- Третье окно, которое в настоящее время очень широко используется, использует длину волны около 1,5 мкм. Потери кварцевых волокон являются самыми низкими в этом регионе, и доступны легированные эрбием усилители волокна, которые обеспечивают очень высокую производительность. Дисперсия волокна, как правило, аномальная, но может быть адаптирована с большей гибкостью (со смещенной дисперсией волокна).

       Второе и третье окно в свою очередь подразделяются на следующие диапазоны длин волн:

 

 

        Второе и третье окно прозрачности изначально разделено выраженным пиком потери около 1,4 мкм, но они могут быть эффективно соединены с усовершенствованными волокнами, с низким содержанием ОН, которые не проявляют этого пика.

  Системное проектирование

         Простейший тип волоконно-оптической системы связи это волоконно-оптическая линия связи, предоставляющая соединения от точки к точке с одного канала данных. Такие линии по существу содержит передатчик для отправки информации по оптическому каналу и соответственно передающее волокно для передачи света на некоторое расстояние и приемник. Передавающее волокно может быть оснащено дополнительными компонентами, такими как волоконный усилитель для регенерации оптической мощности или дисперсии компенсаторы для противодействия последствиям хроматической дисперсией. В статье по волоконно-оптическим линям дается более подробная информация.( The article on fiber-optic links gives more details.)

       Емкость канала для дальней передачи в настоящее время 2,5 или 10 Гбит / с; 40, 100 или даже 160 Гбит / с может быть использовано в будущем. Более продвинутые системы увеличения пропускной способности путем одновременного использования нескольких или даже многих различных длин волн каналов (грубого илиплотного спектральногомультиплексирования). Основными задачами являются подавление канала перекрестных помех по нелинейности, чтобы сбалансировать мощность канала (например, усилителями с равномерным распределением коэффициента усиления по спектру (gain-flattened fiber amplifiers), и для упрощения системы. Другим подходом является мультиплексирование с разделением по времени, где несколько входных каналов объединяются путем вложения в домене времени, часто используются солитоны, чтобы гарантировать, что посланный ультракороткий импульс остается чисто отделенным даже в маленьких интервалах от импульса к импульсу.

      Другое важное развитие - развитие систем, которые связывают много различных станций со сложной оптоволоконной сетью. Этот подход может быть очень гибкий и мощный, но также поднимает ряд нетривиальных технических вопросов, таких, как необходимость добавления или удаления каналов длин волны, в идеале полностью реконфигурируемых образом, или постоянно скорректировать связи топологии так, чтобы получить оптимальную производительности, или надлежащим образом урегулировать недостатки так, чтобы минимизировать их влияние на общую производительность системы. Как много различных понятий (например, в отношении топологий, форматов модуляции, управления дисперсией, нелинейное управление и программное обеспечение) и новых типов устройств (отправители, получатели, волокон и их компоненты, электронные схемы) постоянно совершенствуются, и не ясно до сих пор какие системы будут доминировать в будущем оптоволоконной связи.

Пропускная  способность оптических волокон

         За последние 30 лет, пропускная способность оптического волокна была значительно увеличена. Рост пропускной способности передачи на волокно даже значительно быстрее, чем, например, увеличение емкости электронных чипов памяти, или в увеличение вычислительной мощности микропроцессоров.

 

         Пропускная  способность волокна зависит  от длины волокна. Чем длиннее  волокно, тем больше пагубных эффектов, таких как межмодовая или хроматическая дисперсия, и, следовательно, тем ниже достижимая скорость передачи.

 

         Для коротких дистанций, в несколько сотен  метров или меньше (например, в сети хранения данных), часто более удобно использовать многомодовые волокна, так как они дешевле для установки (например, из-за их большой площади сердцевины волокна, они легче сращиваются). В зависимости от технологии передачи и длины волокна, они достигают скорости передачи данных от нескольких сотен Мбит / с и ~ 10 Гбит / с.

Одномодовое волокно обычно используется для больших расстояний, в несколько километров и более. В текущих коммерческих системах телекоммуникации обычно скорость передачи 2,5 или 10 Гбит / с на канал передачи данных на расстояние десяти километров и более. В будущем системы могут использовать более высокие скорости передачи данных в канале, 40 или даже 160 Гбит / с, но в настоящее время требуемая общая мощность обычно получается путем передачи многими каналами с немного разными длинами волн через волокна; это называется спектральным уплотнением (WDM). Общая скорость передачи данных может быть несколько терабит в секунду, достаточной для передачи многих миллионов телефонных каналов одновременно. Даже этот потенциал не достигает на сегодняшний день физический предел оптического волокна. Кроме того, отметим, что волоконно-оптический кабель может содержать несколько слоев.

        В заключение не стоит беспокоится, что технические ограничения к оптическим волокнам в передаче данных могут стать серьезными в обозримом будущем. Напротив, тот факт, что возможности передачи данных может развиваться быстрее, чем, например, хранения данных и вычислительные мощности, вдохновило некоторых людей, чтобы предсказать, что любые ограничения передачи скоро устареют, и большие вычисления и хранения объектов в высокой емкости сети передачи данных будет широко использоваться, аналогично тому, как она стала общей для использования электрических мощности от многих электростанциях в больших энергосистемах. Такое развитие событий может быть более строго ограничено программным обеспечением и безопасности, чем ограничение передачи данных.

Основные  компоненты для оптоволоконной связи

       Системы оптоволоконной связи полагаются на многие ключевые компоненты:

- Оптические передатчики, основанные  главным образом на полупроводниковых  лазерах (часто VCSELs), волоконных лазеров и оптических модуляторов

 

 - Оптические приемники, в основном на основе фотодиодов (часто лавинных фотодиодов)

 

 - Оптические  волокна с оптимизированными  свойствами в отношении потерь, дисперсии и нелинейности

 

 - Дисперсно-компенсирующие модули

  - Полупроводниковые и волоконные усилители (в основном эрбиевые волоконные усилители, иногда рамановский усилитель) для поддержания мощности сигнала при длинных волокнах, или, как предусилителей до обнаружения сигнала.

   - Оптические фильтры (например, на основе брэгговских решеток) и ответвители 
   - Оптические переключатели и мультиплексоры (например, на основе выстраиваемой решетки волновода), например, оптические мультиплексоры ввода / вывода (OADMs) позволяют для добавления или удаления каналов волн в системе WDM

 

   -Электрические управляемые оптические переключатели

   -Устройства для регенерации сигнала (электронных или оптических регенераторов), часы восстановления и подобное.

    - Различные виды электроники например, для обработки сигнала и контроля 
   - Компьютеры и программное обеспечение для контроля работы системы

2.Телеграфная связь

 

 

3.Системный подход

     Системный подход — направление методологии исследования, в основе которого лежит рассмотрение объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы.

     Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, «Правильно заданный вопрос — половина ответа». Это качественно более высокий, нежели просто предметный, способ познания.

      Основные принципы системного подхода:

• Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.
• Иерархичность строения, то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.
• Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.
• Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.
• Системность, свойство объекта обладать всеми признаками системы.

      Основоположниками системного подхода являются: Л. фон Берталанфи, А. А. Богданов, Г.Саймон, П.Друкер, А.Чандлер.