Оптоволоконний спосіб передачі даних

Оптоволоконний зв'язок

 В оптоволоконому зв′язку інформація передається модульованими світловими променями через волоски, виготовлені у більшості із скла.

Оптоволоконий зв′язок — це тип телекомунікації із використанням імпульсів світлового випромінювання, заживленого в оптичне волокно. Такі промені створюють електромагнітне середовище, придатне для передачі інформації при наявності смислової модуляції. Вперше винайдена у 1970-их роках, ця технологія революціюнізувала галузь телекомунікаційного зв′язку та відіграє провідну роль у пришесті інформаційної ери. Завдяки перевагам над електричними провідниками, оптопроводи волоконного зв′язку в основному замініють мідні лінії комунікацій у більшості мереж нового покоління. 

Волоконно-оптична  лінія передачі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

 

 Волоконно-оптичний  кабель 

Волоко́нно-опти́чна лі́нія переда́чі (ВОЛП) — волоконно-оптична система, що складається із пасивних та активних елементів, що призначена для передачі інформації у оптичному (як правило — ближньому інфрачервоному) діапазоні. 

Елементи ВОЛП

[ред.]

Активні компоненти

Мультіплексор/Демультіплексор — широкий клас приладів, що призначені для об’єднання та розділення інформаційних каналів. Мультіплексори та демультіплексори можуть працювати як у часової, так і у частотної областях, можуть буту електричними й оптичними (для систем із спектральним ущільненням).

Регенератор — пристрій, що здійснює відновлення форми оптичного  імпульсу, який, розгалужуючись по волокну, набирає викривлення. Регенератори можуть бути як чисто оптичними, так  й електричними, які перетворюють оптичний сигнал у електричний, відновлюють  його, а потім знову перетворюють у оптичний.

Підсилювач —  пристрій, що підсилює потужність сигналу. Підсилювачі також можуть бути оптичними  і електричними, здійснюючими оптико-електронне і електронно-оптичне перетворення сигналу.

Лазер — джерело  монохромного когерентного оптичного  випромінювання. У системах з прямою модуляцією, які є найбільш поширеними, лазер одночасно є і модулятором, що безпосередньо перетворює електричний  сигнал в оптичний.

Модулятор — пристрій, що модулює оптичну несучу за законом  інформаційного електричного сигналу. У більшості систем цю функцію  виконує лазер, проте в системах з непрямою модуляцією для цього  використовуються окремі пристрої.

Фотоприймач (фотодіод) — пристрій, що здійснює опто-електронне перетворення сигналу.

 

 Оптичний кабель

 

FC конектор

[ред.]

Пасивні компоненти

Оптичний кабель, елементами якого є оптичні волокна. Зовнішня оболонка кабелю може бути виготовлена  з різних матеріалів: полівінілхлориду, поліетилену, поліпропілену, тефлону  і інших матеріалів. Оптичний кабель може мати бронювання різного типа і специфічні захисні шари (наприклад, дрібні скляні голки для захисту  від гризунів).

Оптична муфта —  пристрій, використовуваний для з'єднання  двох і більше оптичних кабелів.

Оптичний крос —  пристрій, що призначений для оконечування оптичного кабелю і підключення до нього активного устаткування.

[ред.]

Переваги ВОЛП 

Волоконно-оптичні  лінії володіють рядом переваг  перед дротяними (мідними) і радіорелейними системами зв'язку:

Мале загасання  сигналу (0,15 дБ/км в третьому вікні  прозорості) дозволяє передавати інформацію на значно більшу відстань без використання підсилювачів. Підсилювачі у ВОЛП можуть ставитися через 40, 80 і 120 кілометрів, залежно від класу кінцевого  устаткування.

Висока пропускна  здатність оптичного волокна  дозволяє передавати інформацію на високій  швидкості, недосяжною для інших  систем зв'язку.

Висока надійність оптичного середовища: оптичні волокна  не окислюються, не намокають, не схильні  до слабкого електромагнітного впливу.

Висока захищеність  від міжволоконних впливів - рівень захисту, випромінювання понад 100 дБ. Випромінювання в одному волокні абсолютно не впливає на сигнал в сусідньому волокні.

Пожежо-та вибухобезпечність при вимірюванні фізичних і хімічних параметрів

Малі габарити і  маса

[ред.]

Недоліки ВОЛП

Відносна крихкість  оптичного волокна. При сильному вигинанні кабелю (особливо, якщо як силовий елемент використовується стеклопластиковий пруток) можлива поломка волокон або їх замутнення із-за виникнення мікротріщин.

Складна технологія виготовлення як самого волокна, так  і компонентів ВОЛС.

Складність перетворення сигналу (у інтерфейсному устаткуванні).

Відносна дорожнеча  оптичного кінцевого устаткування. Проте, устаткування є дорогим у  абсолютних цифрах. Співвідношення ціни і пропускної спроможності для ВОЛП краще, ніж для інших систем.

Замутнення волокна з часом унаслідок старіння.

[ред.]

Вживання ВОЛП 

Достоїнства волоконно-оптичних ліній зумовило їх широке вживання в телекомунікаційних мережах самих  різних рівнів — від міжконтинентальних магістралей до корпоративних і  домашніх комп'ютерних мереж.

[ред.]

Монтаж ВОЛП

[ред.]

Укладання кабелю 

Оптичний кабель для ліній зв'язку може бути укладений  таким чином:

У кабельну каналізацію  або кабельний колектор;

Безпосередньо у  ґрунт — у заздалегідь підготовлену траншею або з використанням  кабелеукладальника;

Підвіс кабелю —  повітряна лінія зв'язку. Для кожного  випадку виготовляються спеціальні кабелі, оболонки, що відрізняються  типом, броні, допустимим розтягуючим зусиллям і іншими параметрами.

[ред.]

Монтаж муфт і  кросів

Детальніше: Сварка оптичного волокна 

Для зрощення оптичних кабелів застосовуються оптичні  муфти, що є пластиковими контейнерами, усередині яких розташована сплайс-пластина, що утримує оптичні волокна. 

Оптичний крос є  пристроєм, за допомогою якого здійснюється з'єднання оптичних волокон кабелю із стандартними роз'ємами. Крос виконується у вигляді металевої (як правило) коробки, на зовнішній панелі якої знаходяться оптичні роз'єми, а усередині — сплайс-пластина. З'єднання роз'ємів кросу з волокнами кабелю здійснюється за допомогою пігтейлів — коротких відрізків оптичного волокна з роз'ємами. Роз'їм пігтейлу з внутрішньої сторони кросу з'єднується із зовнішнім роз'ємом кросу, а інший кінець приварюється до волокна оптичного кабелю. 

Оптичні кроси можуть виготовлятися для монтажу в  стандартну 19-дюймову стійку, монтажу  на стіну і в інших виконань. Кроси можуть мати можливість відкриватися без демонтажу або не мати такого. 

Зварювання оптичних волокон здійснюється в напівавтоматичному режимі спеціальними зварювальними  апаратами.

[ред.]

Взаємодія ВОЛП з  сильним електромагнітним випромінюванням 

Сильне електромагнітне  випромінювання здатне вносити міжканальні перешкоди в системах hdwdm і приводити до збільшення кількості помилок. Дане явище характерне в системах телематіки на залізничному транспорті, де ВОЛП прокладається на опорах контактної мережі у безпосередній близькості від контактного дроту. Помилки з'являються в моменти перехідних процесів, наприклад, при короткому замиканні. Дане явище пояснюється ефектами Керра і Фарадея.