Fiiberoptikat on juba aastaid peetud üheks keskseks arendusvaldkonnaks sidetehnoloogia vallas. Spetsialistid panid sellele kontseptsioonile alguses suuri lootusi, mida tänaseni kinnitavad vaid perioodilised edusammud erineva suurusega sidevõrkude rajamisel. Eelkõige on fiiberoptiline side juba näidanud oma tõhusust Vaikse ookeani sideliinide näitel ning tulevikus on plaanis seda baasi kasutada laser- ja andurisüsteemides.
Mis on kiudaine?
Fiiberoptilistel võrkudel põhinev side on moodustatud elektromagnetilise kiirguse põhimõttel, tänu millele edastatakse signaal. Füüsiliseks kandjaks on valgusjuhikud, mida iseloomustab häiretekindlus ja suur ribalaius. Niisiis, mis on valgusjuht ja mis on sellel pistmist andmeedastusega? See kiud on valmistatud klaasist koosmõned lisandid, tänu millele saab tootja individuaalseid optilisi omadusi muuta. Vähem alt on vajalik polümeerkate, et kaitsta kiudu väliste kahjustuste eest. Tegelikult on see kiud ka oma struktuurilt heterogeenne. See koosneb umbes 8-10 mikronise läbimõõduga südamikust, samuti ümbritsevast kestast, mis moodustab umbes 100-125 mikroni paksuse silindri. Kiudoptilise sidekanali tööpõhimõte seisneb valgusjuhi võimes tagada teatud murdumisnäitajatega elektromagnetlainete sisepeegeldus. Optilise kiu sees liikumisel olev tingimuslik valgusvihk peegeldub kestast seestpoolt, vooluringist lahkumata. Sel viisil edastatakse signaal erinevate kaduväärtustega.
Fiiberoptiliste võrkude jõudlusnäitajad
Fiberoptiliste liinide töö peamised positiivsed küljed on seotud teabe kiire edastamisega. Kuni viimase ajani väljendati seda väärtust rekordarvuna 1 terabit sekundis. Kuid isegi praegu peetakse neid andmeid rekordarvude seisukohast ebaolulisteks. Seega on lainemultipleksimissüsteemide uued tehnoloogiad võimaldanud optilistel kiududel pakkuda signaali teeninduskiirust 15 Tbps. Suured telekommunikatsiooniettevõtted kasutavad mitme kanaliga fiiberoptilist sidet kuni 10 000 km kaugusel ja toetavad kiirust 100 Gbps. Muide, üks jälg võib sisaldada kuni 150-200 kanalit, miskiudude väikese läbimõõdu tõttu. Ühe magistraalliini ilma välise kaitsekesta paksus ei ületa 1 cm. Mis puudutab sumbumise suurust, mis ei mõjuta mitte ainult kiirust, vaid ka üldist signaali edastamise kvaliteeti, siis see näitaja optilise kiu puhul on 5 dB / km. Võrreldes tavapäraste elektrivõrkudega on tegemist äärmiselt hea näitajaga, mis võimaldab vedada liine 100 km või rohkemgi ilma signaali vahepunktideta.
Tehnoloogia plussid
Lisaks suurele edastuskiirusele ja madalale sumbumisefektile on fiiberoptikal järgmised eelised:
- Liin töö vastupidavus.
- Protsessi töökindlus.
- Kaitse väliste elektromagnetiliste mõjude eest.
- Signaali kodeerimise kõrge tase, mis praktiliselt välistab andmete pe altkuulamise võimaluse.
- Lairibaühendus.
- Kerge ja tagasihoidlik suurus.
See, mil määral ül altoodud eelised konkreetses fiiberoptilise sideliini puhul ilmnevad, sõltub selle paigaldamise meetoditest ja materjali kvaliteedist. Näiteks on üks olulisemaid takistusi massilisel üleminekul sellele suhtluse korraldamise meetodile Venemaal selle valdkonna spetsialistide madal tase ja tarbekaupade ebarahuldav kvaliteet.
Tehnoloogia miinused
Samuti on fiiberoptiliste võrkude iseloomulikud puudused, mis võivad isegi ilmnedasõltumata sidekanalite tehnilise teostuse kvaliteedist. Nende hulgas on märgitud:
- Kõrged kulud. Nii tehnilise taristu korrastamise kui ka ülalpidamise etapis ületavad kulud ikkagi tuttavamate sideliinide rajamise ja käitamise kulusid.
- Struktuuri haprus. Optiliste kiudude üks tundlikumaid puudusi on nende paigaldamise piirangud. Kõrgetasemelise fiiberoptilise side vastupidavust on võimalik tagada vaid liinide otse paigaldamisel. Kuid see probleem on järk-järgult lahendatud just spetsiaalsete lisandite lisamisega kiudude südamiku struktuuri.
- Kõrged nõudmised telekommunikatsiooni infrastruktuurile. Jällegi võite fiiberoptiliste liinide kasutamisel loota suure jõudlusega ainult siis, kui süsteem on korraldatud kaasaegsetele võrguseadmetele.
Fiiberoptilise side rakendamine Venemaal
Nagu teistes arenenud tehnoloogilise arenguga riikides, leiab kiudoptika ka Venemaal oma koha peamiselt telekommunikatsioonitööstuses. Kuid see pole ainus valdkond, mis seda tehnoloogiat valdab. Optilisi kiude kasutatakse mõõteseadmetes, röntgeniseadmetes (sh MRI), güroskoopides ja valvesignalisatsioonisüsteemides. Samas on tehnilised integreerimismeetodid sageli sarnase iseloomuga, mida kinnitab ka selliste süsteemide korraldamiseks vajalike töötajate hulk. Eelkõige vabad töökohad fiiberoptilise side jaokshõlmab töid keevitajatele, paigaldajatele ja süsteemiinseneridele Sama kehtib fiiberoptilise infrastruktuuri hoolduse kohta.
Probleemid fiiberoptilise side rakendamisel
Paljudel suurtel telekommunikatsioonivaldkonnas töötavatel Venemaa pakkujatel on rahalisi raskusi üleminekuga uutele võrgukorraldustehnoloogiatele. See on osaliselt tingitud võrkude tehnilise uuendamise kõrgetest kuludest koos nii signaalikandjate kui ka tööseadmete täieliku väljavahetamisega. Suurlinnaettevõte MGTS peab fiiberoptilist sidet tänapäeval üheks võtmetähtsusega arendusvaldkonnaks, kuid samas märgivad selle esindajad ka raskusi, mis on seotud tellijate endi soovimatusega minna üle uutele tehnoloogilistele vahenditele. Paljud kasutajad on rahul traditsioonilise vasktraatvõrguga, mis tagab piisavad tarbijaandmete edastamise omadused. Nad ei taha uuenduste eest üle maksta, mis sunnib operaatorit kandma kahte tüüpi telekommunikatsioonivõrkude teenindamise kulud.
Fiiberoptilise side arendamise väljavaated
Kui masstarbijaturg on endiselt reserveeritud häälestatud fiiberoptikale ülemineku evolutsioonilisele protsessile, siis maailma juhtivad korporatsioonid vaatavad juba tulevikku, mida avavad erinevates valdkondades fiiberoptilised sidetehnoloogiad. PraeguKõige lootustandvamad valdkonnad hõlmavad hajutatud andurisüsteeme ja fiiberoptilisi lasereid. Esimene tehnoloogia võimaldab teostada hoonete ja insenerkonstruktsioonide mittepurustavaid katseid, kasutades laia valikut analüüsi väljundandmeid - eelkõige objekti temperatuuri, rõhu ja deformatsiooniprotsesside täpsete näitajatega. Mis puudutab kiudlasereid, siis nende omadused ja kiirgavate lainete omadused võivad pakkuda tahkete materjalide füüsilisel töötlemisel enneolematuid võimalusi.
Järeldus
Fiberoptilisel tehnoloogial põhinev kommunikatsioon koos kõigi negatiivsete rakendusteguritega laiendab oma leviala. Suures osas aitas seda kaasa GPON-võrgu tehnoloogiline formaat, mis on fiiberoptiliste magistraalliinide optimeeritud kontseptsioon. Rostelecom kui Venemaa üks suurimaid telekommunikatsiooniettevõtteid on astunud suure sammu selle formaadi tehnoloogilises arengus. Täna teostab see liinide paigaldamist ilma vahepealsete võimendussõlmedeta 20–60 km kaugusele, toetades kiirust kuni 1,25 Gb / s. Ja see on vaid üks võimalikest vormingutest tänapäeval telekommunikatsioonitööstuses kiudoptiliseks kasutamiseks.
