Gentian optik telah dianggap sebagai salah satu bidang utama pembangunan dalam bidang teknologi komunikasi selama bertahun-tahun. Pakar pada mulanya menaruh harapan besar pada konsep ini, yang sehingga hari ini hanya disahkan oleh kejayaan berkala dalam meletakkan rangkaian komunikasi pelbagai saiz. Khususnya, komunikasi gentian optik telah pun menunjukkan keberkesanannya pada contoh talian komunikasi Pasifik, dan pada masa hadapan asas ini dirancang untuk digunakan dalam sistem laser dan sensor.
Apakah itu serat?
Komunikasi berdasarkan rangkaian gentian optik terbentuk berdasarkan prinsip sinaran elektromagnet, kerana isyarat dihantar. Pembawa fizikal ialah panduan ringan, yang dicirikan oleh rintangan terhadap gangguan dan lebar jalur yang tinggi. Jadi, apakah itu panduan ringan dan apakah kaitannya dengan penghantaran data? Gentian ini diperbuat daripada kaca denganbeberapa bahan tambahan, terima kasih kepada pengilang boleh mengubah ciri optik individu. Sekurang-kurangnya, salutan polimer diperlukan untuk melindungi gentian daripada kerosakan luaran. Sebenarnya, gentian ini juga heterogen dalam strukturnya. Ia terdiri daripada teras dengan diameter kira-kira 8-10 mikron, serta cangkerang sekeliling yang membentuk silinder dengan ketebalan kira-kira 100-125 mikron. Prinsip operasi saluran komunikasi gentian optik terletak pada keupayaan panduan cahaya untuk memberikan pantulan dalaman gelombang elektromagnet dengan indeks biasan tertentu. Pancaran cahaya bersyarat dalam proses pergerakan di dalam gentian optik dipantulkan dari cangkerang dari dalam, tanpa meninggalkan litar. Dengan cara ini, isyarat dihantar dengan nilai kerugian yang berbeza.
Ciri prestasi rangkaian gentian optik
Aspek positif utama operasi talian gentian optik dikaitkan dengan penyampaian maklumat yang berkelajuan tinggi. Sehingga baru-baru ini, nilai ini dinyatakan sebagai angka rekod 1 Terabit sesaat. Walau bagaimanapun, kini data ini dianggap tidak relevan dari segi angka rekod. Oleh itu, teknologi baharu sistem pemultipleksan gelombang telah membenarkan gentian optik memberikan kadar perkhidmatan isyarat sebanyak 15 Tbps. Syarikat telekomunikasi besar mengamalkan penggunaan komunikasi gentian optik berbilang saluran pada jarak sehingga 10,000 km dengan sokongan untuk kelajuan 100 Gbps. Dengan cara ini, satu jejak boleh mengandungi sehingga 150-200 saluran, yang manadisebabkan diameter gentian yang kecil. Satu garisan batang tanpa sarung pelindung luar mempunyai ketebalan tidak lebih daripada 1 cm Bagi jumlah pengecilan, yang mempengaruhi bukan sahaja kelajuan, tetapi juga kualiti keseluruhan penghantaran isyarat, angka ini dalam kes gentian optik adalah 5 dB / km. Ini adalah penunjuk yang sangat baik berbanding dengan rangkaian elektrik tradisional, yang memungkinkan untuk meletakkan talian sejauh 100 km atau lebih tanpa titik penukaran isyarat perantaraan.
Kebaikan teknologi
Bersama dengan kelajuan penghantaran yang tinggi dan kesan pengecilan rendah, gentian optik mempunyai kelebihan berikut:
- Ketahanan operasi talian.
- Kebolehpercayaan proses.
- Perlindungan daripada pengaruh elektromagnet luaran.
- Pengekodan isyarat tahap tinggi, hampir menghapuskan kemungkinan pemintasan data.
- Jalur lebar.
- Ringan dan saiz sederhana.
Sejauh mana kelebihan di atas akan didedahkan dalam talian komunikasi gentian optik tertentu bergantung pada kaedah peletakannya dan kualiti bahan. Jadi, sebagai contoh, salah satu halangan paling penting kepada peralihan besar-besaran kepada kaedah mengatur komunikasi di Rusia ini ialah tahap rendah pakar dalam bidang ini dan kualiti bahan habis yang tidak memuaskan.
Keburukan teknologi
Terdapat juga kelemahan ciri rangkaian gentian optik, yang juga boleh muncultanpa mengira kualiti pelaksanaan teknikal saluran komunikasi. Antaranya dicatat:
- Kos tinggi. Pada peringkat penyusunan infrastruktur teknikal dan dalam proses penyelenggaraannya, kos masih melebihi kos untuk menyediakan dan mengendalikan talian komunikasi yang lebih biasa.
- Kerapuhan struktur. Salah satu kelemahan gentian optik yang paling sensitif ialah had pemasangannya. Adalah mungkin untuk memastikan ketahanan komunikasi gentian optik peringkat tinggi hanya jika garisan diletakkan terus. Walau bagaimanapun, masalah ini secara beransur-ansur diselesaikan dengan tepat dengan memasukkan bahan tambahan khas ke dalam struktur teras gentian.
- Permintaan tinggi terhadap infrastruktur telekomunikasi. Sekali lagi, anda boleh mengharapkan prestasi tinggi apabila menggunakan talian gentian optik hanya jika sistem disusun pada peralatan rangkaian moden.
Aplikasi komunikasi gentian optik di Rusia
Seperti di negara lain dengan pembangunan teknologi termaju, di Rusia gentian optik terutamanya mendapat tempatnya dalam industri telekomunikasi. Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya bidang yang menguasai teknologi ini. Gentian optik digunakan dalam peralatan mengukur, mesin sinar-X (termasuk MRI), giroskop dan sistem penggera keselamatan. Pada masa yang sama, kaedah penyepaduan teknikal selalunya mempunyai sifat yang sama, yang juga disahkan oleh julat pekerja yang diperlukan untuk mengatur sistem sedemikian. Khususnya, kekosongan untuk komunikasi gentian optiktermasuk pekerjaan untuk pengimpal, tukang pasang dan jurutera sistem Begitu juga dengan penyelenggaraan infrastruktur gentian optik.
Masalah dalam pelaksanaan komunikasi gentian optik
Sebilangan penyedia besar Rusia yang bekerja dalam bidang telekomunikasi mengalami masalah kewangan dengan peralihan kepada teknologi baharu untuk mengatur rangkaian. Ini sebahagiannya disebabkan oleh kos tinggi untuk pembaharuan teknikal rangkaian dengan penggantian lengkap kedua-dua pembawa isyarat dan peralatan operasi. Syarikat metropolitan MGTS menganggap komunikasi gentian optik sebagai salah satu bidang pembangunan utama hari ini, tetapi pada masa yang sama, wakilnya juga menyedari kesukaran yang berkaitan dengan keengganan pelanggan sendiri untuk beralih kepada cara teknologi baharu. Ramai pengguna berpuas hati dengan rangkaian dawai tembaga tradisional, yang menyediakan ciri penghantaran data pengguna yang mencukupi. Mereka tidak mahu membayar lebih untuk inovasi, yang memaksa pengendali menanggung kos perkhidmatan dua jenis rangkaian telekomunikasi.
Prospek untuk pembangunan komunikasi gentian optik
Jika pasaran pengguna besar-besaran masih ditala secara khusus kepada proses evolusi peralihan kepada gentian optik, maka syarikat terkemuka dunia sudah pun melihat ke masa depan, yang dibuka oleh teknologi komunikasi gentian optik dalam pelbagai bidang. Pada masa iniBidang yang paling menjanjikan termasuk sistem sensor teragih dan laser gentian optik. Teknologi pertama akan memungkinkan untuk menjalankan ujian tidak merosakkan struktur bangunan dan kejuruteraan dengan pelbagai data keluaran analisis - khususnya, dengan penunjuk suhu, tekanan dan proses ubah bentuk objek yang tepat. Setakat laser gentian berkenaan, sifatnya dan ciri gelombang yang dipancarkan boleh memberikan peluang yang belum pernah berlaku sebelum ini dalam pemprosesan fizikal bahan pepejal.
Kesimpulan
Komunikasi berdasarkan teknologi gentian optik, dengan semua faktor aplikasi negatif, memperluaskan rangkaian liputannya. Pada sebahagian besarnya, ini difasilitasi oleh format teknologi rangkaian GPON, yang merupakan konsep dioptimumkan bagi garisan batang gentian optik. Rostelecom, sebagai salah satu syarikat telekomunikasi terbesar di Rusia, telah mengambil langkah besar dalam pembangunan teknologi format ini. Hari ini, ia melakukan talian meletakkan tanpa nod penguat perantaraan pada jarak 20 hingga 60 km dengan sokongan untuk kelajuan sehingga 1.25 Gb / s. Dan ini hanyalah salah satu format yang mungkin untuk menggunakan gentian dalam industri telekomunikasi hari ini.
