17.Оптоволоконный кабель: характеристики

В оптическом кабеле роль проводника играет тонкая нить из сверхчистого стекла или пластика – световод. Снаружи световод покрывается несколькими слоями защитного материала, придавая ему необходимые механические свойства. Такой кабель не подвержен воздействию электромагнитных помех, пропускная способность – до 16 Гбит/с. Однако данный более дорог,менее долговечен по сравнению с электрическим.

Оптические линии связи реализуются в виде волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

ВОЛС являются основой высокоскоростной передачи данных, особенно на большие расстояния.

Типичные характеристики ВОЛС: работа на волнах 0,85...1,55 мкм, затухание 0,7 дБ/км, полоса частот - до 2 ГГц;

Вероятность ошибки при передаче по оптоволокну – десять в минус шестнадцатой, что во многих случаях делает ненужным контроль целостности сообщений.

18. Одномодовое, многомодовое оптоволокно

Относительно оптоволоконного кабеля под модой понимают одну из возможных траекторий луча света в кабеле.Оптоволокно подразделяются по диаметру сердцевины волокна на два типа: одномодовые волокна и на многомодовые волокна.

Название одномодовое или многомодовое волокно произошло от количества мод или другими словами траекторий распространения светового импульса при прохождении его по оптоволокну.

В одномодовом оптоволокне образуется небольшое количество мод и условно считается, что свет водномодовом оптоволокне распространяется по одной траектории, поэтому такие оптические волокна называют одномодовыми. У одномодового оптоволокна СКС диаметр сердцевины составляет 8-10 мкм. При обозначении одномодового волокна используют две буквы SM (англ. акроним от слова SingleMode).

В многомодовом оптоволокне образуется большое число мод, поэтому такие волокна называют многомодовыми. У многомодовых оптоволокон внешний диаметр сердцевины может быть 50 мкм или 62.5 мкм. При обозначении многомодового волокна используются две буквы MM (англ. акроним от слова MultiMode).

19. Преимущества и недостатки оптических систем связи

Достоинства ВОЛС:

1) Широкая полоса пропускания. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.

2) Малое затухание светового сигнала в волокне.

3) Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания, путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.

4) Высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования.

5)Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность.

6)Высокая защищенность от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи.

7)Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических "земельных" петель, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети, связанные медным кабелем, имеют заземления в разных точках здания, например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.

8) Взрыво- и пожаробезопасность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.

9) Экономичность ВОК. Волокно изготовлено из кварца, недорогого материала, в отличие от меди. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК.

10)Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемо-передающих систем.

Недостатки ВОЛС:

1) Дороговизна прецизионного монтажного оборудования и надежности лазерных источников излучения. Многие из недостатков вероятнее всего будут нивелированы с приходом новых конкурентоспособных технологий в волоконно-оптические сети.

2) Стоимость интерфейсного оборудования. Электрические сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики и приемники остается пока еще довольно высокой. При создании оптической линии связи также требуются высоконадежные специализированное коммутационное пассивное оборудование, оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение, оптические разветвители, аттенюаторы.

3) Монтаж и обслуживание оптических линий. Стоимость работ по монтажу, тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. Если же повреждается ВОК, то необходимо осуществлять сварку волокон в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды. Производители тем временем поставляют на рынок все более совершенные инструменты для монтажных работ с ВОК, снижая цену на них.

4) Требование специальной защиты волокна. Оптическое волокно имеет микротрещины, которые инициируют разрыв.

Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, дальнейшие перспективы развития технологии ВОЛС в информационных сетях более чем очевидны.