Οι οπτικές ίνες θεωρούνται εδώ και πολλά χρόνια ένας από τους κεντρικούς τομείς ανάπτυξης στον τομέα της τεχνολογίας επικοινωνιών. Οι ειδικοί αρχικά εναποθέτησαν μεγάλες ελπίδες σε αυτή την ιδέα, οι οποίες μέχρι σήμερα επιβεβαιώνονται μόνο από περιοδικές επιτυχίες στην τοποθέτηση δικτύων επικοινωνίας διαφόρων μεγεθών. Συγκεκριμένα, η επικοινωνία με οπτικές ίνες έχει ήδη αποδείξει την αποτελεσματικότητά της στο παράδειγμα των γραμμών επικοινωνίας του Ειρηνικού και στο μέλλον αυτή η βάση σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα λέιζερ και αισθητήρων.
Τι είναι οι φυτικές ίνες;
Η επικοινωνία που βασίζεται σε δίκτυα οπτικών ινών διαμορφώνεται με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, λόγω της οποίας μεταδίδεται ένα σήμα. Ο φυσικός φορέας είναι ελαφροί οδηγοί, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από αντοχή σε παρεμβολές και μεγάλο εύρος ζώνης. Λοιπόν, τι είναι ένας οδηγός φωτός και τι σχέση έχει με τη μετάδοση δεδομένων; Αυτή η ίνα είναι κατασκευασμένη από γυαλί μεορισμένα πρόσθετα, χάρη στα οποία ο κατασκευαστής μπορεί να διαφοροποιήσει μεμονωμένα οπτικά χαρακτηριστικά. Τουλάχιστον, απαιτείται μια επίστρωση πολυμερούς για την προστασία της ίνας από εξωτερικές βλάβες. Στην πραγματικότητα, αυτή η ίνα είναι επίσης ετερογενής στη δομή της. Αποτελείται από έναν πυρήνα με διάμετρο περίπου 8-10 microns, καθώς και από ένα περιβάλλον κέλυφος που σχηματίζει έναν κύλινδρο με πάχος περίπου 100-125 microns. Η αρχή της λειτουργίας ενός καναλιού επικοινωνίας οπτικών ινών έγκειται στην ικανότητα του οδηγού φωτός να παρέχει εσωτερική ανάκλαση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με ορισμένους δείκτες διάθλασης. Μια υπό όρους δέσμη φωτός κατά τη διαδικασία κίνησης μέσα στην οπτική ίνα αντανακλάται από το κέλυφος από το εσωτερικό, χωρίς να βγαίνει από το κύκλωμα. Με αυτόν τον τρόπο, παραδίδεται ένα σήμα με διαφορετικές τιμές απώλειας.
Χαρακτηριστικά απόδοσης δικτύων οπτικών ινών
Οι κύριες θετικές πτυχές της λειτουργίας των γραμμών οπτικών ινών συνδέονται με την υψηλή ταχύτητα παράδοσης πληροφοριών. Μέχρι πρόσφατα, αυτή η τιμή εκφραζόταν ως ρεκόρ 1 Terabit ανά δευτερόλεπτο. Ωστόσο, ακόμη και τώρα τα στοιχεία αυτά θεωρούνται άσχετα από πλευράς ρεκόρ. Έτσι, οι νέες τεχνολογίες συστημάτων πολυπλεξίας κυμάτων επέτρεψαν στις οπτικές ίνες να παρέχουν ρυθμό εξυπηρέτησης σήματος 15 Tbps. Οι μεγάλες εταιρείες τηλεπικοινωνιών εφαρμόζουν τη χρήση πολυκαναλικής επικοινωνίας οπτικών ινών σε αποστάσεις έως και 10.000 km με υποστήριξη για ταχύτητες 100 Gbps. Παρεμπιπτόντως, ένα ίχνος μπορεί να περιέχει έως και 150-200 κανάλια, τα οποίαλόγω της μικρής διαμέτρου των ινών. Μία γραμμή κορμού χωρίς εξωτερικό προστατευτικό περίβλημα έχει πάχος όχι μεγαλύτερο από 1 cm. Όσον αφορά την ποσότητα εξασθένησης, η οποία επηρεάζει όχι μόνο την ταχύτητα, αλλά και τη συνολική ποιότητα μετάδοσης σήματος, αυτό το ποσοστό στην περίπτωση της οπτικής ίνας είναι 5 dB / km. Αυτός είναι ένας εξαιρετικά καλός δείκτης σε σύγκριση με τα παραδοσιακά ηλεκτρικά δίκτυα, που καθιστά δυνατή τη χάραξη γραμμών για 100 km ή περισσότερα χωρίς ενδιάμεσα σημεία μετατροπής σήματος.
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας
Μαζί με την υψηλή ταχύτητα μετάδοσης και το χαμηλό αποτέλεσμα εξασθένησης, οι οπτικές ίνες έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
- Ανθεκτικότητα λειτουργίας γραμμής.
- Αξιοπιστία διαδικασίας.
- Προστασία από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές επιρροές.
- Υψηλό επίπεδο κωδικοποίησης σήματος, ουσιαστικά εξαλείφει την πιθανότητα υποκλοπής δεδομένων.
- Ευρυζωνικότητα.
- Ελαφρύ βάρος και μέτριο μέγεθος.
Ο βαθμός στον οποίο θα αποκαλυφθούν τα παραπάνω πλεονεκτήματα σε μια συγκεκριμένη γραμμή επικοινωνίας οπτικών ινών εξαρτάται από τις μεθόδους τοποθέτησής της και την ποιότητα του υλικού. Έτσι, για παράδειγμα, ένα από τα πιο σημαντικά εμπόδια για μια μαζική μετάβαση σε αυτήν τη μέθοδο οργάνωσης επικοινωνιών στη Ρωσία είναι το χαμηλό επίπεδο ειδικών σε αυτόν τον τομέα και η μη ικανοποιητική ποιότητα των αναλωσίμων.
Μειονεκτήματα της τεχνολογίας
Υπάρχουν επίσης χαρακτηριστικά μειονεκτήματα των δικτύων οπτικών ινών, τα οποία μπορεί ακόμη και να εμφανιστούνανεξάρτητα από την ποιότητα της τεχνικής υλοποίησης των καναλιών επικοινωνίας. Μεταξύ αυτών σημειώνεται:
- Υψηλό κόστος. Τόσο στο στάδιο της οργάνωσης της τεχνικής υποδομής όσο και στη διαδικασία συντήρησής της, το κόστος εξακολουθεί να υπερβαίνει το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας πιο οικείων γραμμών επικοινωνίας.
- Η ευθραυστότητα της δομής. Ένα από τα πιο ευαίσθητα μειονεκτήματα των οπτικών ινών είναι οι περιορισμοί εγκατάστασής τους. Είναι δυνατό να διασφαλιστεί η ανθεκτικότητα της επικοινωνίας με οπτικές ίνες υψηλού επιπέδου μόνο εάν οι γραμμές τοποθετηθούν απευθείας. Ωστόσο, αυτό το πρόβλημα λύνεται σταδιακά ακριβώς με την εισαγωγή ειδικών πρόσθετων στη δομή του πυρήνα των ινών.
- Υψηλές απαιτήσεις στις τηλεπικοινωνιακές υποδομές. Και πάλι, μπορείτε να υπολογίζετε σε υψηλή απόδοση όταν χρησιμοποιείτε γραμμές οπτικών ινών μόνο εάν το σύστημα είναι οργανωμένο σε σύγχρονο εξοπλισμό δικτύου.
Εφαρμογή επικοινωνίας οπτικών ινών στη Ρωσία
Όπως σε άλλες χώρες με προηγμένη τεχνολογική ανάπτυξη, στη Ρωσία οι οπτικές ίνες βρίσκουν κατά κύριο λόγο τη θέση τους στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών. Ωστόσο, αυτός δεν είναι ο μόνος τομέας που κυριαρχεί αυτή την τεχνολογία. Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό μέτρησης, μηχανήματα ακτίνων Χ (συμπεριλαμβανομένης της μαγνητικής τομογραφίας), γυροσκόπια και συστήματα συναγερμού ασφαλείας. Ταυτόχρονα, οι μέθοδοι τεχνικής ολοκλήρωσης είναι συχνά παρόμοιας φύσης, κάτι που επιβεβαιώνεται και από το εύρος των απαιτούμενων εργαζομένων για την οργάνωση τέτοιων συστημάτων. Ειδικότερα, κενές θέσεις επικοινωνίας οπτικών ινώνπεριλαμβάνει εργασίες για συγκολλητές, εγκαταστάτες και μηχανικούς συστημάτων Το ίδιο ισχύει και για τη συντήρηση υποδομής οπτικών ινών.
Προβλήματα στην υλοποίηση επικοινωνιών οπτικών ινών
Πολλοί μεγάλοι Ρώσοι πάροχοι που εργάζονται στον τομέα των τηλεπικοινωνιών αντιμετωπίζουν οικονομικές δυσκολίες με τη μετάβαση σε νέες τεχνολογίες για την οργάνωση δικτύων. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο υψηλό κόστος της τεχνικής ανανέωσης των δικτύων με την πλήρη αντικατάσταση τόσο των φορέων σήματος όσο και του λειτουργικού εξοπλισμού. Η μητροπολιτική εταιρεία MGTS θεωρεί τις επικοινωνίες οπτικών ινών ως έναν από τους βασικούς τομείς ανάπτυξης σήμερα, αλλά ταυτόχρονα, οι εκπρόσωποί της σημειώνουν επίσης τις δυσκολίες που σχετίζονται με την απροθυμία των ίδιων των συνδρομητών να στραφούν σε νέα τεχνολογικά μέσα. Πολλοί χρήστες είναι ικανοποιημένοι με το παραδοσιακό δίκτυο καλωδίων χαλκού, το οποίο παρέχει επαρκή χαρακτηριστικά μετάδοσης δεδομένων από τους καταναλωτές. Δεν θέλουν να πληρώσουν υπερβολικά για καινοτομίες, γεγονός που αναγκάζει τον φορέα εκμετάλλευσης να αναλάβει το κόστος της εξυπηρέτησης δύο τύπων τηλεπικοινωνιακών δικτύων.
Προοπτικές για την ανάπτυξη επικοινωνίας οπτικών ινών
Εάν η μαζική αγορά καταναλωτών εξακολουθεί να είναι επιφυλακτικά συντονισμένη στην εξελικτική διαδικασία μετάβασης στις οπτικές ίνες, τότε οι κορυφαίες εταιρείες του κόσμου κοιτάζουν ήδη το μέλλον, το οποίο ανοίγεται από τεχνολογίες επικοινωνίας οπτικών ινών σε διάφορους τομείς. Επί του παρόντοςΟι πιο πολλά υποσχόμενοι τομείς περιλαμβάνουν συστήματα κατανεμημένων αισθητήρων και λέιζερ οπτικών ινών. Η πρώτη τεχνολογία θα επιτρέψει τη διενέργεια μη καταστροφικών δοκιμών κτιρίων και κατασκευών μηχανικής με ένα ευρύ φάσμα δεδομένων εξόδου ανάλυσης - ειδικότερα, με ακριβείς δείκτες θερμοκρασίας, πίεσης και διεργασιών παραμόρφωσης του αντικειμένου. Όσον αφορά τα λέιζερ ινών, οι ιδιότητές τους και τα χαρακτηριστικά εκπεμπόμενων κυμάτων μπορούν να προσφέρουν άνευ προηγουμένου ευκαιρίες στη φυσική επεξεργασία στερεών υλικών.
Συμπέρασμα
Η επικοινωνία που βασίζεται στην τεχνολογία οπτικών ινών, με όλους τους αρνητικούς παράγοντες εφαρμογής, διευρύνει το φάσμα της κάλυψης. Σε μεγάλο βαθμό, αυτό διευκολύνθηκε από την τεχνολογική μορφή του δικτύου GPON, η οποία είναι μια βελτιστοποιημένη ιδέα των γραμμών κορμού οπτικών ινών. Η Rostelecom, ως μία από τις μεγαλύτερες εταιρείες τηλεπικοινωνιών στη Ρωσία, έχει κάνει ένα μεγάλο βήμα στην τεχνολογική ανάπτυξη αυτής της μορφής. Σήμερα, εκτελεί γραμμές τοποθέτησης χωρίς ενδιάμεσους κόμβους ενίσχυσης σε αποστάσεις από 20 έως 60 km με υποστήριξη για ταχύτητες έως 1,25 Gb / s. Και αυτή είναι μόνο μία από τις πιθανές μορφές για τη χρήση οπτικών ινών στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών σήμερα.
