Волоконно оптический кабель достоинства

ВОЛС: достоинства и недостатки

Волоконно-оптическая сеть способна передавать информацию на большие расстояния без потерь и перебоев в работе. С ее помощью объединяют дома, улицы, города и страны. Решение о прокладке оптического кабеля вместо медного аналога имеет свои преимущества. Однако необходимо учесть и возможные трудности или некоторые недостатки это варианта.

Достоинства оптического волокна

• Широкая полоса пропускания обеспечивает несущую частоту в 1014 Гц, что в несколько раз больше, чем у медного варианта. Благодаря такой полосе скорость передачи информации по такому волокну может достигать до нескольких Тб в секунду.
• Меньшее затухание сигнала. Именно из-за этого фактора протяженность ВОЛС в некоторых случаях достигает 100 км.
• Малый вес и объем. Благодаря возможности применения существенно меньших по диаметру кабелей прокладка оптического кабеля происходит проще и быстрее.
• Высокий уровень защиты от помех. Волокно изготавливается из специального материала, который устойчив к электромагнитным помехам.
• Отсутствует перекрестное влияние излучения. У медных и даже у многопарных кабелей такого достоинства нет.
• Практически отсутствует радиоизлучение. Именно поэтому информация, передаваемая с помощью ВОЛС, надёжно защищена от прослушки без нарушений сигнала. Система безопасности мгновенно подаст сигнал о «взломе» канала связи.
• Высокий уровень пожарной безопасности. Волокно обладает изолирующим свойством, именно поэтому ВОЛС не способна образовывать искры. Этот фактор позволяет осуществлять прокладку оптического кабеля на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях.
• Длительный срок службы — до 25 лет!

Недостатки оптоволокна

• Сравнительно высокая стоимость монтажного и интерфейсного оборудования. Но технологии не стоят на месте и с каждым годом появляются новые способы удешевить данный параметр.
• Более сложный монтаж и сервисное обслуживание сети. Прокладка оптического кабеля требует тщательного соблюдения технологии.
• Появление микротрещин снижает показательно надежности. Дополнительное укрепление кабеля возможно, но это приводит к увеличению стоимости ВОЛС.

Выводы

Несомненно, совокупность преимуществ прокладки оптического кабеля имеет больший вес по сравнению с ее недостатками. Инвестиции в оптоволоконную сеть полностью оправдают себя – за незначительное увеличение расходов на прокладку сети вы получаете значительное увеличение эффективности, большую скорость и защищенность.

ВОЛС удобна в эксплуатации и не требует к себе особого отношения. Помимо прочего, в сфере оптоволоконных технологий ведутся постоянные разработки, внедряются новые технологии и материалы.

Источник

Преимущества и недостатки оптических волокон

Оптическое волокно с каждым днем набирает все большую популярность как среда для передачи информации. Это обусловлено множеством преимуществ по сравнению с медными парами. Рассмотрим основные преимущества и недостатки оптических волокон.

Преимущества оптических волокон:

Никакие виды электромагнитных помех не влияют на качество передачи информации в оптическом волокне. Благодаря этому, оптическое волокно может располагаться вблизи таких мощных источников электромагнитных помех как: радиоантенны, неоновая реклама, оборудование АТС (особенно декадно шаговых), станки на заводах и др. Кроме того, многие ЛЭП уже имеют в своем составе ВОЛС, вмонтированную в грозо трос.

1. Вследствие того, что оптическое волокно не проводит электрический сигнал, то обеспечивается полная гальваническая развязка между передатчиком и приемником. Это облегчает схема технику канало образующего оборудования.
2. Электро магнитная совместимость и информационная безопасность

Оптическое волокно не только не чувствительно к внешним электро магнитным воздействиям, но и само не излучает никаких сигналов в окружающую среду. Последнее существенно усложняет перехват информации, которая передается по оптическому волокну. Для того, чтобы перехватить информацию, необходимо удалить слой за слоем оболочку оптического кабеля до самого оптического волокна. (см рисунок 1). Далее необходимо изогнуть оптическое волокно, после чего часть сигнала будет выходить за пределы волокна. Эта часть излучения и может быть перехвачена. Вместе с тем, этот изгиб (макро изгиб) оптического волокна легко зафиксировать при помощи оптического рефлектометра. В отличии от этого, подняв в неподходящий момент трубку домашнего аналогового (если у кого-то остался) телефона можно случайно «подслушать» соседа, или послушать радио.

Рисунок 1 – оптоволоконный кабель

Такой способ «врезки» в оптическое волокно активно используется связистами для организации служебного канала связи. В качестве устройства для ответвления трафика в этом случае используются ответвители-прищепки.

1. Оптическое волокно имеет малое погонное затухание. Уровень затухания сигнала зависит от рабочей длины волны, но он имеет намного меньшие значения чем медный кабель. Вследствие этого, возможна организация протяженных высокоскоростных систем передачи. (Например, применение одного оптического усилителя позволяет передавать цифровую информацию со скоростью до 10 Гбит/с на расстояние до 250 км.)
2. Оптические волокна имеют большую широкополосность и пропускную способность. Благодаря улучшенной очистке оптического волокна, удалось расширить количество окон прозрачности, что привело к появлению систем волнового уплотнения WDM (СWDM, DWDM. DWDM мультиплексирование позволяет по одному оптическому волокну организовать до 160 независимых каналов передачи, в каждом из которого передавать информацию со скоростью до 40 а то и больше Гбит/с.
3. Оптические кабели имеют меньшие габариты и вес, а зачастую и стоимость.

Недостатки оптических волокон

Основным недостатком оптических волокон являются повышенные требования к обслуживающему персоналу как на этапе монтажа оптического кабеля, так и в ходе обслуживания. Львиная доля повреждений в ВОЛС как раз и связана с недостатком знаний и навыков по работе с активными и пассивными компонентами ВОЛС. Среди основных проблем, которые допускаются по незнанию или халатности можно выделить грязные коннекторы и макро изгибы.

Рисунок 2 – грязный коннектор

Еще одним недостатком является появление микротрещин и повышение затухания оптического волокна за счет водородной коррозии. Распространенным заблуждением является утверждение, что оптическое волокно не боится попадания воды в оптическую муфту. Посмотрим на рисунок 3.

Рисунок 3 – зависимость погонного затухания в оптическом волокне от длины волны

На рисунке видно три “холма”, которые называются также водяными пиками. Эти повышения потерь обусловлены повышенным содержанием в сердцевине оптического волокна примесей SiOH. Если разобраться в химической формуле, то:

• Si – кремний, его достаточно в оптическом волокне. (это основной элемент, из которого оно изготовлено)
• О – кислород
• Н – водород.

Если теперь обратить внимание на формулу воды Н₂О, то видим, что в ней присутствует и кислород и водород. Конечно, сигнал передается только в сердцевине оптического волокна, поэтому требуется время чтобы под воздействием внешних факторов из воды и кремния получится SiOH, а после произошла диффузия этой примеси в сердцевину оптического волокна через его оболочку и буферный слой. В результате – вода негативно влияет на характеристики оптического волокна, однако, в отличие от медного кабеля, такое воздействие имеет отсрочку во времени и необратимо.

Вебинар “Теоретические основы передачи информации по оптическому волокну”

Источник

Оптоволоконные кабели: виды и характеристики

Оптоволоконный, или волоконно-оптический кабель — это провод, в основе конструкции которого находятся волоконные световоды, то есть оптоволокно. Информация по нему передается в виде световых фотонов, а не радиоволн. Он практически не восприимчив к помехам, удобен в монтаже и обеспечивает высокую скорость передачи данных.

Классифицируют оптоволокно по материалу изготовления, количеству передаваемых сигналов и способам применения. В зависимости от материала выделяют три вида оптоволоконных кабелей:

• стекловолоконные – маркируют GOF (glass optic fiber);
• полимерноволоконные – маркируют POF (plastic optic fiber);
• со стеклянно-кристаллическим волокном – PCF (plastic crystal fiber).

По количеству передаваемых сигналов (мод) разделяют на:

• одномодовые – передают сигнал с одной длиной волны;
• многомодовые – передают несколько сигналов с разной длиной волны.

Одномодовые разновидности имеют меньший диаметр сердечника и в основном используются в телефонии. У многомодового оптоволокна более толстый сердечник, оно используется при создании компьютерных сетей.

Типы оптоволокна по месту монтажа:

• для наружного применения (подземные, подводные, подвесные);
• для монтажа внутри объекта.

По условиям прокладки:

• для подвесного монтажа применяют разновидности с кевларом или тросом, если это подвес на линиях электропередачи, применяют вид с молниезащитой;
• для подземного монтажа разработан тип с броней из проволоки;
• для укладки в специализированной канализации создан тип с гофрированной металлической броней;
• для подводного монтажа используют многослойное оптоволокно.

Структура

Существует много вариантов исполнения оптико-волоконного провода для разных целей. Чаще всего он имеет круглое сечение. Самая простая конструкция – это пластиковые трубки с волокнами (сердцевина) в общей внешней оболочке.

Для сложных условий эксплуатации разработаны многослойные модификации. В них особое внимание уделено защите, поэтому к оптоволокну добавлены специальные защитные и упрочняющие элементы.

Оптоволоконный кабель состоит из нескольких слоев

На сегодняшний день выделяют восемь конструкционных слоев оптоволоконного кабеля:

• Стеклянные / пластиковые / полимерные волокна. Это основной элемент, через который передается световой поток. Тип волокна можно узнать по названию. Иногда для дополнительной защиты и маркировки волокно покрывают цветным лаком.
• Несущий трос. Это элемент центрирования и жесткости. Металлический или стеклопластиковый пруток для защиты покрывается полиэтиленовым слоем.
• Защитные пластиковые трубки. Внутри них находятся световоды и гидрофобный гель. В конструкции может быть от одной до нескольких десятков трубок, а в каждой трубке содержится 4–12 оптоволокон.
• Пленка-оплетка. Такая пленка нужна, чтобы провод не деформировался, а также для удержания внутри гидрофобного геля, уменьшения внутреннего трения и защиты от влаги. Пленка стягивается нитями, смоченными гидрофобным гелем.
• Пленка-влагозащита. Если оптоволокну нужно придать еще большую влагозащиту, используется дополнительная внутренняя полиэтиленовая оболочка.
• Броня. Для предохранения от механических повреждений добавляют слой брони из кевлара, проволочной оплетки, гвоздевого железа, стеклопластика или другого прочного материала. Броня используется во всех разновидностях, предназначенных для подземной укладки.
• Усиленная влагозащита. Это слой из полиэтилена и гидрофобного геля. Добавляется в модели, предназначенные для подводного монтажа.
• Внешний защитный слой. Выполняется из полиэтилена необходимой жесткости, обусловленной условиями эксплуатации.

Для чего нужен оптический кабель

Оптоволокно используют в разных сферах – это:

• создание телефонных линий;
• прокладка интернет-сетей;
• прямая передача сигналов на большие расстояния.

Современные провайдеры и телекоммуникационные компании тянут именно оптоволокно, так как оно по всем ключевым параметрам превосходит аналоги с металлическими проводниками.

Достоинства оптоволокна

Оптоволоконный провод намного легче и компактнее, чем аналог с медным сердечником. Развернутые оптоволоконные сети проще укладывать и масштабировать. Кроме того, за счет них обеспечивается более стабильный и защищенный сигнал. Это возможно из-за таких нескольких особенностей:

• Фотоны внутри световодов движутся на скорости близкой к скорости света, что обеспечивает максимально быструю передачу данных со скоростью до 10 Гбит/с.
• Оптические данные не чувствительны к радио- и электрошумам.
• Информацию сложно перехватить.
• Даже при больших расстояниях фиксируются минимальные потери информации.
• Расстояние между двумя приемниками может достигать 800 км.

Такие характеристики оптоволокна делают его идеальным вариантом для создания коммуникационных сетей любого назначения.

Оставьте свою электронную почту и получайте самые свежие статьи из нашего блога. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить

Источник

Что такое оптоволокно?

Информационная статья подготовлена экспертами компании bezlimitdom.ru

Технология использования оптоволоконных проводов пришла на смену классическому кабелю из меди, и быстро завоевала популярность, которой не теряет до сих пор. Несмотря на стремительное развитие беспроводных технологий, именно оптоволокно все же очень часто выбирают для офисов с большим количеством сотрудников, для дач или частных домов.

Давайте разберемся в основных принципах работы оптоволоконных кабелей, а также в их преимуществах, которые даже в беспроводную эпоху дают им множество сторонников. Не обойдем стороной и недостатки, которые для многих пользователей склоняют чашу весов в пользу беспроводных технологий.

Первым «соперником», которого обошло оптоволокно на своем пути к званию самого быстрого способа подключения интернета был классический медный кабель, который использовался и для телевидения, и для соединения со Всемирной сетью. Медный кабель имел перед оптоволокном всего одно преимущество – если он рвался, его (конечно, при наличии определенных навыков) можно было спаять обратно. Оптоволокно, хотя не обладало этим (при аккуратном пользовании – весьма сомнительным) преимуществом, все же гораздо быстрее передавало данные. Так в чем принципиальная разница?

В основе медного кабеля, как нетрудно догадаться, лежали физические свойства меди (Cu) как проводника электричества. В сердцевине таких проводов находилась чистейшая медь, по которой и двигался поток электронов, передающих информацию. Такое соединение гораздо чаще прерывалось, имело несравнимо меньшую скорость, слабо подходило для скачивания сериалов, онлайн-игр, и всего того, за что мы сегодня так любим интернет.

В оптическом волокне использовался принципиально другой метод передачи данных. В его основе прозрачный материал – как правило, стекло, сквозь которое передаются пучки света. Стекло нагревается, благодаря чему принимает гибкую форму, и его уже можно покрывать изоляционным материалом, не боясь, что при малейшей нагрузке оно сломается. Кроме того, внутренняя полость оптоволоконного провода устроена таким образом, что пучки света отражаются внутри него, благодаря использованию двух разных типов стекла с различными коэффициентами светопроводимости. Поэтому информация не искажается, даже преодолевая большие расстояния.

История такой передачи данных берет свое начало еще с 1934 года, когда посредством световых сигналов в телефоне кодировалась устная речь. Многочисленные доработки, совершенствование технологий производства, и ученым удалось получить метод, при котором информация передается, буквально, со скоростью света.

Метод кодирования данных как в медном, так и в оптоволоконном кабеле, одинаков. Это знаменитый двоичный код, состоящий из нулей и единиц. Только оптический кабель дает возможность передать эти сигналы в миллион (!) раз быстрее.

Мы разобрались, что из себя представляет провод изнутри. Но, понятное дело, невозможно протянуть его прямо от вашего ноутбука к станции связи. Оптоволоконный кабель проводится в квартиру и подсоединяется к так называемому оптическому терминалу. В свою очередь, оптический терминал с помощью классического медного провода подсоединяется к роутеру, который может быть подсоединен уже к любому устройству.

Терминал нужен для того, чтобы переводить световые сигналы в электрические, которые может воспринимать роутер и другие устройства. Возможно и прямое подключение устройства, минуя терминал и витую пару: так скорость соединения увеличивается, но появляется дополнительный риск повредить провода.

У каждого любопытного абонента возникает логичный вопрос: а что же с другой стороны провода? Ответ: коммутатор, или распределительная муфта, расположенная в техническом помещении вашего дома. Именно от нее оптоволокно подходит к квартирам, расположенным в данном доме. В свою очередь, коммутационная станция соединяется с другими точками обмена трафиком с помощью магистральных линий.

Перейдем, наконец, к тем причинам, по которым можно предпочесть оптоволокно мобильному интернету, спутниковой тарелке, WiMAX, и другим способам. Это:

· Максимально возможная скорость подключения интернета среди всех существующих способов. Рекордная цифра принадлежит австралийским исследователям, которым удалось передать объем данных, равный 5,525 тб. За одну секунду. В среднем же скорость соединения составляет около 200-300 мбит/сек. при условии использования «витой пары» — медного провода, и около 1 гбит/сек. при прямом оптоволоконном подключении.

· Независимость от электромагнитных полей. В отличие от обычных роутеров, при использовании которых качество соединения напрямую зависит от наличия электроприборов рядом, оптическое волокно совершенно независимо от условий использования.

· Практически полное отсутствие задержки сигнала. Оптоволокно допускает задержку буквально в несколько миллисекунд, в то время как спутниковый интернет – примерно до 1000, и даже 4G в этом смысле отстает: у него задержка может достигать сотни миллисекунд.

· Защищенность от любых помех и сбоев сигнала.

· Долговечность. При правильном использовании оптокабели могут использоваться по 40-50 лет и больше.

· Пожаростойкость кабеля, не зависит от электромагнитного воздействия, достаточно трудно взломать, подвергнуть другому несанкционированному воздействию.

· Полная универсальность: возможность подключить не только интернет, но и IP-телефонию, камеры видеонаблюдения, Smart-TV и т.д.

Конечно же, главный, и, пожалуй, единственный недостаток оптоволоконных кабелей – это необходимость их проводить и прятать. Проведение всех этих работ можно значительно упростить, если предусмотреть расположение оптоволоконных кабелей еще на этапе проектирования. Обычно для маскировки проводов используют следующие методы:

· Использование кабель-канала. Это декоративные конструкции, полые внутри, а снаружи неотличимые от обычного плинтуса. Бывают деревянными, пластиковыми, либо металлическими.

· Парапетные системы. Это пластиковые накладки, которые устанавливаются на определенной высоте над полом. Они могут довольно сильно выделяться из общего дизайна, поэтому больше подходят для офисов или технических помещений.

· Напольные системы скрытого кабеля. Практически незаметны, очень хорошо подходят для подведения к приборам, расположенным далеко от стен.

Это далеко не полный перечень способов спрятать проводку, однако суть ясна: для проведения оптоволокна потребуются определенные усилия, а значит – либо денежные затраты на оплату работ, либо временные. Именно это – основные причины, по которым люди все чаще обращаются к беспроводным способам интернет-соединения.

Второй недостаток – оптическое волокно достаточно легко портится, достаточно перегнуть его под достаточным углом. Хотя это легко нивелировать за счет грамотного прокладывания и защиты проводов.

Если вы заинтересованы в том, чтобы получить в свою квартиру интернет на максимально возможной среди современных технологий скорости, и при этом готовы потратить время и силы на проведение проводов, ответ будет однозначно положительным.

Источник