asupra domeniului de transmisie și a valorii superioare a frecvenței semnalelor transmise.

Cantitatea de atenuare și dispersie variază pentru diferite tipuri de fibre optice.

Fibrele monomod au caracteristici mai bune de atenuare și lățime de bandă. Cu toate acestea, sursele de radiație monomod (lasere cu diodă care funcționează la o lungime de undă de 1,55 um) sunt de câteva ori mai scumpe decât sursele de radiație multimod (diodă emițătoare de lumină care funcționează la o lungime de undă de 0,85 um). Îmbinarea fibrelor monomode și instalarea conectorilor optici la capetele cablurilor monomode este mai costisitoare. Cu toate acestea, lățimea de bandă a fibrelor multimode ajunge la 1000 MHz * km, ceea ce este acceptabil doar pentru rețelele de comunicații locale.

Pentru conectarea receptorului și emițătorului se folosește un cablu de fibră optică (FOC), în care fibrele optice sunt completate cu elemente care măresc elasticitatea și rezistența cablului.

Principalii indicatori ai FOC sunt condițiile de funcționare și debitul.

Relația dintre capacitatea de corectare a unui cod și distanța codului

Gradul de diferență dintre oricare două combinații de coduri este caracterizat de Distanța hamming între ei sau pur și simplu distanta codului.

Distanța de Hamming d exprimat prin numărul de poziții în care combinațiile de coduri diferă unele de altele.

Exemplu 1. Găsiți distanța Hamming d între combinațiile de coduri 10101011 și 11111011.

Optica deschide oportunități grozave acolo unde sunt necesare comunicații de mare viteză, cu un randament ridicat. Aceasta este o tehnologie bine dovedită, de înțeles și convenabilă. În domeniul Audio-Vizual, deschide noi perspective și oferă soluții care nu sunt disponibile prin alte metode. Optica a pătruns în toate domeniile cheie - sisteme de supraveghere, săli de control și centre de situație, facilități militare și medicale și zone cu condiții de funcționare extreme. Liniile de fibră optică oferă un grad ridicat de protecție a informațiilor confidențiale și permit transmiterea de date necomprimate, cum ar fi grafică și video de înaltă rezoluție, cu acuratețe a pixelilor. Noi standarde și tehnologii pentru liniile de comunicații prin fibră optică. Fibra este viitorul SCS (sisteme de cablare structurată)? Construim o rețea de întreprindere.

Cablu de fibră optică (alias fibră optică).- acesta este un tip de cablu fundamental diferit față de cele două tipuri de cablu electric sau de cupru luate în considerare. Informațiile despre acesta sunt transmise nu printr-un semnal electric, ci printr-un semnal ușor. Elementul său principal este fibra de sticlă transparentă, prin care lumina circulă pe distanțe mari (până la zeci de kilometri) cu o atenuare nesemnificativă.

Structura cablului de fibră optică este foarte simplăși este similar cu structura unui cablu electric coaxial (Fig. 1.). Doar în locul unui fir central de cupru, aici se folosește fibră de sticlă subțire (aproximativ 1 - 10 microni în diametru), iar în loc de izolație internă se folosește o carcasă de sticlă sau plastic, care nu permite luminii să iasă dincolo de fibra de sticlă. În acest caz, vorbim despre modul așa-numitului reflectare internă totală a luminii de la limita a două substanțe cu indici de refracție diferiți (coaja de sticlă are un indice de refracție mult mai mic decât fibra centrală). De obicei, nu există împletituri metalice pe cablu, deoarece nu este necesară protecția împotriva interferențelor electromagnetice externe. Cu toate acestea, uneori este încă folosit pentru protecția mecanică împotriva mediului (un astfel de cablu este uneori numit cablu blindat; poate combina mai multe cabluri de fibră optică sub o singură manta).

Cablul de fibră optică are performanțe excepționale privind imunitatea la zgomot și secretul informațiilor transmise. În principiu, nicio interferență electromagnetică externă nu poate distorsiona semnalul luminos, iar semnalul în sine nu generează radiații electromagnetice externe. Este aproape imposibil să vă conectați la acest tip de cablu pentru interceptarea neautorizată a rețelei, deoarece acest lucru ar compromite integritatea cablului. Lățimea de bandă posibilă teoretic a unui astfel de cablu ajunge la 1012 Hz, adică 1000 GHz, ceea ce este incomparabil mai mare decât cea a cablurilor electrice. Costul cablului de fibră optică scade constant și este acum aproximativ același cu costul cablului coaxial subțire.

Atenuare tipică a semnalului în cablurile de fibră optică la frecvențele utilizate în rețelele locale variază de la 5 la 20 dB/km, ceea ce corespunde aproximativ cu performanța cablurilor electrice la frecvențe joase. Dar în cazul unui cablu cu fibră optică, pe măsură ce frecvența semnalului transmis crește, atenuarea crește foarte ușor, iar la frecvențe înalte (mai ales peste 200 MHz), avantajele acestuia față de un cablu electric sunt incontestabile; pur și simplu nu are. concurenți.

Avantajele opticii sunt binecunoscute: imunitate la zgomot și interferențe, cabluri de diametru mic cu lățime de bandă uriașă, rezistență la hacking și interceptare a informațiilor, fără nevoie de repetoare și amplificatoare etc.
Au fost cândva probleme cu terminarea liniilor optice, dar astăzi au fost în mare măsură rezolvate, așa că lucrul cu această tehnologie a devenit mult mai ușor. Există, totuși, o serie de aspecte care trebuie luate în considerare numai în contextul domeniilor de aplicare. Ca și în cazul transmisiei cu cupru sau radio, calitatea comunicației prin fibră optică depinde de cât de bine sunt potrivite semnalul de ieșire al transmițătorului și stadiul de intrare al receptorului. Specificarea incorectă a puterii semnalului are ca rezultat creșterea ratei de eroare a biților de transmisie; prea multă putere și amplificatorul receptor „saturat”; prea puțin și apare o problemă de zgomot, deoarece începe să interfereze cu semnalul util. Iată cei mai critici doi parametri ai unei linii de fibră optică: puterea de ieșire a emițătorului și pierderile de transmisie - atenuare în cablul optic care conectează emițătorul și receptorul.

Există două tipuri diferite de cablu de fibră optică:

* cablu multimod sau multimod, mai ieftin, dar de calitate inferioară;
* cablu monomod, mai scump, dar are caracteristici mai bune comparativ cu primul.

Tipul de cablu va determina numărul de moduri de propagare, sau „căi”, pe care lumina se deplasează în interiorul cablului.

Cablu multimod, cel mai frecvent utilizat în proiecte industriale mici, rezidențiale și comerciale, are cel mai mare coeficient de atenuare și funcționează doar pe distanțe scurte. Tipul mai vechi de cablu, 62,5/125 (aceste numere caracterizează diametrele interioare/exterioare ale fibrei în microni), numit adesea „OM1”, are o lățime de bandă limitată și este folosit pentru a transmite date la viteze de până la 200 Mbps.
Recent, au fost introduse cabluri 50/125 „OM2” și „OM3”, oferind viteze de 1 Gbit/s pe distanțe de până la 500 m și 10 Gbit/s pe distanțe de până la 300 m.

Cablu monomod utilizat în conexiuni de mare viteză (peste 10 Gbit/s) sau pe distanțe lungi (până la 30 km). Pentru transmisia audio și video, cel mai potrivit este utilizarea cablurilor „OM2”.
Rainer Steil, vicepreședinte de marketing pentru Extron Europa, observă că liniile de fibră optică au devenit mai accesibile și sunt din ce în ce mai utilizate pentru crearea de rețele în interiorul clădirilor, ceea ce duce la o creștere a utilizării sistemelor AV bazate pe tehnologii optice. Steil spune: „În ceea ce privește integrarea, liniile de fibră optică oferă deja câteva avantaje cheie astăzi.
În comparație cu infrastructura similară cu cablu de cupru, optica permite utilizarea simultană a semnalelor video analogice și digitale, oferind o soluție unică de sistem pentru lucrul cu formatele video existente și viitoare.
În plus, pentru că Optica oferă un randament foarte mare, același cablu va funcționa cu rezoluții mai mari în viitor. FOCL se adaptează cu ușurință la noile standarde și formate care apar în procesul de dezvoltare a tehnologiilor AV.”

Un alt expert recunoscut în domeniu este Jim Hayes, președintele Fiber Optic Association of America, care a fost fondată în 1995 și promovează profesionalismul în domeniul fibrei optice și are peste 27.000 de profesioniști calificați în instalații optice. El spune următoarele despre popularitatea în creștere a liniilor de fibră optică: „Beneficiul este viteza de instalare și costul scăzut al componentelor. Utilizarea opticii în telecomunicații este în creștere, în special în sistemele Fiber-To-The-Home* (FTTH). wireless activat, și în domeniul securității (camere de supraveghere).
Segmentul FTTH pare să crească mai rapid decât alte piețe din toate țările dezvoltate. Aici, în SUA, rețelele de control al traficului, serviciile municipale (administrație, pompieri, poliție) și instituțiile de învățământ (școli, biblioteci) sunt construite pe fibră optică.
Numărul utilizatorilor de internet este în creștere - și construim rapid noi centre de procesare a datelor (DPC), pentru a căror interconectare se folosește fibra optică. Într-adevăr, la transmiterea semnalelor cu o viteză de 10 Gbit/s, costurile sunt similare cu liniile „de cupru”, dar optica consumă mult mai puțină energie. De mulți ani, susținătorii fibrei și cuprului s-au luptat între ei pentru prioritate în rețelele corporative. Pierdere de timp!
Astăzi, conectivitatea WiFi a devenit atât de bună încât utilizatorii de netbook-uri, laptop-uri și iPhone-uri au dat preferință mobilității. Și acum, în rețelele locale corporative, optica este folosită pentru comutarea cu puncte de acces fără fir.”
Într-adevăr, numărul de aplicații pentru optică este în creștere, în principal datorită avantajelor menționate mai sus față de cupru.
Optica a pătruns în toate domeniile cheie - sisteme de supraveghere, săli de control și centre de situație, facilități militare și medicale și zone cu condiții de funcționare extreme. Costurile reduse ale echipamentelor au făcut posibilă utilizarea tehnologiei optice în zone tradiționale bazate pe cupru - săli de conferințe și stadioane, centre de retail și de transport.
Rainer Steil de la Extron comentează: „Echipamentele cu fibră optică sunt utilizate pe scară largă în mediile medicale, de exemplu pentru comutarea semnalelor video locale în sălile de operație. Semnalele optice nu au nicio legătură cu electricitatea, ceea ce este ideal pentru siguranța pacientului. FOCL-urile sunt perfecte și pentru școlile de medicină, unde este necesar să se distribuie semnale video din mai multe săli de operație în mai multe săli de clasă, astfel încât elevii să poată urmări progresul operației „în direct”.
Tehnologiile cu fibră optică sunt și ele preferate de armată, deoarece datele transmise sunt dificil sau chiar imposibil de „citit” din exterior.
Liniile de fibră optică oferă un grad ridicat de protecție a informațiilor confidențiale și permit transmiterea de date necomprimate, cum ar fi grafică și video de înaltă rezoluție, cu acuratețe a pixelilor.
Capacitatea de a transmite pe distanțe mari face ca optica să fie ideală pentru sistemele de semnalizare digitală din centrele comerciale mari, unde lungimea liniilor de cablu poate ajunge la câțiva kilometri. Dacă pentru un cablu cu pereche răsucită distanța este limitată la 450 de metri, atunci pentru optică 30 km nu este limita.”
Când vine vorba de utilizarea fibrei optice în industria audio-vizuală, doi factori principali conduc la progres. În primul rând, aceasta este dezvoltarea intensivă a sistemelor de transmisie audio și video bazate pe IP, care se bazează pe rețele cu lățime de bandă mare - liniile de fibră optică sunt ideale pentru ei.
În al doilea rând, există o cerință larg răspândită de a transmite video HD și imagini de computer HR pe distanțe mai mari de 15 metri - și aceasta este limita pentru transmisia HDMI prin cupru.
Există cazuri în care semnalul video pur și simplu nu poate fi „distribuit” printr-un cablu de cupru și este necesară utilizarea fibrei optice - astfel de situații stimulează dezvoltarea de noi produse. Byung Ho Park, vicepreședinte de marketing la Opticis, explică: „Lățimea de bandă de date UXGA de 60 Hz și culoarea de 24 de biți necesită o viteză totală de 5 Gbps sau 1,65 Gbps per canal de culoare. HDTV are o lățime de bandă puțin mai mică. Producătorii împing piața, dar piața îi împinge și pe jucători să folosească imagini de calitate superioară. Există anumite aplicații care necesită afișaje capabile să afișeze 3-5 milioane de pixeli sau o adâncime de culoare de 30-36 de biți. La rândul său, acest lucru va necesita o viteză de transmisie de aproximativ 10 Gbit/s.”
Astăzi, mulți producători de echipamente de comutare oferă versiuni de extensie video (extendere) pentru lucrul cu linii optice. ATEN International, TRENDnet, Rextron, Gefen iar alții produc diverse modele pentru o gamă largă de formate video și computer.
În acest caz, datele de serviciu - HDCP** și EDID*** - pot fi transmise folosind o linie optică suplimentară, iar în unele cazuri - printr-un cablu separat de cupru care conectează emițătorul și receptorul.
Deoarece HD a devenit standardul pentru piața de difuzare,„Alte piețe – piețele de instalare, de exemplu – au început, de asemenea, să folosească protecția împotriva copierii pentru conținut în formatele DVI și HDMI”, spune Jim Giachetta, vicepreședinte senior de inginerie la Multidyne. „Folosind dispozitivul nostru HDMI-ONE, utilizatorii pot trimite un semnal video de la un player DVD sau Blu-ray către un monitor sau afișaj situat la până la 1000 de metri distanță. „Anterior, niciun dispozitiv multimod nu accepta protecția împotriva copierii HDCP.”

Cei care lucrează cu linii de fibră optică nu trebuie să uite de problemele specifice de instalare - terminarea cablului. În acest sens, mulți producători produc atât conectorii înșiși, cât și kiturile de instalare, care includ instrumente specializate, precum și produse chimice.
Între timp, orice element al unei linii de fibră optică, fie că este un prelungitor, un conector sau o joncțiune a unui cablu, trebuie verificat pentru atenuarea semnalului folosind un contor optic - acest lucru este necesar pentru a evalua bugetul total de putere (bugetul de putere, principalul indicator calculat al unei linii de fibră optică). Desigur, puteți asambla manual conectori de cablu de fibră, „în genunchi”, dar calitatea și fiabilitatea cu adevărat înalte sunt garantate numai atunci când utilizați cabluri „tăiate” gata făcute, produse din fabrică, care au fost supuse unor teste amănunțite în mai multe etape.
În ciuda lățimii de bandă enorme a liniilor de comunicație prin fibră optică, mulți au încă dorința de a „înghesui” mai multe informații într-un singur cablu.
Aici, dezvoltarea merge în două direcții - multiplexarea spectrală (WDM optic), când mai multe raze de lumină cu lungimi de undă diferite sunt trimise într-un ghid de lumină, iar cealaltă - serializarea / deserializarea datelor (SerDes engleză), când codul paralel este convertit în serial și invers.
Cu toate acestea, echipamentele de multiplexare a spectrului sunt costisitoare datorită designului complex și utilizării componentelor optice miniaturale, dar nu mărește viteza de transmisie. Dispozitivele logice de mare viteză utilizate în echipamentele SerDes măresc, de asemenea, costul proiectului.
În plus, astăzi sunt produse echipamente care vă permit să multiplexați și să demultiplexați datele de control - USB sau RS232/485 - din fluxul total de lumină. În acest caz, fluxurile de lumină pot fi trimise de-a lungul unui cablu în direcții opuse, deși prețul dispozitivelor care efectuează aceste „smecherii” depășește de obicei costul unui ghid de lumină suplimentar pentru returnarea datelor.

Optica deschide oportunități grozave acolo unde sunt necesare comunicații de mare viteză, cu un randament ridicat. Aceasta este o tehnologie bine dovedită, de înțeles și convenabilă. În domeniul Audio-Vizual, deschide noi perspective și oferă soluții care nu sunt disponibile prin alte metode. Cel puțin fără efort semnificativ de muncă și costuri financiare.

În funcție de domeniul principal de aplicare, cablurile de fibră optică sunt împărțite în două tipuri principale:

Cablu intern:
La instalarea liniilor de fibră optică în spații închise, se folosește de obicei un cablu de fibră optică cu un tampon dens (pentru a proteja împotriva rozătoarelor). Folosit pentru a construi SCS ca trunchi sau cablu orizontal. Suporta transmisia de date pe distante scurte si medii. Ideal pentru cablare orizontală.

Cablu extern:
Cablu fibră optică cu un tampon dens, blindat cu bandă de oțel, rezistent la umiditate. Este utilizat pentru așezarea exterioară atunci când se creează un subsistem de autostrăzi externe și se conectează clădiri individuale. Poate fi instalat în canale de cabluri. Potrivit pentru instalare directă în sol.

Cablu extern autoportant de fibră optică:
Cablul de fibra optica este autoportant, cu un cablu de otel. Folosit pentru instalare externă pe distanțe lungi în cadrul rețelelor telefonice. Suportă transmisia semnalului TV prin cablu, precum și transmisia de date. Potrivit pentru instalare în canale de cabluri și instalații aeriene.

Avantajele liniilor de comunicație cu fibră optică:

• Transmiterea informațiilor prin linii de fibră optică are o serie de avantaje față de transmisia prin cablu de cupru. Implementarea rapidă a Vols în rețelele informaționale este o consecință a avantajelor care decurg din caracteristicile de propagare a semnalului în fibra optică.
• Lățime de bandă largă - datorită frecvenței purtătoare extrem de ridicate de 1014 Hz. Acest lucru face posibilă transmiterea fluxurilor de informații de mai mulți terabiți pe secundă pe o fibră optică. Lățimea de bandă mare este unul dintre cele mai importante avantaje ale fibrei optice față de cupru sau orice alt mediu de transmisie a informațiilor.
• Atenuare scăzută a semnalului luminos în fibră. Fibra optică industrială produsă în prezent de producători interni și străini are o atenuare de 0,2-0,3 dB la o lungime de undă de 1,55 microni pe kilometru. Atenuarea scăzută și dispersia scăzută fac posibilă construirea de secțiuni de linii fără retransmitere cu o lungime de până la 100 km sau mai mult.
• Nivelul scăzut de zgomot din cablul de fibră optică vă permite să măriți lățimea de bandă prin transmiterea diferitelor modulații de semnale cu redundanță de cod redus.
• Imunitate ridicată la zgomot. Deoarece fibra este realizată dintr-un material dielectric, este imună la interferența electromagnetică de la sistemele de cablare din cupru din jur și echipamentele electrice care pot induce radiații electromagnetice (linii electrice, motoare electrice etc.). Cablurile cu mai multe fibre evită, de asemenea, problema de diafonie electromagnetică asociată cu cablurile de cupru cu mai multe perechi.
• Greutate și volum reduse. Cablurile de fibră optică (FOC) au greutate și volum mai puține în comparație cu cablurile de cupru pentru aceeași lățime de bandă. De exemplu, un cablu telefonic de 900 de perechi cu un diametru de 7,5 cm poate fi înlocuit cu o singură fibră cu un diametru de 0,1 cm.Dacă fibra este „îmbrăcată” în mai multe teci de protecție și acoperită cu armătură de bandă de oțel, diametrul de un astfel de cablu de fibră optică va fi de 1,5 cm, care de câteva ori mai mic decât cablul telefonic în cauză.
• Securitate ridicată împotriva accesului neautorizat. Deoarece FOC practic nu emite în raza radio, este dificil să auziți informațiile transmise prin el fără a perturba recepția și transmisia. Sistemele de monitorizare (monitorizare continuă) a integrității liniei de comunicație optică, folosind proprietățile de înaltă sensibilitate ale fibrei, pot opri instantaneu canalul de comunicare „piratat” și pot suna o alarmă. Sistemele de senzori care folosesc efectele de interferență ale semnalelor luminoase propagate (atât prin fibre diferite, cât și prin polarizări diferite) au o sensibilitate foarte mare la vibrații și diferențe mici de presiune. Astfel de sisteme sunt necesare în special atunci când se creează linii de comunicare în guvern, în sectorul bancar și în alte servicii speciale care au cerințe sporite pentru protecția datelor.
• Izolarea galvanică a elementelor de rețea. Acest avantaj al fibrei optice constă în proprietatea sa izolatoare. Fibra ajută la evitarea buclelor electrice de împământare care pot apărea atunci când două dispozitive de rețea neizolate conectate prin cablu de cupru au conexiuni de împământare în puncte diferite ale clădirii, cum ar fi la etaje diferite. Acest lucru poate duce la o diferență mare de potențial, care poate deteriora echipamentele de rețea. Pentru fibre, această problemă pur și simplu nu există.
• Siguranța la explozie și incendiu. Datorită absenței scânteilor, fibra optică crește securitatea rețelei la rafinăriile chimice și de petrol, atunci când deservesc procese tehnologice cu risc ridicat.
• Eficiența costurilor a liniilor de comunicație prin fibră optică. Fibra este fabricată din cuarț, care are la bază dioxid de siliciu, un material răspândit și, prin urmare, ieftin, spre deosebire de cupru. În prezent, costul fibrei în raport cu o pereche de cupru este de 2:5. În același timp, FOC vă permite să transmiteți semnale pe distanțe mult mai lungi fără a transmite. Numărul de repetoare pe linii lungi este redus când se utilizează FOC. Când se utilizează sisteme de transmisie soliton, s-au atins intervale de 4000 km fără regenerare (adică folosind doar amplificatoare optice la nodurile intermediare) la rate de transmisie de peste 10 Gbit/s.
• Durată lungă de viață. În timp, fibra suferă degradare. Aceasta înseamnă că atenuarea în cablul instalat crește treptat. Cu toate acestea, datorită perfecțiunii tehnologiilor moderne pentru producția de fibre optice, acest proces este încetinit semnificativ, iar durata de viață a FOC este de aproximativ 25 de ani. În acest timp, mai multe generații/standarde de sisteme transceiver se pot schimba.
• Alimentare de la distanță. În unele cazuri, este necesară alimentarea de la distanță a unui nod de rețea de informații. Fibra optică nu este capabilă să îndeplinească funcțiile unui cablu de alimentare. Cu toate acestea, în aceste cazuri, un cablu mixt poate fi utilizat atunci când, împreună cu fibrele optice, cablul este echipat cu un element conductiv de cupru. Acest cablu este utilizat pe scară largă atât în ​​Rusia, cât și în străinătate.

Cu toate acestea, cablul de fibră optică are și câteva dezavantaje:

• Cel mai important dintre ele este complexitatea ridicată a instalării (la instalarea conectorilor este necesară precizia micronului; atenuarea conectorului depinde în mare măsură de precizia tăierii fibrei de sticlă și de gradul de lustruire a acesteia). Pentru instalarea conectorilor, se folosește sudarea sau lipirea folosind un gel special care are același indice de refracție a luminii ca și fibra de sticlă. În orice caz, acest lucru necesită personal înalt calificat și unelte speciale. Prin urmare, cel mai adesea, cablul de fibră optică este vândut sub formă de bucăți pre-tăiate de lungimi diferite, la ambele capete ale cărora sunt deja instalate tipul necesar de conectori. Trebuie reținut că instalarea defectuoasă a conectorului reduce drastic lungimea admisă a cablului, determinată de atenuare.
• De asemenea, trebuie să ne amintim că utilizarea cablului de fibră optică necesită receptoare și transmițătoare optice speciale care convertesc semnalele luminoase în semnale electrice și invers, ceea ce uneori crește semnificativ costul rețelei în ansamblu.
• Cablurile de fibră optică permit ramificarea semnalului (se produc splittere (cuple) pasive speciale pentru 2-8 canale pentru aceasta), dar, de regulă, sunt folosite pentru a transmite date doar într-o singură direcție între un emițător și un receptor. La urma urmei, orice ramificare slăbește inevitabil foarte mult semnalul luminos și, dacă există multe ramuri, atunci este posibil ca lumina pur și simplu să nu ajungă la capătul rețelei. În plus, splitter-ul are și pierderi interne, astfel încât puterea totală a semnalului la ieșire este mai mică decât puterea de intrare.
• Cablul de fibră optică este mai puțin durabil și mai puțin flexibil decât cablul electric. Raza de îndoire permisă tipică este de aproximativ 10 - 20 cm, cu raze de îndoire mai mici, fibra centrală se poate rupe. Nu tolerează întinderea cablurilor și mecanice, precum și influențele de strivire.
• Cablul de fibră optică este, de asemenea, sensibil la radiațiile ionizante, ceea ce reduce transparența fibrei de sticlă, adică crește atenuarea semnalului. Schimbările bruște de temperatură au, de asemenea, un impact negativ asupra acesteia, iar fibra de sticlă se poate crăpa.
• Cablul de fibră optică este utilizat numai în rețelele cu topologie în stea și inel. Nu există probleme de coordonare sau de împământare în acest caz. Cablul asigură izolarea galvanică ideală a computerelor din rețea. În viitor, este posibil ca acest tip de cablu să înlocuiască cablurile electrice, sau cel puțin să le înlocuiască foarte mult.

Perspective pentru dezvoltarea liniilor de fibră optică:

• Odată cu cerințele tot mai mari ale noilor aplicații de rețea, utilizarea tehnologiilor de fibră optică în sistemele de cablare structurată devine din ce în ce mai importantă. Care sunt avantajele și caracteristicile utilizării tehnologiilor optice în subsistemul cablului orizontal, precum și la locurile de muncă ale utilizatorilor?
• După ce am analizat schimbările în tehnologiile de rețea în ultimii 5 ani, este ușor de observat că standardele SCS de cupru au rămas în urma cursei „înarmărilor de rețea”. Fără să aibă timp să instaleze SCS din a treia categorie, întreprinderile au fost nevoite să treacă la a cincea, acum la a șasea, iar utilizarea categoriei a șaptea este chiar după colț.
• Evident, dezvoltarea tehnologiilor de rețea nu se va opri aici: gigabit per loc de muncă va deveni în curând un standard de facto, și ulterior de jure, iar pentru LAN-urile (rețelele locale) ale unei întreprinderi mari sau chiar mijlocii, 10 Gbit/s Etnernet nu va fi neobișnuit.
• Prin urmare, este foarte important să folosiți un sistem de cablare care să facă față cu ușurință vitezei în creștere a aplicațiilor de rețea timp de cel puțin 10 ani - aceasta este durata minimă de viață a SCS definită de standardele internaționale.
• Mai mult, atunci când se schimbă standardele pentru protocoalele LAN, este necesar să se evite reinstalarea cablurilor noi, care anterior a cauzat costuri semnificative pentru funcționarea SCS și pur și simplu nu este acceptabilă în viitor.
• Un singur mediu de transmisie în SCS satisface aceste cerințe - optica. Cablurile optice au fost folosite în rețelele de telecomunicații de mai bine de 25 de ani, iar recent au găsit o utilizare pe scară largă și în televiziunea prin cablu și LAN.
• În rețelele LAN, acestea sunt utilizate în principal pentru a construi canale de cablu de coloană vertebrală între clădiri și în clădirile în sine. , asigurând în același timp viteze mari de transfer de date între segmentele acestor rețele. Cu toate acestea, dezvoltarea tehnologiilor moderne de rețea actualizează utilizarea fibrei optice ca mediu principal pentru conectarea directă a utilizatorilor.

Noi standarde și tehnologii pentru liniile de comunicații prin fibră optică:

În ultimii ani, pe piață au apărut mai multe tehnologii și produse care fac mult mai ușoară și mai ieftină utilizarea fibrei optice într-un sistem de cablare orizontală și conectarea acesteia la stațiile de lucru ale utilizatorilor.

Printre aceste noi soluții, în primul rând, aș dori să evidențiez conectorii optici cu factor de formă mic - SFFC (conectori cu factor de formă mic), diode laser plane cu cavitate verticală - VCSEL (lasere cu emisie de suprafață cu cavitate verticală) și fibre optice multimode de nouă generație.

Trebuie remarcat faptul că tipul recent aprobat de fibră optică multimodală OM-3 are o lățime de bandă de peste 2000 MHz/km la o lungime de undă laser de 850 nm. Acest tip de fibră asigură transmisia în serie a fluxurilor de date cu protocolul 10 Gigabit Ethernet pe o distanță de 300 m. Utilizarea noilor tipuri de fibră optică multimodală și lasere VCSEL de 850 nanometri asigură cel mai mic cost al implementării soluțiilor 10 Gigabit Ethernet.

Dezvoltarea de noi standarde pentru conectorii de fibră optică a făcut din sistemele de fibră optică un concurent serios pentru soluțiile din cupru. În mod tradițional, sistemele cu fibră optică necesitau de două ori mai mulți conectori și cabluri de corecție decât sistemele de cupru – locațiile de telecomunicații necesitau o amprentă mult mai mare pentru a găzdui echipamente optice, atât pasive, cât și active.

Conectorii optici cu factor de formă mic, introduși recent de un număr de producători, oferă o densitate de porturi de două ori mai mare decât soluțiile anterioare, deoarece fiecare conector cu factor de formă mic conține două fibre optice în loc de doar una.

În același timp, dimensiunile atât ale elementelor optice pasive - conexiuni încrucișate etc., cât și ale echipamentelor de rețea active sunt reduse, ceea ce permite reducerea de patru ori a costurilor de instalare (comparativ cu soluțiile optice tradiționale).

De menționat că organismele americane de standardizare EIA și TIA au decis în 1998 să nu reglementeze utilizarea vreunui tip specific de conectori optici cu factor de formă mic, ceea ce a dus la apariția pe piață a șase tipuri de soluții concurente în acest domeniu: MT -RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 și SCDC. Există și noi evoluții astăzi.

Cel mai popular conector miniatural este conectorul de tip MT-RJ, care are un singur vârf de polimer cu două fibre optice în interior. Designul său a fost proiectat de un consorțiu de companii condus de AMP Netconnect pe baza conectorului multi-fibră MT dezvoltat în Japonia. AMP Netconnect a oferit astăzi peste 30 de licențe pentru producerea acestui tip de conector MT-RJ.

Conectorul MT-RJ datorează o mare parte din succesul său designului său extern, care este similar cu cel al conectorului modular de cupru RJ-45 cu 8 pini. Performanța conectorului MT-RJ s-a îmbunătățit considerabil în ultimii ani - AMP Netconnect oferă conectori MT-RJ cu chei care împiedică conectarea eronată sau neautorizată la sistemul de cablu. În plus, o serie de companii dezvoltă versiuni monomod ale conectorului MT-RJ.

Conectorii LC ai companiei sunt la cerere destul de mare pe piața soluțiilor de cabluri optice Avaya(http://www.avaya.com). Designul acestui conector se bazează pe utilizarea unui vârf din ceramică cu diametrul redus la 1,25 mm și a unei carcase din plastic cu un zăvor exterior de tip pârghie pentru fixarea în mufa mufei de conectare.

Conectorul este disponibil atât în ​​versiuni simplex cât și duplex. Principalul avantaj al conectorului LC este pierderea medie scăzută și abaterea sa standard, care este de numai 0,1 dB. Această valoare asigură funcționarea stabilă a sistemului de cabluri în ansamblu. Instalarea furcii LC urmează o procedură standard de lipire și lustruire epoxidice. Astăzi, conectorii și-au găsit utilizarea printre producătorii de transceiver de 10 Gbit/s.

Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) produce atât conectori LC, cât și conectori MT-RJ. În opinia ei, industria SCS a făcut alegerea în favoarea conectorilor MT-RJ și LC. Compania a lansat recent primul conector MT-RJ monomod și versiunile UniCam ale conectorilor MT-RJ și LC, care au timp de instalare scurt. În același timp, pentru a instala conectori de tip UniCam, nu este nevoie să folosiți adeziv epoxidic și poli

Comunicatii prin fibra optica

Comunicații prin fibră optică- un tip de telecomunicații cu fir care utilizează radiația electromagnetică din domeniul optic (infraroșu apropiat) ca purtător de semnal informațional și cabluri de fibră optică ca sisteme de ghidare. Datorită frecvenței purtătoare înalte și capacităților largi de multiplexare, debitul liniilor de fibră optică este de multe ori mai mare decât debitul tuturor celorlalte sisteme de comunicații și poate fi măsurat în terabiți pe secundă. Atenuarea scăzută a luminii în fibra optică permite utilizarea comunicațiilor prin fibră optică pe distanțe semnificative fără utilizarea amplificatoarelor. Comunicațiile prin fibră optică sunt lipsite de interferențe electromagnetice și sunt dificil de accesat pentru utilizare neautorizată - este extrem de dificil din punct de vedere tehnic să interceptați în secret un semnal transmis printr-un cablu optic.

Baza fizică

Comunicarea prin fibră optică se bazează pe fenomenul de reflexie internă totală a undelor electromagnetice la interfața dintre dielectrici cu indici de refracție diferiți. O fibră optică este formată din două elemente - miezul, care este ghidul direct de lumină, și placarea. Indicele de refracție al miezului este puțin mai mare decât indicele de refracție al învelișului, datorită căruia fasciculul de lumină, experimentând reflexii multiple la interfața miez-placare, se propagă în miez fără a-l părăsi.

Aplicație

Comunicațiile prin fibră optică sunt din ce în ce mai utilizate în toate domeniile - de la calculatoare și sistemele spațiale de bord, aeronave și nave, până la sistemele de transmitere a informațiilor la distanță lungă, de exemplu, linia de comunicații prin fibră optică Europa de Vest - Japonia, din care o mare parte trece prin teritoriul Rusiei. În plus, lungimea totală a liniilor subacvatice de comunicație prin fibră optică între continente este în creștere.

Vezi si

• Canale de scurgere a informațiilor transmise prin linii optice de comunicație

Note

Fundația Wikimedia. 2010.

• Linii de comunicații prin fibră optică
• Cablu de fibra optica

Vedeți ce înseamnă „comunicații prin fibră optică” în alte dicționare:

COMUNICARE FIBRA OPTICA- Un tip de telecomunicații cu fir care utilizează radiația electromagnetică din domeniul optic (infraroșu apropiat) ca purtător de semnal de informare și cabluri de fibră optică ca sisteme de ghidare. Dicționar de termeni de afaceri.… … Dicţionar de termeni de afaceri

comunicații prin fibră optică- - [L.G. Sumenko. Dicționar englez-rus de tehnologia informației. M.: Întreprinderea de stat TsNIIS, 2003.] Subiecte tehnologia informației în general EN conexiune prin fibră opticăFOCoptical fibr communication ...

comunicații la nivel mondial prin fibră optică- - [L.G. Sumenko. Dicționar englez-rus de tehnologia informației. M.: Întreprinderea de stat TsNIIS, 2003.] Subiecte tehnologia informației în general EN legătură cu fibră optică în întreaga lumeFLAG … Ghidul tehnic al traducătorului

COMUNICARE OPTICA- transmiterea informaţiei folosind lumina. Cele mai simple (neinformative) tipuri de O. s. folosit cu con. secolul al 18-lea (de exemplu, alfabetul semaforului). Odată cu apariția laserelor, a devenit posibilă transferul la tehnologia optică. gamă de mijloace și principii de producție, prelucrare... ... Enciclopedie fizică

Linie de transmisie cu fibră optică- (FOCL), Fibre-optic communication line (FOCL) este un sistem de fibră optică format din elemente pasive și active, concepute pentru a transmite informații în domeniul optic (de obicei în infraroșu apropiat). Cuprins 1 ... Wikipedia