Оптические линии связи
Оптоволоконные линии сейчас относятся к очень перспективным средствам связи — их пропускная способность в десятки раз выше, чем у традиционных кабелей из меди. А еще оптоволокно кардинально решает проблему воздействия электромагнитных полей, передает сигнал значительно дальше. Пока еще эта технология относительно дорога, но постепенно дешевеет и распространяется. К поиску новых технических решений подталкивают прежде всего ограниченные возможности линий из меди — их загрузка приближается к предельной, а расширение недешево, поэтому экономически целесообразнее и технологически перспективнее оказывается прокладка ВОЛС.
Само название «оптическое волокно» трансформировалось из оптических диэлектрических волноводов, по которым передается информация в линиях связи. Система ВОЛС представляет собой сеть, в которой узлы контактируют посредством линий. Чтобы все работало без сбоев, практикуется стандартизация передающего оборудования и протоколов, топологии и построения сетей. Эта разновидность структурированных кабельных систем особенно практична для монтажа в строящихся зданиях, многоэтажных или протяженных, а также для объединения в общую сеть разрозненных объектов.
Выглядит оптоволокно как кабель, только начинка другая. Пригодно для обустройства любых подсистем, внутренней и внешней прокладки, применения в качестве шнуров. Витые пары пока еще удовлетворяют требованиям внутренних линий, но прокладка внешних уже в абсолютном большинстве случаев выполняется с волоконной оптикой. Тем не менее, сейчас производится весь ассортимент кабелей ВОЛС: для внешних магистралей (между отдельными постройками), для организации внутренней сети в одном здании, для горизонтальной разводки по комнатам и отдельным рабочим местам, а также для использования в виде коммутационных и соединительных шнуров.
Достоинства «оптики»
Ранжировать их по значимости сложно, т.к. в разных ситуациях на первое место выходят не одни и те же. Годы практического использования оптоволоконных линий выявили добрый десяток основных критериев, по которым традиционный медный кабель явно уступает.
Так, малый уровень шума в оптоволокне предоставляет возможность расширения полосы пропускания сигналов — передавать их при разной модуляции с небольшой избыточностью кода. Способствует этому и очень высокая частота — 1014 Гц; по единственной линии можно передавать несколько Тб/сек. Любая иная магистраль сравнимые объемы данных пропустить не в состоянии.
Большой сопутствующий выигрыш в расходах на прокладку и обеспечение функционирования линий связи дает такое свойство ВОЛС, как слабое затухание сигнала. Выпускаемое сейчас оптоволокно (и отечественное, и импортное) по затуханию и дисперсии позволяет прокладывать линии с участками длиной свыше 100 км, обеспечивая высокое качество связи без ретрансляции — от 0,2 до 0,3 дБ на 1 км (при длине волны 1,55 мкм).
Невосприимчивость оптоволокна к помехам от электромагнитных полей объясняется материалом, из которого оно сделано — диэлектрику нипочем близость электрооборудования, других кабелей или самих волокон в пучке. Т.е. кроме внешних помех отсутствует и перекрестное влияние, как у многопарных линий из меди. В готовом виде кабель ВОЛС меньше весит и в сечении тоньше, чем медная магистраль той же пропускной способности. К примеру, телефонный кабель на 900 пар в диаметре примерно 7,5 см, а оптоволокно в защитных оболочках (в т.ч. стальной ленточной) — максимум 1,5 см. Диэлектрик-изолятор обеспечивает и гальваническую развязку компонентов сети — исключаются «земельные» петли с высокой разностью потенциалов (когда неизолированное сетевое оборудование связано медным кабелем и заземлено в разных местах).
Никакого образования искр при эксплуатации ВОЛС нет совершенно — как следствие, именно такие линии востребованы на предприятиях нефтехимии и других производствах, где необходимо обеспечивать пожаро- и взрывобезопасность. Это актуально для любых техпроцессов с повышенным риском, где благоразумно принятие всевозможных защитных мер.
Финансовая сторона вопроса
Широко распространенный кварц гораздо дешевле меди, волокно из него стоит меньше металлической пары примерно в 2,5 раза. Вышеупомянутая дальняя передача без ретрансляции тоже способствует экономии: повторителей на линии надо меньше. В солитонных системах уже сейчас реальна дальность связи в 4 тыс. км без регенерации — исключительно оптические усилители на промежуточных узлах, причем скорость передачи данных превышает 10 Гбит/сек.
Ничто не вечно — и оптоволокно с годами тоже портится. По эксплуатационным свойствам это выражается, прежде всего, в неуклонном усилении эффекта затухания сигнала. Но по людским меркам процесс небыстрый — срок службы стандартного волоконно-оптического кабеля 25 лет, за такой период приемо-передаточные системы на этой магистрали успеют несколько раз морально устареть (т.е. стандарты систем поменяются).
Бывает нужно обеспечить узел сети электроснабжением, когда с местным подключением есть сложности. Если линия полностью оптоволоконная — придется прокладывать еще один кабель, но изначально при организации сети эту ситуацию можно предусмотреть, выбрав кабель смешанного типа (с медной жилой и оптоволокнами одновременно). Такие изделия недефицитны и применяются повсеместно (в т.ч. за рубежом).