Оптоволокно что это: Как работает оптоволокно – определение, строение, все про оптический кабель

Содержание

Что такое оптоволоконный интернет и в чем его отличие

Что такое оптоволоконный интернет и в чем его отличие

Интернет по оптоволоконному кабелю является последним изменением способа передачи данных по всему миру. Это намного быстрее, чем обычный кабель, быстрее, чем dial-up, и может переносить большие объемы данных, часто довольно легко достигая нескольких терабайтов передачи данных.

До оптоволокна: DSL и кабель

Цифровая абонентская линия (DSL) использовала существующие телефонные линии для передачи данных, которые обычно делались из меди. DSL медленный, старый, и по большей части был поэтапно отменен в пользу кабеля, но он остается в некоторых сельских районах. Средняя скорость для DSL составляет около 2 Мбит/с.

Кабельный интернет использует коаксиальный кабель, также изготовленный из меди, и, как правило, поставляется с такими же кабелями, которые используются для управления телевизионной сетью. Вот почему многие интернет-провайдеры предлагают в комплекте планы с подпиской на телевидение и доступом в Интернет. Средняя скорость для кабеля варьируется, но колеблется от 20 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Оптоволокно

Волоконно-оптические кабели используют небольшие стеклянные волокна для передачи данных с использованием импульсов света. Свет распространяется так же, как и электричество через медный провод, но преимущество заключается в том, что волоконные кабели могут одновременно передавать сразу несколько сигналов. Они невероятно малы, поэтому их часто объединяют в более крупные кабели под названием «волоконно-оптические магистральные кабели», каждая из которых содержит несколько волоконных линий. Волоконные кабели содержат огромное количество данных, а средняя скорость, которую Вы увидите у себя дома, составляет около 1 Гбит/с (часто называемый «гигабитный интернет»).

Волоконные магистральные кабели образуют основную часть современного Интернета, и Вы увидите их преимущества, даже если у Вас нет «волоконного интернета». Это связано с тем, что точки обмена через Интернет (IXP) — коммутационные и маршрутизационные станции которые соединяют Ваш дом с остальной частью мира — используют волоконно-оптические магистральные линии для подключения к другим IXP.

Но когда придет время соединить все дома в городе с Вашим местным IXP (термин, который обычно называют «последней милей»), Ваш провайдер обычно будет использовать традиционный коаксиальный кабель для Вашего дома. Этот вариант становится узким местом для Вашей интернет-скорости. Когда кто-то говорит, что у них есть «оптоволоконный интернет», они имеют в виду, что подключение из их дома к IXP также использует волокно, исключая ограничение скорости медного кабеля.

Ограничения оптоволокна

Есть причина, по которой оптоволоконный интернет не является общедоступным. Волокно намного дороже для запуска и не оправдывает затраты, когда кабельные линии часто уже доступны. Для большинства людей скорость 20-100 Мбит/с, которую они получают на кабеле, достаточна, так как большинство загрузок из Интернета в любом случае не превысят этого соединения.

И хотя волокно, безусловно, лучше, чем медь, Вы не увидите увеличения фактической скорости загрузки из-за ограничений на сервере, с которого Вы загружаете. Такое приложение, как Steam, загружающее игру на 10 ГБ, похоже, потребуется всего несколько секунд на волоконно-оптическом соединении 1000 Мбит/с, но на самом деле Вы получите максимальную скорость 50 Мбит/с от серверов Steam.

Что такое оптоволокно для чайников

Несмотря на то, что многие слышали о существовании оптических волокон и использовании их для скоростной передачи информации, очень мало людей знают, что они собой представляют и каким образом передают данные.

Даже самый простой оптический кабель имеет достаточно сложную структуру. В середине его расположен пучок тонких оптических проводков-волокон изолированных друг от друга, при этом каждое волокно находится в оболочке и имеет специальное изолирующее покрытие. Все волокна протянуты внутри стальной защитной трубки. Поверх трубки идет оплетка из медных токоведущих жил, закрытая слоем медной фольги. Следующий слой – диэлектрическая изоляция, выполненная чаще всего из полиэтилена. Самый верхний слой бронирующий, для обеспечения защиты кабеля от механических повреждений.

Оптическое волокно

Устройство оптоволоконного кабеля

Само по себе оптическое волокно это пластиковая или стеклянная нить, способная проводить световые импульсы, а изменяемая длина волны и показатель преломления светового луча обеспечивает передачу необходимой информации.

Типы оптических волокон

Классификация оптических волокон производится в зависимости от количества мод или лучей, распространяющихся по волокну. Различают:

  • волокно одномодовое диаметром 7-9 мкм;
  • волокно многомодовое диаметром 50 или 62,5 мкм.

Кроме этого оптические волокна подразделяются на проводники с градиентным показателем преломления луча и со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

оптоволоконный кабель

Волокно

Преимущества оптоволоконной связи

Главное преимущество оптического волокна это высокий уровень пропускной способности в сравнении с коаксиальным кабелем. Большая скорость передачи данных на большие расстояния сопровождается высоким уровнем защиты от внешних помех и шумоподавления. При этом использование оптоволокна обеспечивает надежную защиту данных от несанкционированного доступа. Подключение кабеля с оптическими волокнами позволяет обеспечить одновременную работу сразу нескольких систем, например:

  • компьютерных сетей ,
  • кабельного телевидения,
  • системы видеонаблюдения
  • охранных устройств.
  • и т.д и т.п

Использование оптоволоконного кабеля это лучший способ быстрого приема и передачи данных.

Что это такое оптоволокно? — Как подключить оптоволоконный интернет

Если вы пытаетесь разобраться что это такое оптоволокно, то точно попали по адресу!

Многие пользователи интернета используют оптоволоконный провод для соединения с интернетом.

Однако, практически никто не знает, что это такое оптоволокно, что оно из себя представляет и каким образом передает информацию?

Оптическое волокно

– это самый быстрый в мире способ передачи данных по сети интернет.

Оптический кабель имеет особую структуру: он состоит из небольших тоненьких проводков, которые отгорожены друг от друга специальным покрытием.

Каждый проводок передает свет, а свет, в свою очередь, передает данные по сети.

Такой кабель может одновременно передавать данные интернет-соединения, стационарного телефона и телевидения.

Содержание:

Поэтому в оптоволоконных сетях пользователи часто совмещают все три услуги провайдера и подключают телефон, телевизор, роутер и компьютер к одному и тому же оптоволоконному кабелю.

Оптоволоконное подключение еще называют фиброоптической связью.

Она позволяет передавать информацию с помощью лучей лазера, при этом данные с лёгкостью передаются за сотни миль.

Составляющие кабеля, небольшие волокна, имеют очень маленький диаметр – тысячные доли дюйма.

Оптические лучи внутри таких волокон переносят данные, которые проходят через кремниевый сердечник каждого волокна.

С помощью оптического волокна можно настроить соединения не только большого города, но и больших стран, а также континентов.

Интернет-связь между материками Земли осуществляется благодаря проложенным по дну океана огромным оптоволоконным кабелям.

Внешний вид оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный интернет

Кабель позволяет настроить высокоскоростное интернет-соединение, которое необходимо в условиях современного мира.

Оптоволоконный провод – лучший способ передачи и приема данных сети.

Основные преимущества:

  • Оптическое волокно – это долговечный материал, который имеет очень высокий уровень пропускной способности. Именно эта характеристика отвечает за высокую скорость передачи данных;
  • Безопасная передача данных – использование оптоволокна позволяет программному обеспечению мгновенно выявить факт несанкционированного доступа к данным сети. Доступ злоумышленников к информации практически невозможен;
  • Оптоволокно также отличается отличным уровнем защиты от помех и хорошим шумоподавлением;
  • В отличие от коаксиального кабеля, благодаря особому строению (рисунок 2) оптоволокно имеет в несколько раз большую скорость передачи данных, особенно файлы аудио и видео;
  • Подключение оптического волокна позволяет организовать систему для ряда дополнительных опций, к примеру, для установки системы видеонаблюдения или охранных устройств.

Схема строение кабеля оптоволокна

Основное преимущество кабеля из оптоволокна – он способен обеспечить соединение двух объектов, которые расположены на большом расстоянии друг от друга.

Это происходит за счет того, что кабель не имеет ограничений на длину каналов.

к содержанию ↑

Как подключить интернет через оптическое волокно?

Наиболее популярный в России интернет, сеть которого организовывается с помощью оптического волокна, предоставляет компания Ростелеком.

Рассмотрим подробнее, как подключить интернет и настроить его работу самостоятельно.

Прежде всего, убедитесь, что оптоволокно подведено к вашему дому. Далее закажите услугу подключение к сети.

Компания Ростелеком должна сообщить вам данные, которые обеспечат подключение. Теперь необходимо настроить оборудование.

Совет! Также заявку на подключения понравившейся услуги можно оформить в личном кабинете по ссылке https://lk.rt.ru/.

Следуйте инструкции:

  • После того как работники компании Ростелеком провели оптическое волокно и подключили базовое рабочее оборудование для работы в пассивных оптических сетях (PON), всю дальнейшую настройку необходимо проводить самостоятельно;

Подключение интернета по технологии PON

Помните! Лучше всего проводить оптоволоконный кабель близко к розетке, к которой в дальнейшем будет подключаться блок питания (мультиплексор) терминала ONT.

  • Далее необходимо установить розетку и желтый кабель, как показано на рисунке ниже;

Система организации соединения с интернетом через оптоволоконный провод

  • Wi-Fi роутер можно иметь свой, покупка ростелекомовского маршрутизатора необязательна. К wifi подключается оптический терминал, оптоволоконный кабель и основной шнур, с помощью которого роутер подключается к оптической розетке. Подробная схема подключения роутера в оптоволоконной сети продемонстрирована на рисунке;
  • Выберите такое место для установки всех компонентов, которое имеет доступ к большому количеству воздуха и хорошо вентилируется. Предварительно скажите монтажнику, где установить компоненты сети;

В терминале есть специальное гнездо, с помощью которого осуществляется соединение с компьютером и для того, чтобы соединить роутер с сетью интернет.

Также терминал оснащен дополнительными двумя гнездами для соединения аналогового домашнего телефона и еще несколько гнезд нужны для подключения телевидения от Ростелекома.

После подключения всех компонентов следует проверить подключения к интернету на вашем компьютере:

Включение командной строчки от имени администратора

  • Введите поочередно команды netstat -e –s, затем ping host, далее tracert host и, наконец, команду pathping host. В данном случае host – это адрес любого сайта. Таким образом проверяется соединение с интернетом;
  • Теперь необходимо проверить скорость соединения. Сделать это можно с помощью любого популярного сервиса, к примеру, Speedtest.

Тематические видеоролики:

Оптическое волокно — это… Что такое Оптическое волокно?

Пучок оптических волокон

Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

История

Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передач, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи.

Материалы

Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как фторцирконат, фторалюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.

В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне изготовляют из полиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).

Конструкция

Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит из двух частей — сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Например, если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины — 1,479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней. Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.

Оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, как правило, имеют диаметр 125±1 микрон. Диаметр сердцевины может отличаться в зависимости от типа волокна и национальных стандартов.

Классификация

Профиль показателя преломления различных типов оптических волокон: слева вверху — одномодовое волокно, слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно, справа — градиентное волокно с параболическим профилем.

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.[1]

Существует три основных типа одномодовых волокон:

  1. Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (англ. SMF — Step Index Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.
  2. Одномодовое волокно со смещённой дисперсией (англ. DSF — Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.
  3. Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (англ. NZDSF — Non-Zero Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

Полимерные (пластиковые) волокна производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрон и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.

Применение

Волоконно-оптическая связь

Волоконно-оптический кабель.

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц[2][3], в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду.

Волоконно-оптический датчик

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, даёт волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптическим волокном[4].

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения оптического волокна

Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Один из способов механической шифровки изображения заключается в следующем: большое количество оптических волокон, оба конца которых расположены упорядоченно, тщательно переплетают в середине, а затем разрезают пополам. Одна половина получившейся конструкции используется для шифровки изображения, а другая — для дешифровки: изображение, пройдя через переплетённые световоды, превращается в бессмысленный набор точек разного цвета, но после прохода через вторую половину этот набор точек восстанавливается до оригинала. Преимущество этого метода заключается в простоте изготовления шифрующего механизма и в невозможности расшифровать передаваемое изображение без шифратора или дешифратора (шифратор и дешифратор в такой системе абсолютно взаимозаменяемы). Недостаток заключается в значительной потере качества изображения, зависящей от толщины используемых световодов, и в необходимости очень точно позиционировать зашифрованное изображение перед дешифратором — малейший перекос будет препятствовать расшифровке.

Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера.

Примечания

См. также

Литература

  • Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. — М.: ЛЕСАРарт, 2003. — 288 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-902367-01-8
  • Gambling, W. A., «The Rise and Rise of Optical Fibers», IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, pp. 1084-1093, Nov./Dec. 2000
  • Gowar, John, Optical Communication Systems, 2 ed., Prentice-Hall, Hempstead UK, 1993 (ISBN 0-13-638727-6)
  • Hecht, Jeff. City of Light, The Story of Fiber Optics. — New York: Oxford University Press, 1999. — ISBN 0-19-510818-3
  • Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0-13-027828-9)
  • Nagel S. R., MacChesney J. B., Walker K. L., «An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance», IEEE Journal of Quantum Mechanics, Vol. QE-18, No. 4, April 1982
  • Ramaswami, R., Sivarajan, K. N. Optical Networks: A Practical Perspective. — San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 1998. — ISBN 1-55860-445-6

Ссылки

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Сегодня в статье мы постараемся как можно подробнее и понятнее рассказать про оптическое волокно. Данный способ связи используется не только в интернете или связи сетей, но также в промышленности, медицине и многих других отраслях. В частности, мы говорим про волоконно-оптические линии связи или сокращенно ВОЛС.

По-другому и сокращённо, в кругах системах администратором в инженеров IT – ещё называют как «Оптика», хотя это не совсем верное название. Оптоволокно — это провод очень тонкого диаметра с круглым стержнем, по которому путём пучка света передается информация. Сам проводок имеет достаточно малые размеры. Длина электромагнитной волны начинается от 100 нм и заканчивается 1мм. Но чаще используют инфракрасный диапазон от 755 до 1550 нм.

Строение и передача данных

Строение достаточно простое в центре находится само ядро. Обычно ядро делается из кварцевого, стеклянного или полимерного волокна. Далее идёт оболочка и защитное покрытие. Примерное строение можно увидеть на картинке ниже.

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Свет распространяется по закону Снеллиуса путём полного внутреннего преломления. Если сравнивать передачу данных с витой парой, то за счет частоты скорость передачи данных возрастает. Также есть и другой плюс, а именно параметр затухания. У оптоволокна также есть параметр затухания, но он в разы меньше чем у витой пары.

Витая пара при максимальных возможностях может передавать данные на расстоянии до 100 метров. При большем количестве передаваемых данных расстояние может уменьшаться. Также плюсом является защищённость от электромагнитного воздействия. Витая пара имеет такое строение, что при передаче без дополнительной фальгированной оплетки одну и ту же информацию передают сразу по двум проводкам. Именно поэтому и называется витая пара.

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

В результате в конце сигналы складываются, чтобы исключить помехи. В оптике за счет передачи данных пучком света дополнительный экран не нужен. Также за счет того, что в витой паре информация передаётся путем электрического импульса, для увеличения скорости нужен более толстый материал с большим сопротивлением. Толщина «оптики» в разы меньше стандартного сетевого кабеля.

Сама идея оптического кабеля – в передачи закодированной информации. Кодировка идёт в виде нулей и единиц – об этом я думаю знают все. К сожалению, компьютеры и другое подобные устройства могут пока понимать только подобные данные. Но, чтобы добиться максимального расстояние передачи луч должен постоянно отражаться внутри сердцевины.

Для этого в самом начале пытались использовать подобие зеркал. Из-за чего стоимость такого оптоволокна была бы не соизмерима велика. И тогда придумали использования второго слоя. Принцип достаточно просто, второй слой имеет другое строение и плотность из-за чего свет начинает отражаться.

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Использования для передачи интернета

Когда-то давно, когда я был молод, а борода моя была короткой и редкой, в нашей стране был популярный aDSL интернет. То есть передача данных была именно по телефонным линиям. Как вы, наверное, догадались, связь при этом была отвратительная, а максимальная скорость у провайдера не превышала 500 Кбит в секунду. Постоянные лаги, высокий пинг, прерывания и конечно же заоблачная цена за интернет.

Вот тут-то все ждали, когда в нашей глуши проведут оптоволокно. Тогда никто толком не знал, что это такое. Даже прочесть в интернете об этом было дорого, так как за каждый мегабайт нужно было платить по 2 рубля. Но ходил слух, что с приходом этой технологии интернет станет дешевле и быстрее.

Прошло несколько лет и первую оптику, как помню – провела компания «Ростелеком». Скорость выросла, и цена стала приемлемой. Теперь телефонные кабеля стали свободны, а интернет гулял, там, где положено в оптической структуре. На данные момент почти во всех регионах и крупных городах – интернет передаётся путем оптического пучка. А вот до каждой квартиры от коммутаторов приёмников идёт витая пара.

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Сейчас максимальная скорость по парно витому кабелю достигает 1 Гбит в секунду. Можно, конечно, использовать более дорогие кабеля типа Cat. 7, но они толще, дороже и не всё оборудование работает с подобными проводами. При использовании 2 пар или 4 проводов, скорость достигает 100 Мбит в секунду. При использовании 4 пар или 8 проводков – скорость может быть 1 Гбит в секунду.

У оптики при меньшем диаметре жилы, скорость будет в разы больше. Ну и как сказано было раньше надёжность передачи будет выше. Если кто, когда-нибудь протягивал сетевые кабеля, знает, что пучок из 8 кабелей помещается не в каждый кабель-канал. Оптика более компактная и она спокойно переносит внешнее воздействие и перепад температуры.

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Что такое оптическое волокно : простым языком про «оптику»

Сейчас провайдеры стали потихоньку переводить своих клиентов на оптику – то есть от коммутатора в подъезде уже идёт не витая пара, а «стекло». На практике это может немного сократить потери скорости, но на деле большого преимущества не даст. С другой стороны, при подключении крупного предприятия, которые активно использует интернет или свою корпоративную сеть – оптика может стать спасением при увеличении скорость выше 1 Гигабита.

Скорость передачи и дистанция – является выигрышным для «световода». Но как говорят инженеры и химики – они ещё работают над созданием идеальной сердцевины и оболочки. Таким образом естественное затухание электромагнитной световой волны будет меньше, а отражение от вторичного материала будет с большим процентом.

Преимущества оптоволоконного интернета

По мнению специалистов, на ближайшие несколько лет наиболее эффективную передачу данных в Сети будет обеспечивать оптоволокно, и мы будем пользоваться преимущественно оптоволоконным Интернетом. Его уже широко используют в Западной Европе и США, а также в РФ в местах плотной высотной застройки. Но свойства волоконно-оптического кабеля позволяют сегодня подключить к качественному высокоскоростному Интернету и загородный дом.

Что такое оптоволоконный Интернет

Для его подключения используются оптические волноводы. Сигнал движется по ним в виде световой волны с большой скоростью (со скоростью света). Поскольку сегодня вся передающая и принимающая сигналы аппаратура – электронная, необходимы преобразователи электронных сигналов в оптические и наоборот. Такие преобразователи – оптоволоконные модемы – давно разработаны, широко и успешно используются.

Кабель из оптоволокна – уникальный продукт высоких технологий

Технология производства оптоволокна берет начало в 50-тых годах ХХ века и до сих пор остается сложной и трудоемкой. Поэтому стоимость оптоволоконного кабеля не может быть низкой. Зато с его помощью мы получили быстрый Интернет и возможность использовать его на обширных территориях. Огромная пропускная способность оптического кабеля позволяет передавать большой объем информации в единицу времени. Оптический сигнал в нем почти не искажается и не ослабевает при передаче на большие расстояния.

Кроме того, материал, из которого делается стекловолокно, – кварц – очень легкий, долговечный, мало подвержен атмосферным воздействиям и влиянию электромагнитных полей. Химическая инертность делает его пожаробезопасным. К недостаткам стекловолокна относятся:

  • сложность ремонта, из-за чего при локальном повреждении кабеля иногда приходится менять его полностью;
  • сложность согласования с электрическими цепями (нужны модемы).

К сожалению, эти сложности объективно приводят к повышению стоимости подключения оптоволоконных систем связи.

Преимущества оптоволоконного Интернета

Замечательные свойства оптического кабеля обусловили существенные преимущества оптоволоконных систем связи относительно традиционных кабельных или DSL технологий:

  • очень высокая скорость передачи информации, в том числе и при пиковых нагрузках на сеть вечером и в выходные;
  • высокая помехозащищенность;
  • практически отсутствует задержка сигнала – задержка в единицы мс, тогда как для 3G-интернета значения прядка 100мс, а для спутникового могут достигать 1000мс;
  • затруднен несанкционированный доступ к передаваемой информации – врезка, индукционное считывание и другие угрозы;
  • возможность подключения видеонаблюдения, охранных систем, IP-телефонии, интерактивного телевидения и т. д.;
  • возможность прокладки оптоволоконного кабеля на большие расстояния;
  • химическая устойчивость стекловолокна в агрессивных средах;
  • хорошая гибкость кабеля;
  • небольшие габариты и вес;
  • защищенность от открытого огня и взрыва;
  • долговечность.

По данным «Point Topic», общее количество тех, кто предпочел оптоволоконный Интернет, уже сегодня превышает число пользователей кабельного. Перечисленные преимущества оптоволоконных систем связи рождают уверенность, что в ближайшие годы весь Интернет в развитых странах станет оптоволоконным и доступным для жителей любого населенного пункта. В России свой вклад в это вносит компания «Асарта».

Вечером и в выходные
скорость не падает

Отсутствуют магнитные
и радиопомехи

Задержка сигнала
в 6 раз короче

Высокая скорость
передачи данных

Не зависит от отключений
электропитания

Оптоволоконный кабель — это… Что такое Оптоволоконный кабель?

Связка оптоволокна. Теоретически, использование передовых технологий, таких как DWDM, со скромным количеством волокон, которое представлено здесь, может дать достаточную пропускную способность, с помощью которой легко было бы передать всю необходимую информацию, в которой нуждается вся планета (около 100 терабит в секунду в одном оптоволокне. )

Оптоволокно — это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

Простой принцип действия позволяет использовать различные методы, дающие возможность создавать самые разнообразные оптоволокна:

  • Одномодовые оптоволокна
  • Многомодовые оптоволокна
  • Оптоволокна с градиентным показателем преломления
  • Оптоволокна со ступенчатым профилем распределения показателей преломления.

Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.

Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837—1901 гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950-х годах. Они стали использоваться в связи несколько позже, в 1970-х; с этого момента технический прогресс значительно увеличил диапазон применения и скорость распространения оптоволокон, а также уменьшил стоимость систем оптоволоконной связи.

Применение

Оптоволоконная связь

Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны из кварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабления электромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов.

Оптоволоконный датчик

Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определенных областях.

Оптоволокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптоволокном[1].

Оптоволоконные датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Оптоволоконные датчики хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков (Оптоволоконное измерение температуры).

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Другое применение оптоволокна — в качестве датчика в лазерном гироскопе, который используется в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна полученные при вращении заготовки с сильным встроеным двойным лучепреломлением.

Оптоволокно применяется в охранной сигнализации на особо важных объектах (например, ядерное оружие). Когда злоумышленик пытается переместить боеголовку, условия прохождения света через световод изменяются, и срабатывает сигнализация.

Другие применения оптоволокна

Диск фрисби, освещенный оптоволокном

Оптоволокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптоволокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные ёлки.

Оптоволокно также используется для формирования изображения. Когерентный пучок, передаваемый оптоволокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Примечания

См. также

Литература

  • Gambling, W. A., «The Rise and Rise of Optical Fibers», IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, pp. 1084–1093, Nov./Dec. 2000
  • Gowar, John, Optical Communication Systems, 2 ed., Prentice-Hall, Hempstead UK, 1993 (ISBN 0-13-638727-6)
  • Hecht, Jeff, City of Light, The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, New York, 1999 (ISBN 0-19-510818-3)
  • Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 (ISBN 0-13-027828-9)
  • Nagel S. R., MacChesney J. B., Walker K. L., «An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance», IEEE Journal of Quantum Mechanics, Vol. QE-18, No. 4, April 1982
  • Ramaswami, R., Sivarajan, K. N., Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1998 (ISBN 1-55860-445-6)

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о