Волоконно - оптические кабели
Чтобы передавать информацию с помощью волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), она должна иметь очевидную структуру и состоять из:
- передатчика - источника светового сигнала;
- приемника - светочувствительного элемента;
- среды распространения - оптоволокна.
Преимущества
Широкополосность ВОЛС оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей порядка 1014..1015Гц. Это означает, что по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) можно передавать информацию со скоростью порядка 100Тбит/с. Очень малое затухание ВОЛС светового сигнала в волокне, что позволяет строить волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) длиной до 100 км и более без регенерации сигналов.
Устойчивость ВОЛС к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий.
Электробезопасность волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает взрыво- и пожаробезопасность сети, что особенно актуально на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
Невысокая стоимость ВОЛС – волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.
Долговечность ВОЛС – срок службы волоконно-оптических линий связи составляет не менее 25 лет.
Информационная безопасность – к информации, передающейся по оптоволоконному кабелю практически невозможно получить несанкционированный доступ. В связи со сложностью технологии ответвления оптоволокна, подключиться к ВОЛС практически невозможно без разрушения структуры кабеля. Разрушение же кабеля, даже на очень короткий срок легко зафиксировать.
Недостатки
Высокая стоимость активных элементов ВОЛС, преобразующих электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Этот недостаток является самым главным. Сетевое аппаратное обеспечение, работающее с оптоволокном стоит десятки тысяч долларов.
Высокая стоимость монтажа ВОЛС – для этого требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование. Как следствие, при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление ВОЛС выше, чем при работе с медными кабелями.
Структура ВОЛС
Современное оптическое волокно состоит как минимум из двух компонентов: сердцевины (core) и оболочки (cladding). Снаружи волокно покрывается защитным покрытием. В ВОЛС используют оптоволоконные кабели, которые состоят из десятков и сотен волокон.
Из-за многократного отражения луча от стенок световода, световой импульс, пройдя по оптоволокну, трансформируется в серию мод. эти лучи (моды) проходят разные расстояния и "прибывают в пункт назначения" не одновременно. Это явление получило название межмодовой дисперсии. Чем больше длина оптоволокна, тем больше будет разброс по времени прибытия, тем меньше будет полоса пропускания.
Поэтому проблему борьбы с межмодовой дисперсией необходимо решать. В зависимости от способа ее решения все оптические волокна можно разделить на три вида.
- Многомодовое ступенчатое волокно
- Многомодовое градиентное волокно
- Одномодовое волокно
В настоящее время ступенчатое волокно практически не используется.
За счет сложного легирования оптоволокна можно добиться плавного уменьшения показателя преломления от центра к оболочке волокна. Тогда моды, хотя и будут по-прежнему проходить разные пути, но делать это за одинаковое время. Полоса пропускания градиентного по сравнению со ступенчатым волокном заметно увеличивается, до 100-1000 МГц-км.
Количество мод в существенной степени зависит от диаметра волокна. Так что если диаметр волокна окажется сравнимым с используемой длиной волны, то по волокну будет распространяться только одна мода.
Наиболее распространёнными в мире сетями являются сети Ethernet. С применением оптоволокна в этих сетях скорость возросла до 10 Gbit⁄sec.
Полный текст(pdf, 366 КБ)
Презентация(2,92 МБ)
Яндекс.Новости