סיבים אופטיים נחשבים כבר שנים רבות לאחד מתחומי הפיתוח המרכזיים בתחום טכנולוגיית התקשורת. מומחים תלו בתחילה תקוות גדולות בקונספט הזה, שעד היום מאושרות רק על ידי הצלחות תקופתיות בהנחת רשתות תקשורת בגדלים שונים. בפרט, תקשורת סיבים אופטיים כבר הוכיחה את יעילותה בדוגמה של קווי התקשורת באוקיינוס השקט, ובעתיד בסיס זה מתוכנן לשמש במערכות לייזר וחיישנים.
מה זה סיבים?
תקשורת המבוססת על רשתות סיבים אופטיות נוצרת על פי העיקרון של קרינה אלקטרומגנטית, שבגללה מועבר אות. הספק הפיזי הוא מובילי אור, המתאפיינים בעמידות בפני הפרעות ורוחב פס גבוה. אז מה זה מדריך אור ומה זה קשור להעברת נתונים? סיב זה עשוי מזכוכית עםכמה תוספים, שבזכותם היצרן יכול לשנות מאפיינים אופטיים בודדים. לכל הפחות נדרש ציפוי פולימרי כדי להגן על הסיב מפני נזקים חיצוניים. למעשה, סיב זה הוא גם הטרוגני במבנה שלו. הוא מורכב מליבה בקוטר של כ-8-10 מיקרון, וכן מעטפת סביבה היוצרת גליל בעובי של כ-100-125 מיקרון. עקרון הפעולה של ערוץ תקשורת סיבים אופטיים טמון ביכולת של מנחה האור לספק השתקפות פנימית של גלים אלקטרומגנטיים עם מדדי שבירה מסוימים. אלומת אור מותנית בתהליך תנועה בתוך הסיב האופטי מוחזרת מהקליפה מבפנים, מבלי לצאת מהמעגל. בדרך זו, נמסר אות עם ערכי אובדן שונים.
מאפייני ביצועים של רשתות סיבים אופטיים
ההיבטים החיוביים העיקריים של פעולת קווי סיבים אופטיים קשורים למהירות גבוהה של אספקת מידע. עד לאחרונה, ערך זה התבטא כנתון שיא של 1 טרה-ביט לשנייה. עם זאת, גם כעת נתונים אלו נחשבים ללא רלוונטיים מבחינת נתוני שיא. לפיכך, טכנולוגיות חדשות של מערכות ריבוי גלים אפשרו לסיבים אופטיים לספק קצב שירות אותות של 15 Tbps. תאגידי תקשורת גדולים נוהגים להשתמש בתקשורת סיבים אופטיים רב-ערוציים למרחקים של עד 10,000 ק"מ עם תמיכה במהירויות של 100 Gbps. אגב, עקבות אחת יכולה להכיל עד 150-200 ערוצים, אשרבגלל הקוטר הקטן של הסיבים. קו תא מטען אחד ללא מעטה מגן חיצוני הוא בעובי של לא יותר מ-1 ס"מ. באשר לכמות ההנחתה, המשפיעה לא רק על המהירות, אלא גם על האיכות הכוללת של העברת האות, נתון זה במקרה של סיב אופטי הוא 5 dB / ק"מ. זהו אינדיקטור טוב במיוחד בהשוואה לרשתות חשמל מסורתיות, המאפשר להניח קווים לאורך 100 ק"מ או יותר ללא נקודות ביניים להמרת אותות.
יתרונות הטכנולוגיה
לצד מהירות שידור גבוהה ואפקט הנחתה נמוך, לסיבים אופטיים יש את היתרונות הבאים:
- עמידות פעולת הקו.
- מהימנות תהליך.
- הגנה מפני השפעות אלקטרומגנטיות חיצוניות.
- רמה גבוהה של קידוד אותות, למעשה מבטלת את האפשרות של יירוט נתונים.
- פס רחב.
- קל משקל וגודל צנוע.
המידה שבה יתגלו היתרונות הנ ל בקו תקשורת סיב אופטי מסוים תלויה בשיטות הנחתו ובאיכות החומר. אז, למשל, אחד המכשולים החשובים ביותר למעבר המוני לשיטת ארגון תקשורת זו ברוסיה הוא הרמה הנמוכה של מומחים בתחום זה והאיכות הלא מספקת של החומרים המתכלים.
חסרונות הטכנולוגיה
יש גם חסרונות אופייניים לרשתות סיבים אופטיים, שיכולים אפילו להופיעללא קשר לאיכות היישום הטכני של ערוצי תקשורת. ביניהם מצוין:
- עלות גבוהה. הן בשלב ארגון התשתית הטכנית והן בתהליך התחזוקה שלה, העלויות עדיין עולות על עלויות הקמה והפעלה של קווי תקשורת מוכרים יותר.
- שבירות המבנה. אחד החסרונות הרגישים ביותר של סיבים אופטיים הוא מגבלות ההתקנה שלהם. ניתן להבטיח עמידות של תקשורת סיבים אופטיים ברמה גבוהה רק אם הקווים מונחים ישירות. עם זאת, בעיה זו נפתרת בהדרגה בדיוק על ידי הכנסת תוספים מיוחדים למבנה ליבת הסיבים.
- דרישות גבוהות לתשתית טלקומוניקציה. שוב, אתה יכול לסמוך על ביצועים גבוהים בעת שימוש בקווי סיבים אופטיים רק אם המערכת מאורגנת על ציוד רשת מודרני.
יישום של תקשורת סיבים אופטיים ברוסיה
כמו במדינות אחרות עם התפתחות טכנולוגית מתקדמת, ברוסיה סיבים אופטיים מוצאים את מקומו בעיקר בתעשיית הטלקומוניקציה. עם זאת, זה לא התחום היחיד השולט בטכנולוגיה זו. סיבים אופטיים משמשים בציוד מדידה, מכונות רנטגן (כולל MRI), גירוסקופים ומערכות אזעקה ביטחוניות. יחד עם זאת, שיטות אינטגרציה טכניות הן לרוב בעלות אופי דומה, דבר אשר אושר גם על ידי מגוון העובדים הנדרשים לארגון מערכות כאלה. בפרט, משרות פנויות לתקשורת סיבים אופטייםכולל עבודות לרתכים, מתקנים ומהנדסי מערכות. כנ ל לגבי תחזוקת תשתית סיבים אופטיים.
בעיות ביישום תקשורת סיבים אופטיים
מספר ספקים רוסים גדולים הפועלים בתחום הטלקומוניקציה חווים קשיים כלכליים עם המעבר לטכנולוגיות חדשות לארגון רשתות. זה נובע בחלקו מהעלויות הגבוהות של חידוש טכני של רשתות עם החלפה מלאה של ספקי אותות וציוד תפעולי. חברת המטרופולין MGTS רואה בתקשורת סיבים אופטיים את אחד מתחומי הפיתוח המרכזיים כיום, אך במקביל מציינים נציגיה גם את הקשיים הכרוכים בחוסר הנכונות של המנויים עצמם לעבור לאמצעים טכנולוגיים חדשים. משתמשים רבים מרוצים מרשת חוטי הנחושת המסורתית, המספקת מספיק מאפייני העברת נתונים לצרכן. הם לא רוצים לשלם יותר מדי עבור חידושים, מה שמאלץ את המפעיל לשאת בעלויות של שירות שני סוגים של רשתות תקשורת.
סיכויים לפיתוח תקשורת סיבים אופטיים
אם שוק הצרכנים ההמוני עדיין מכוון לתהליך האבולוציוני של המעבר לסיבים אופטיים, אז התאגידים המובילים בעולם כבר מסתכלים אל העתיד, שנפתח על ידי טכנולוגיות תקשורת סיבים אופטיים בתחומים שונים. כַּיוֹםהתחומים המבטיחים ביותר כוללים מערכות חיישנים מבוזרות ולייזרים סיבים אופטיים. הטכנולוגיה הראשונה תאפשר לבצע בדיקות לא הרסניות של מבני בניין והנדסה עם מגוון רחב של נתוני פלט ניתוח - בפרט, עם אינדיקטורים מדויקים של תהליכי טמפרטורה, לחץ ודפורמציה של האובייקט. בכל הנוגע ללייזרי סיבים, תכונותיהם ומאפייני הגלים הנפלטים שלהם יכולים לספק הזדמנויות חסרות תקדים בעיבוד פיזי של חומרים מוצקים.
מסקנה
תקשורת המבוססת על טכנולוגיית סיבים אופטיים, עם כל הגורמים השליליים של היישום, מרחיבה את טווח הכיסוי שלה. במידה רבה, זה הוקל על ידי הפורמט הטכנולוגי של רשת GPON, שהוא קונספט אופטימלי של קווי מטען סיבים אופטיים. Rostelecom, כאחת מחברות התקשורת הגדולות ברוסיה, עשתה צעד גדול בפיתוח הטכנולוגי של פורמט זה. כיום, הוא מבצע הנחת קווים ללא צמתי הגברה ביניים לאורך מרחקים מ-20 עד 60 ק מ עם תמיכה במהירויות של עד 1.25 ג'יגה-בייט לשנייה. וזה רק אחד מהפורמטים האפשריים לשימוש בסיבים בתעשיית הטלקומוניקציה כיום.
