Электронный учебно-методический комплекс по ТМ и О ЦВОСП

Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Проявляется это в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей.

Полоса пропускания на одного пользователя стремительно увеличивается. Это объясняется популярностью приложений World Wide Web, растёт количество электронных банков.

 За счет снижения стоимости в каждом доме, практически, есть ПК, входят в практику разнообразные приложения Internet, растет потребность в ресурсах Internet. По оценкам средний объем потока информации в расчете на одного пользователя в мире увеличивается в 8 раз каждый год.

Противодействовать растущим объемам передаваемой информации можно только привлекая оптическое волокно. Поэтому современные информационные сети строятся с использованием оптических кабелей. Это касается как построение проложенных телекоммуникационных магистралей, так  и внутризоновых и местных сетей, а так же локальных вычислительных сетей.

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. 

Максимальное использование ВОЛС началось в середине 80-х годов.

На ВОЛС строились и строятся сети  SOH;  внедрены оптические интерфейсы локальных и региональных сетей Ethernet; FDDI; Fast Ethernet; Gigabit Ethernet; АТМ и т.д. На ВОЛС строятся сети нового поколения NGN (New Generation Network). В основу этой технологии положена концепция перестройки общества на  принципах полносвязанности, когда все информационные ресурсы становятся общедоступными в любой среде и могут быть доставлены независимо от того, где находится человек. NGN - сеть связи следующего поколения - гетерогенная мультисервисная сеть, обеспечивающая передачу всех видов медиатрафика и распределенное предоставление неограниченного спектра телекоммуникационных услуг с возможностью их добавления, редактирования, распределенной тарификации. Сеть поддерживает передачу трафика с различными требованиями к качеству обслуживания. Такая сеть требует еще большей пропускной способности, увеличение которой- использование технологии волнового мультиплексирования WDM (DWDM; CWDM; HDWDM)Благодаря этой технологии в 1996 году был преодолён терабитный барьер передачи по одному волокну компании AT&T, Fujitsu и NTT. В волокно было мультиплексировано  55 DWDM-каналов, при скорости передачи на канал 20 Гбит/с, что обеспечило суммарную скорость1,1 Тбит/с.

AT&T -Американская компания.

AT&T – Японская компания.

NTT -  Телекоммуникационная компания Японии.

Преимущества и недостатки волоконно-оптических линий связи

К  преимуществам ВОЛС относятся:

1.  Широкая полоса пропускания - обусловлена очень высокой частотой несущей 10¹⁴ Гц. Это дает возможность передачи по одному оптическому волокну поток информации несколько терабит в секунду(10¹²).

2.   Малое затухание светового сигнала в волокне. Затухание 0,2-0,3 дБ/км позволяет строить  участки линий протяженностью до 100 км, на λ = 1,55 мкм. Трансатлантическая линия, соединяющая Америку с Европой, протяженностью 6000 км, построена без усилителей. Здесь использованы кабели с оптическими волокнами из тетрафторида циркония, имеющего затухания равное 0,01 дБ/км на λ = 2,5 мкм, а оптические волокна из фторида бериллия имеет затухание 0,005 дБ/км на λ = 2,1 мкм.

3. Высокая помехозащищенность. Так как волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно не восприимчиво к внешним электромагнитным влияниям. В оптическом кабеле нет взаимного влияния между оптическими волокнами.

4.  Малый вес и объём. Волоконно-оптический кабель имеет меньший вес и объём  по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и туже пропускную способность. Например, 900- парный телефонный кабель с d=7,5см, может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно одеть в множество защищённых оболочек и покрыть стальной ленточной бронёй, то  d=1,5 см.

5.Высокая защищённость от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи. Системы мониторинга (непрерывного контроля целостности оптической линии связи), используя свойства высокой чувствительности волокна, могут мгновенно отключить "взламываемый" канал связи и подать сигнал тревоги. Это особенно важно при создании линий связи в правительственных, банковских и некоторых других специальных службах.

6.  Взрыво и пожарозащищенность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.

7. Экономичность ВОК. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. В настоящее время стоимость волокна по отношению к медной паре соотносится как 2:5. Объясняется это так же и меньшими энергетическими затратами при производстве ОВ, экономичностью линейных сооружений, т.к. ретрансляторы  на ОВ устанавливаются на расстояние до 100 км, а в некоторых случаях и до 4000-6000 км.

8. Длительный срок эксплуатации. Деградация параметров ОВ в процессе эксплуатации  приводит к увеличению затухания, но за счет совершенства современных технологий производства ОВ это срок составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений стандартов приемо-передающих систем.

9. Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Поэтому в этих случаях используют смешанный кабель – оптический кабель с медной жилой. (До 2-х НРП – питание автономное)

10. Возможность подвести ОК на ЛЭП и на контактные сети железной дороги. Такая возможность возникает из-за отсутствия влияния внешних электромагнитных полей на оптическое волокно.

К недостаткам ВОЛС относятся:

1.Стоимость интерфейсного оборудования. Электрические сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики приемники остается пока еще довольно высокой. Кроме этого  специализированное коммутационное пассивное оборудование, оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение, оптические разветвители, аттенюаторы.

2.  Монтаж и обслуживание ВОЛС. Стоимость  таких работ так же остается высока. При повреждении оптического кабеля  необходимо осуществлять сварку оптических волокон и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды.

3.  Требование к специальной защиты оптических волокон. ОВ, каким бы совершенным оно не было, имеет микротрещины, которые способствует разрыву. Для увеличения возможности оптическое волокно при изготовление покрывается специальным лаком на основе эпоксиакрилата, а сам оптический кабель упрочняется, например нитями на основе кевлара.  При более жестких условиях на разрыв применяют специальный стальной трос или стеклопластиковый стержень, что увеличивает стоимость оптического кабеля.

Многие из недостатков вероятнее всего будут устраняться с приходом новых технологий в волоконно-оптическую сеть.

Преимущества волоконно-оптических линий связи покрывает все их перечисленные недостатки.