Оптика відкриває широкі можливості там, де потрібні високошвидкісні комунікації з високою пропускною здатністю. Це добре себе зарекомендувала, зрозуміла та зручна технологія. В Аудіо-Візуальній області вона відкриває нові перспективи та надає рішення, недоступні за допомогою інших методів. Оптика проникла у всі ключові напрямки — системи спостереження, диспетчерські та ситуаційні центри, на військові та медичні об'єкти, до зон з екстремальними умовами експлуатації. ВОЛЗ забезпечують високий ступінь захисту конфіденційної інформації, дозволяють передавати несжаті дані типу графіки з високою роздільною здатністю та відео з точністю до пікселя. Нові стандарти та технології ВОЛЗ. Волокно - майбутнє СКС (структурованих кабельних систем)? Будуємо мережу підприємства.

Оптоволоконний (він волоконно-оптичний) кабель- це принципово інший тип кабелю проти розглянутими двома типами електричного чи мідного кабелю. Інформація щодо нього передається не електричним сигналом, а світловим. Головний його елемент - це прозоре скловолокно, яким світло проходить на величезні відстані (до десятків кілометрів) з незначним ослабленням.

Структура оптоволоконного кабелю дуже простаі схожа структуру коаксіального електричного кабелю (рис. 1.). Тільки замість центрального мідного дроту тут використовується тонке (діаметром близько 1 – 10 мкм) скловолокно, а замість внутрішньої ізоляції – скляна або пластикова оболонка, що не дозволяє світла виходити за межі скловолокна. У даному випадку мова йдережим так званого повного внутрішнього відбиття світла від кордону двох речовин з різними коефіцієнтами заломлення (у скляної оболонки коефіцієнт заломлення значно нижчий, ніж у центрального волокна). Металева обплетення кабелю зазвичай відсутня, тому що екранування від зовнішніх електромагнітних перешкод тут не потрібне. Однак іноді її таки застосовують для механічного захисту від навколишнього середовища (такий кабель іноді називають броньовим, він може об'єднувати під однією оболонкою кілька оптоволоконних кабелів).

Оптоволоконний кабель має виняткові характеристики.по перешкодозахищеності і секретності інформації, що передається. Ніякі зовнішні електромагнітні перешкоди в принципі не здатні спотворити світловий сигнал, а сам сигнал не породжує зовнішні електромагнітні випромінювання. Підключитися до цього типу кабелю для несанкціонованого прослуховування мережі практично неможливо, оскільки порушується цілісність кабелю. Теоретично можлива смуга пропускання такого кабелю досягає величини 1012 Гц, тобто 1000 ГГц, що незрівнянно вище, ніж електричні кабелі. Вартість оптоволоконного кабелю постійно знижується і зараз приблизно дорівнює вартості тонкого коаксіального кабелю.

Типова величина загасання сигналу в оптоволоконних кабеляхна частотах, що використовуються в локальних мережах, становить від 5 до 20 дБ/км, що приблизно відповідає показникам електричних кабелів на низьких частотах. Але у разі оптоволоконного кабелю при зростанні частоти сигналу, що передаєтьсязгасання збільшується дуже незначно, і на більших частотах(Особливо понад 200 МГц) його переваги перед електричним кабелем незаперечні, у нього просто немає конкурентів.

Волоконно-оптичні лінії зв'язку (ВОЛЗ) дозволяють передавати аналогові та цифрові сигналина далекі відстані, у деяких випадках – на десятки кілометрів. Вони також використовуються на малих, більш «керованих» відстанях, наприклад усередині будівель. Приклади рішень щодо побудови СКС (структурованих кабельних систем) для побудови мережі підприємства знаходяться тут: Схема побудови СКС - Оптика по горизонталі. , Будуємо мережу підприємства: Схема побудови СКС – Централізована оптична кабельна система. , Будуємо мережу підприємства: Схема побудови СКС - Зонова оптична кабельна система.

Переваги оптики добре відомі: це імунітет до шумів та перешкод, малий діаметр кабелів при величезній пропускній здатності, стійкість до злому та перехоплення інформації, відсутність потреби в ретрансляторах та підсилювачах тощо.
Колись були проблеми з кінцевим закладенням оптичних ліній, але сьогодні вони в основному вирішені, тому працювати з цією технологією стало набагато простіше. Є, однак, низка питань, які слід розглядати виключно в контексті областей застосування. Як і у випадку з передачею по «міді» чи радіоканалу, якість волоконно-оптичного зв'язку залежить від того, наскільки добре узгоджені вихідний сигнал передавача та вхідний каскад приймача. Некоректна специфікація потужності сигналу призводить до збільшення коефіцієнта помилок бітів при передачі; потужність занадто велика - і підсилювач приймача "перенасичується", занадто мала - і виникає проблема з шумами, оскільки вони починають заважати корисному сигналу. Ось два найбільш критичні параметри ВОЛЗ: Вихідна потужністьпередавача та втрати при передачі – згасання в оптичному кабелі, який з'єднує передавач та приймач.

Існують два різні типи оптоволоконного кабелю:

* багатомодовий або мультимодовий кабель, дешевший, але менш якісний;
* Одномодовий кабель, дорожчий, але має кращі характеристики в порівнянні з першим.

Тип кабелю визначать кількість режимів розповсюдження або «шляхів», якими світло проходить усередині кабелю.

Багатомодовий кабель, що найчастіше використовується в невеликих промислових, побутових та комерційних проектах, має найвищий коефіцієнт ослаблення і працює тільки на коротких відстанях. Старіший тип кабелю, 62,5/125 (ці цифри характеризують внутрішній/зовнішній діаметри світловода в мкм), часто званий «OM1», має обмежену пропускну здатність і використовується передачі даних зі швидкістю до 200 Мбіт/с.
Нещодавно почали застосовувати кабелі 50/125 «OM2» і «OM3», що пропонують швидкості 1Гбіт/с на відстанях до 500 м та 10 Гбіт/с на до 300 м.

Одномодовий кабельвикористовується у високошвидкісних з'єднаннях (понад 10 Гбіт/с) або на довгих дистанціях (до 30 км). Для передачі аудіо та відео найбільш доцільним є застосування кабелів OM2.
Віце-президент європейського відділення компанії Extron з маркетингу Райнер Штайль зазначає, що оптоволоконні лінії стали доступнішими, їх частіше застосовують для організації мережі всередині будівель - це веде до зростання застосування АВ-систем на основі оптичних технологій. Штайль каже: «У плані інтеграції ВОЛЗ вже сьогодні мають кілька ключових переваг.
Порівняно з аналогічною мідно-кабельною інфраструктурою, оптика дозволяє використовувати одночасно і аналогові, і цифрові відеосигнали, забезпечуючи єдине системне рішення для роботи з існуючими, а також з перспективними відеоформатами.
З іншого боку, т.к. Оптика пропонує дуже високу пропускну спроможність, той же кабель працюватиме з великими дозволами і в майбутньому. ВОЛЗ легко адаптується до нових стандартів та форматів, що з'являються в процесі розвитку АВ-технологій».

Іншим визнаним експертом у цій галузі є Джим Хейз, президент Американської Волоконно-Оптичної Асоціації, створеної в 1995 році, що сприяє зростанню професіоналізму в галузі волоконної оптики і, між іншим, налічує у своїх лавах понад 27000 кваліфікованих фахівців із встановлення та впровадження оптичних систем. Він говорить про зростання популярності ВОЛЗ наступне: «Вигода - у швидкості інсталяції та дешевизні комплектуючих. Зростає застосування оптики у сфері телекомунікацій, особливо у системах Fiber-To-The-Home* (FTTH) з підтримкою бездротового доступу , а також у сфері безпеки (камери спостереження).
Схоже, що сегмент FTTH зростає швидше за інші ринки у всіх розвинених країнах. Тут, у США, на оптиці збудовані мережі управління дорожнім рухом, муніципальних служб (адміністрація, пожежники, поліція), навчальних закладів(Школи, бібліотеки).
Зростає кількість користувачів Інтернету — і ми швидко будуються нові центри обробки даних (ЦОД), для взаємозв'язку яких використовується оптоволокно. Адже при передачі сигналів зі швидкістю 10 Гбіт/с витрати аналогічні «мідним» лініям, але оптика споживає значно менше енергії. Довгі роки прихильники волокна та міді "билися" один з одним за пріоритет у корпоративних мережах. Даремно витрачений час!
Сьогодні зв'язок по WiFi став настільки хорошим, що користувачі нетбуків, ноутбуків та iPhon'ів віддали перевагу мобільності. І тепер у корпоративних локальних мережах оптику використовують для комутації із точками бездротового доступу».
Справді, областей застосування оптики стає дедалі більше, переважно, через зазначених вище переваг перед міддю.
Оптика проникла у всі ключові напрямки — системи спостереження, диспетчерські та ситуаційні центри, на військові та медичні об'єкти, до зон з екстремальними умовами експлуатації. Зниження вартості обладнання дозволило використовувати оптичні технології в традиційно «мідних» областях – у конференц-залах та на стадіонах, у роздрібній торгівлі та на транспортних вузлах.
Райнер Штайль з Extron коментує: «Волоконно-оптичне обладнання широко використовується в медичних установах, наприклад, для комутації локальних відеосигналів операційних. Оптичні сигнали не мають жодного відношення до електрики, що є ідеальним у плані забезпечення безпеки пацієнтів. ВОЛЗ чудово підходять і для медичних навчальних закладів, де необхідно розподіляти відеосигнали з кількох операційних до кількох аудиторій, щоб студенти могли спостерігати за ходом операції «наживо».
Волоконно-оптичним технологіям віддають перевагу і військові, так як дані важко або навіть неможливо «рахувати» ззовні.
ВОЛЗ забезпечують високий ступінь захисту конфіденційної інформації, дозволяють передавати несжаті дані типу графіки з високою роздільною здатністю та відео з точністю до пікселя.
Можливість передачі на далекі відстані робить оптику, що ідеально підходить для систем Digital Signage у великих торгових центрах, де довжина кабельних ліній може досягати декількох кілометрів. Якщо для крученої пари відстань обмежена 450 метрами, то для оптики і 30 км не межа».
Що стосується використання оптоволокна в Аудіо-Візуальній індустрії, то прогресу тут сприяють два основні фактори. По-перше, це інтенсивний розвиток IP-заснованих систем передачі аудіо- та відео, які спираються на мережі з високою пропускною здатністю – для них ВОЛЗ підходять ідеально.
По-друге, повсюдна вимога передавати відео HD та комп'ютерні зображення HR на відстані більші за 15 метрів — а це межа для передачі HDMI по міді.
Є випадки, коли відеосигнал просто неможливо «роздати» мідним кабелем і необхідно застосувати оптоволокно — такі ситуації стимулюють розробку нової продукції. Б'єнг Хо Пак, віце-президент з маркетингу компанії Opticis, пояснює: «Для смуги даних UXGA, 60 Гц, і 24-бітового кольору потрібна загальна швидкість 5 Гбіт/с, або 1,65 Гбіт/с на кожен колірний канал. HDTV має дещо меншу пропускну спроможність. Виробники "підштовхують" ринок, але й ринок одночасно "підштовхує" гравців використовувати зображення вищої якості. Є окремі сфери застосування, де потрібні дисплеї, здатні відображати 3-5 млн пікселів або 30-36-бітову глибину кольору. У свою чергу, для цього буде потрібно швидкість передачі близько 10 Гбіт/с».
Сьогодні багато виробників комутаційного обладнання пропонують версії відеоподовжувачів (екстендерів) для роботи з оптичними лініями. ATEN International, TRENDnet, Rextron, Gefenта інші випускають різні моделідля цілого ряду відео- та комп'ютерних форматів.
При цьому службові дані – HDCP** та EDID*** – можуть передаватися за допомогою додаткової оптичної лінії, а в деяких випадках – по окремому мідному кабелю, що зв'язує передавач та приймач.
Внаслідок того, що формат HD став стандартом для ринку мовлення,на інших ринках — інсталяційному, наприклад, теж почали застосовувати захист від несанкціонованого копіювання контенту у форматах DVI та HDMI, — каже Джим Джачетта, старший віце-президент з розробок компанії Multidyne. — За допомогою пристрою HDMI-ONE, що випускається нашої компанії, користувачі можуть відправити відеосигнал з DVD- або Blu-ray плеєрана монітор або дисплей, що розташований на відстані до 1000 метрів. Раніше жоден пристрій, який працює з багатомодовими лініями, не підтримував систему захисту від копіювання HDCP».

Ті, хто працює з ВОЛЗ, не повинні забувати і про специфічні інсталяційні проблеми - кінцевий закладення кабелів. У цьому плані багато виробників випускають як власне роз'єми, так і монтажні набори, що включають спеціалізований інструмент, а також хімічні препарати.
Тим часом, будь-який елемент ВОЛЗ, чи то подовжувач, роз'єм чи місце стикування кабелів, повинен за допомогою оптичного вимірювача бути перевірений на предмет ослаблення сигналу - це необхідно для оцінки загального бюджету потужності (power budget, основний розрахунковий показник ВОЛЗ). Природно, зібрати роз'єми волоконних кабелів можна і вручну, «на коліні», але справді висока якість і надійність гарантується тільки при використанні готових, виготовлених на заводі «розроблених» кабелів, ретельно підданих багатоступеневому тестуванню.
Незважаючи на величезну пропускну здатність ВОЛЗ, у багатьох все ще залишається бажання «впхнути» в один кабель більше інформації.
Тут розвиток йде у двох напрямках - спектрального ущільнення (optical WDM), коли в один світловод прямує кілька світлових променів з різними довжинами хвиль, а інше - серіалізація / десеріалізація даних (SerDes), коли паралельний код перетворюється на послідовний і назад.
При цьому обладнання для спектрального ущільнення коштує дорого через складне проектування та застосування мініатюрних оптичних компонентів, але не збільшує швидкість передачі. Використовувані в обладнанні SerDes високошвидкісні логічні пристроїтакож збільшують видаткову частинупроекту.
Крім того, сьогодні випускається обладнання, що дозволяє мультиплексувати та демультиплексувати із загального світлового потоку керуючі дані – USB або RS232/485. При цьому світлові потоки можна відправляти по одному кабелю в протилежних напрямках, хоча ціна приладів, що виконують ці «трюки», зазвичай перевищує вартість додаткового світловода для повернення даних.

Оптика відкриває широкі можливості там, де потрібні високошвидкісні комунікації з високою пропускною здатністю. Це добре себе зарекомендувала, зрозуміла та зручна технологія. В Аудіо-Візуальній області вона відкриває нові перспективи та надає рішення, недоступні за допомогою інших методів. за Крайній мірі, без значних робочих зусиль та грошових витрат.

Залежно від основної сфери застосування волоконно-оптичні кабелі поділяються на два основні види:

Кабель внутрішньої прокладки:
При монтажі ВОЛЗ у закритих приміщеннях зазвичай застосовується волоконно-оптичний кабель із щільним буфером (для захисту від гризунів). Використовується для побудови СКС як магістральний або горизонтальний кабель. Підтримує передачу даних на короткі та середні відстані. Ідеально підходить для горизонтального кабілювання.

Кабель зовнішньої прокладки:
Волоконно-оптичний кабель із щільним буфером, броньований сталевою стрічкою, вологостійкий. Застосовується для зовнішньої прокладки під час створення підсистеми зовнішніх магістралей і пов'язують між собою окремі будівлі. Може прокладатися у кабельні канали. Підходить для безпосереднього укладання в ґрунт.

Зовнішній самонесучий оптоволоконний кабель:
Волоконно-оптичний кабель самонесучий, із сталевим тросиком. Застосовується для зовнішньої прокладки на великі відстані в межах телефонних мереж. Підтримує передачу сигналів кабельного телебачення та передачу даних. Підходить для прокладання в кабельній каналізації та повітряної прокладки.

Переваги ВОЛЗ:

• Передача інформації з ВОЛЗ має низку переваг перед передачею по мідному кабелю. Стрімке запровадження інформаційні мережі Волсє наслідком переваг, що з особливостей поширення сигналу в оптичному волокні.
• Широка смуга пропускання – обумовлена ​​надзвичайно високою частотоюнесучої 1014Гц. Це дає потенційну можливість передачі по одному оптичному волокну потоку інформації кілька терабит в секунду. Велика смугапропускання - це одна з найважливіших переваг оптичного волокна над мідною або будь-яким іншим середовищем передачі інформації.
• Мале згасання світлового сигналу у волокні. Випускається в даний час вітчизняними та зарубіжними виробникамипромислове оптичне волокно має згасання 0,2-0,3 дБ на довжині хвилі 1,55 мкм для одного кілометра. Мале згасання та невелика дисперсія дозволяють будувати ділянки ліній без ретрансляції довжиною до 100 км та більше.
• Низький рівень шумів у волоконно-оптичному кабелі дозволяє збільшити смугу пропускання шляхом передачі різної модуляції сигналів з малою іпобутковістю коду.
• Висока схибленість. Оскільки волокно виготовлено з діелектричного матеріалу, воно несприйнятливе до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних кабельних систем та електричного обладнання, здатного індукувати електромагнітне випромінювання (лінії електропередачі, електродвигуни і т.д.). У багатоволоконних кабелях також немає проблеми перехресного впливу електромагнітного випромінювання, властивої багатопарним мідним кабелям.
• Невелика вага та обсяг. Волоконно-оптичні кабелі (ВОК) мають меншу вагу та об'єм у порівнянні з мідними кабелями в розрахунку на ту саму пропускну здатність. Наприклад, 900-парний телефонний кабель діаметром 7,5 см, може бути замінений одним волокном з діаметром 0,1 см. Якщо волокно "одягнути" у безліч захисних оболонок і покрити сталевою стрічковою бронею, діаметр такого ВОК буде 1,5 см, що у кілька разів менше телефонного кабелю, що розглядається.
• Висока захищеність від несанкціонованого доступу. Оскільки ВОК практично не випромінює в радіодіапазоні, то інформацію, що передається по ньому, важко підслухати, не порушуючи прийому-передачі. Системи моніторингу (безперервного контролю) цілісності оптичної лінії зв'язку, використовуючи властивості високої чутливості волокна, можуть миттєво відключити канал зв'язку, що зламується, і подати сигнал тривоги. Сенсорні системи, що використовують інтерференційні ефекти світлових сигналів, що поширюються (як по різних волокнах, так і різної поляризації) мають дуже високу чутливість до коливань, до невеликих перепадів тиску. Такі системи особливо необхідні при створенні ліній зв'язку в урядових, банківських та деяких інших спеціальних службах, що висувають підвищені вимоги до захисту даних.
• Гальванічна розв'язка мережі елементів. Ця перевагаоптичного волокна полягає в його ізолюючій властивості. Волокно допомагає уникнути електричних “земельних” петель, які можуть виникати, коли два мережеві пристрої неізольованої обчислювальної мережі, пов'язані мідним кабелем, мають заземлення у різних точках будівлі, наприклад, на різних поверхах. При цьому може виникнути велика різниця потенціалів, що може пошкодити мережеве обладнання. Для волокна цієї проблеми немає.
• Вибухо- та пожежна безпека. Через відсутність іскроутворення оптичне волокно підвищує безпеку мережі на хімічних, нафтопереробних підприємствах, під час обслуговування технологічних процесівпідвищений ризик.
• Економічність ВОЛЗ. Волокно виготовлене з кварцу, основу якого становить двоокис кремнію, широко поширеного, тому недорогого матеріалу, на відміну міді. В даний час вартість волокна по відношенню до мідної пари співвідноситься як 2:5. При цьому ВОК дозволяє передавати сигнали значно більші відстані без ретрансляції. Кількість повторювачів на довгих лініях скорочується при використанні ВОК. При використанні солітонних систем передачі досягнуто дальності в 4000 км. без регенерації (тобто тільки з використанням оптичних підсилювачів на проміжних вузлах) при швидкості передачі вище 10 Гбіт/с.
• Тривалий термін експлуатації. Згодом волокно зазнає деградації. Це означає, що згасання у прокладеному кабелі поступово зростає. Однак, завдяки досконалості сучасних технологій виробництва оптичних волокон, цей процес значно сповільнений, і термін служби ВОК становить приблизно 25 років. За цей час може змінитися кілька поколінь/стандартів приймально-передаючих систем.
• Віддалене електроживлення. У деяких випадках потрібне віддалене електроживлення вузла інформаційної мережі. Оптичне волокно не може виконувати функції силового кабелю. Однак, у цих випадках можна використовувати змішаний кабель, коли поряд з оптичними волокнами кабель оснащується мідним провідним елементом. Такий кабель широко використовується як у Росії, так і за кордоном.

Однак оптоволоконний кабель має деякі недоліки:

• Найголовніший з них – висока складність монтажу (при встановленні роз'ємів необхідна мікронна точність, від точності сколу скловолокна та ступеня його полірування сильно залежить згасання в роз'ємі). Для встановлення роз'ємів застосовують зварювання або склеювання за допомогою спеціального гелю, що має такий самий коефіцієнт заломлення світла, що й скловолокно. У будь-якому разі для цього потрібна висока кваліфікація персоналу та спеціальні інструменти. Тому найчастіше оптоволоконний кабель продається у вигляді заздалегідь нарізаних шматків різної довжини, на обох кінцях яких уже встановлені роз'єми потрібного типу. Слід пам'ятати, що неякісна установка роз'єму різко знижує допустиму довжину кабелю, що визначається загасанням.
• Також треба пам'ятати, що використання оптоволоконного кабелю вимагає спеціальних оптичних приймачів і передавачів, що перетворюють світлові сигнали на електричні і назад, що часом істотно збільшує вартість мережі в цілому.
• Оптоволоконні кабелі допускають розгалуження сигналів (для цього виробляються спеціальні пасивні розгалужувачі (couplers) на 2-8 каналів), але, як правило, їх використовують для передачі даних лише в одному напрямку між одним передавачем та одним приймачем. Адже будь-яке розгалуження неминуче сильно послаблює світловий сигнал, і якщо розгалужень буде багато, світло може просто не дійти до кінця мережі. Крім того, у розгалужувачі є і внутрішні втрати, так що сумарна потужність сигналу на виході менше вхідної потужності.
• Оптоволоконний кабель менш міцний і гнучкий, ніж електричний. Типова величина допустимого радіусу вигину становить близько 10 - 20 см, при менших радіусах вигину центральне волокно може зламатися. Погано переносить кабель і механічне розтягування, а також впливи, що роздавлюють.
• Чутливий оптоволоконний кабель і до іонізуючих випромінювань, через які знижується прозорість скловолокна, тобто збільшується згасання сигналу. Різкі перепади температури також негативно впливають на нього, скловолокно може тріснути.
• Застосовують оптоволоконний кабель тільки в мережах з топологією зірка та кільце. Жодних проблем узгодження та заземлення в даному випадку не існує. Кабель забезпечує ідеальну гальванічну розв'язку комп'ютерів мережі. У майбутньому цей тип кабелю, мабуть, витіснить електричні кабелі чи, у разі, сильно потіснить їх.

Перспективи розвитку ВОЛЗ:

• У зв'язку зі зростанням вимог, що висуваються новими мережевими додатками, стає дедалі актуальнішим застосування оптоволоконних технологій у структурованих кабельних системах. Які ж переваги та особливості використання оптичних технологій у горизонтальній кабельній підсистемі, а також на робочих місцях користувачів?
• Проаналізувавши зміни мережевих технологійЗа останні 5 років легко помітити, що мідні стандарти СКС відставали від гонки "мережевих озброєнь". Не встигнувши встановлювати СКС третьої категорії, підприємствам доводилося переходити на п'яту, нині вже й на шосту, а не за горами використання сьомої категорії.
• Очевидно, розвиток мережевих технологій не зупиниться на досягнутому: гігабіт на робоче місце незабаром стане стандартом де-факто, а згодом і де-юре, і ЛВС (локальних) обчислювальних мереж) великого чи навіть середнього підприємства 10 Гбіт/с Etnernet не буде рідкістю.
• Тому дуже важливо використовувати таку кабельну систему, яка дозволила б легко справлятися зі зростаючими швидкостями мережевих додатківпротягом як мінімум 10 років – саме такий мінімальний термін служби СКС визначено міжнародними стандартами.
• Більше того, при зміні стандартів на протоколи ЛОМ необхідно уникати повторної прокладки нових кабелів, яка раніше була причиною значних витрат на експлуатацію СКС і просто не допустима в майбутньому.
• Тільки одне середовище передачі в СКС задовольняє цим вимогам-оптика. Оптичні кабелі використовуються в телекомунікаційних мережах вже понад 25 років, останнім часом вони також знаходять широке застосування у кабельному телебаченні та ЛОМ.
• У ЛОМ вони в основному використовуються для побудови магістральних кабельних каналів між будинками та в самих будинках. , забезпечуючи при цьому високу швидкість передачі між сегментами цих мереж. Проте розвиток сучасних мережевих технологій актуалізує використання оптоволокна як основного середовища для підключення безпосередньо до користувачів.

Нові стандарти та технології ВОЛЗ:

За Останніми рокамина ринку з'явилося кілька технологій та продуктів, що дозволяють значно полегшити та здешевити використання оптоволокна у горизонтальній кабельній системі та підключення його до робочих місць користувачів.

Серед цих нових рішень перш за все хочеться виділити оптичні роз'єми з малим форм-фактором – SFFC (small-form-factor connectors), площинні лазерні діоди з вертикальним резонатором – VCSEL (vertical cavity surface-emitting lasers) та оптичні багатомодові волокна нового покоління.

Слід зазначити, що нещодавно затверджений тип багатомодового оптичного волокна ОМ-3 має смугу пропускання більше 2000 МГц/км на довжині лазерного випромінювання 850 нм. Даний тип волокна забезпечує послідовну передачу потоків даних протоколу 10 Gigabit Ethernet на відстань 300 м. Використання нових типів багатомодового оптоволокна та 850-нанометрових VCSEL-лазерів забезпечує найменшу вартість реалізації 10 Gigabit Ethernet-рішень.

Розробка нових стандартів оптоволоконних роз'ємів дозволила зробити оптоволоконні системи серйозним конкурентом мідним рішенням. Традиційно оптоволоконні системи вимагали вдвічі більшої кількості роз'ємів і комутаційних шнурів, ніж мідні - в телекомунікаційних пунктах була потрібна набагато більша площа розміщення оптичного устаткування, як пасивного, і активного.

Оптичні роз'єми з малим форм-фактором, представлені нещодавно цілим рядом виробників, забезпечують вдвічі більшу щільність портів, ніж попередні рішення, оскільки кожен такий роз'єм містить у собі відразу два оптичні волокна, а не одне, як раніше.

При цьому зменшуються розміри і оптичних пасивних елементів - кросов і т.д., та активного мережного обладнання, що дозволяє знизити вчетверо витрати на установку (порівняно з традиційними оптичними рішеннями).

Слід зазначити, що американські органи стандартизації EIA і TIA в 1998 році прийняли рішення не регламентувати використання певного типу оптичних роз'ємів з малим форм-фактором, що призвело до появи на ринку відразу шести типів конкуруючих рішень в даній галузі: MT-RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 та SCDC. Також сьогодні є нові розробки.

Найбільш популярним мініатюрним роз'ємом є роз'єм типу MT-RJ, який має один полімерний наконечник із двома оптичними волокнами всередині. Його конструкція була спроектована консорціумом компаній на чолі з AMP Netconnect на основі розробленого в Японії багатоволоконного роз'єму MT. AMP Netconnect на сьогоднішній день представила вже більше 30 ліцензій на виробництво даного типу роз'єму MT-RJ.

Своєму успіху роз'єм MT-RJ багато в чому завдячує зовнішньої конструкціїяка схожа з конструкцією 8-контактного модульного мідного роз'єму RJ-45. Останнім часом характеристики роз'єму MT-RJ помітно покращилися - AMP Netconnect пропонує роз'єми MT-RJ з ключами, що запобігають помилковому або несанкціонованому підключенню до кабельної системи. Крім того, низка компаній розробляє одномодові варіанти роз'єму MT-RJ.

Досить високим попитом на ринку оптичних кабельних рішень користуються роз'єми LC компанії Avaya(http://www.avaya.com). Конструкція цього роз'єму заснована на використанні керамічного наконечника із зменшеним до 1,25 мм діаметром та пластмасового корпусу із зовнішньою клямкою важільного типу для фіксації у гнізді сполучної розетки.

Роз'єм випускається як у симплексному, так і у дуплексному варіанті. Основною перевагою роз'єму LC є низькі середні втрати та їхнє середньоквадратичне відхилення, яке становить всього 0,1 дБ. Таке значення забезпечує стабільну роботу кабельної системи загалом. Для встановлення вилки LC застосовуються стандартна процедура вклеювання на епоксидній смолі та полірування. Сьогодні рознімання знайшли своє застосування у виробників 10 Гбіт/с-трансіверів.

Компанія Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) виробляє одночасно як роз'єм типу LC, так і MT-RJ. На її думку, індустрія СКС зробила свій вибір на користь роз'ємів MT-RJ та LC. Нещодавно компанія випустила перший одномодовий роз'єм MT-RJ та UniCam-версії роз'ємів MT-RJ та LC, особливістю яких є малий час монтажу. При цьому для встановлення роз'ємів типу UniCam немає необхідності використовувати епоксидний клей та полі

Інтенсивний розвиток галузі телекомунікацій, зумовлений потребами у передачі все більших обсягів інформації, призвело до необхідності вдосконалення мереж зв'язку, у тому числі мереж абонентського доступу. На сьогоднішній день можна спостерігати етап конвергенції мереж зв'язку. У конвергентних мережах для надання різних видів послуг використовуються єдині мультисервісні мережіорієнтовані на пакетні трафік. Надання якісних широкосмугових послуг потребує наявності у провайдера високошвидкісної мережі абонентського доступу.

Як середовище передачі для провідних мереж абонентського доступу дедалі частіше використовують волоконну оптику. Оптичні кабелі, на відміну від електричних, мають ряд переваг: висока пропускна здатність, мале послаблення сигналу, висока захищеність від зовнішніх електромагнітних перешкод, малі розміри та маса. Серед оптичних технологій доступу найбільш потрібна група технологій FTTx. Технології FTTx поділяються за мережевою побудовою на активні оптичні мережі AON та пасивні оптичні мережі PON. Головна відмінність цих технологій полягає в тому, що пасивна оптична мережа, на відміну від активної, не вимагає електроживлення для проміжних вузлів абонентської лінії. Внаслідок цього пасивна оптична мережа буде надійнішою та дешевшою в експлуатації. Іншими важливими перевагами є малі витрати на будівництво мережі та можливість її поступового нарощування. Такі переваги дозволять розширювати існуючу мережу та залучати нових абонентів. Таким чином, технологія PON представляє особливий інтерес у плані розширення сфери застосування широкосмугових мереж.

Оптичні мережі доступу мають різні варіанти побудови. Топологія "зірка" зі зв'язками точка-точка (P2P, point-to-point) передбачає підключення кожного абонента окремим волокном до вузла доступу. Топологія «зірка» застосовується при щільному розташуванні абонентів у районі АТС. Ця топологіяхарактеризується мінімальним кількість оптичних розгалужувачів та єдиним місцем їх встановлення. Очевидним недоліком даної топології є наявність великої кількостіволокон та оптичних передавачів. Переваги даної топології: зручність у обслуговуванні, проведенні експлуатаційних вимірювань та виявлення місця ушкодження лінії. Ця топологія характеризується високою надійністю, оскільки розрив однієї з волокон не вплине працювати всієї мережі.

Топологія типу «дерево» застосовується при рознесеному розташуванні абонентів. Оптимальний розподіл потужності між різними гілками вирішується підбором коефіцієнтів поділу оптичних розгалужувачів. Деревоподібна топологія гнучка з погляду потенційного розвитку та розширення абонентської бази. Залежно від необхідності наявності електроживлення для проміжних вузлів розрізняють топології "дерево з активними вузлами" та "дерево з пасивними вузлами". Кожна з топологій має свої переваги і недоліки.
У разі використання топології «дерево з активними вузлами» кожен абонент підключається до комутатора, який у свою чергу з'єднується волокном із вузлом доступу. Комутатор є активним обладнанням, тобто таким, що вимагає електроживлення. У разі відсутності електроживлення абоненти, підключені до комутатора, втратять доступ до мережі. Однак це рішення добре вписується у рамки стандарту Ethernet і є відносно дешевим.

Топологія «дерево з пасивним оптичним розгалуженням» зі зв'язками крапка-многоточка (P2MP, point-to-multipoint) використовує магістральне волокно, яке розділяється між усіма абонентами за допомогою пасивного розгалужувача (спліттера). Кожен користувач підключається до розгалужувача готельним волокном. До порту вузла доступу можна підключити цілий сегмент деревоподібної архітектури, який охоплює десятки абонентів. На проміжних вузлах встановлюються повністю пасивні розгалужувачі, які потребують електроживлення та обслуговування. До переваг архітектури PON можна віднести відсутність необхідності електроживлення на проміжних вузлах, висока масштабованість мережі, економія волокон та оптичних передавачів у центральному вузлі. Масштабованість мережі дозволяє підключати нових абонентів так багато, як це дозволяє оптичний бюджет потужності.

Принцип роботи мережі PON

Основою технології PON є логічна структура «точка-багатоточка» P2MP. До одного порту центрального вузла можна підключити цілий волоконно-оптичний сегмент деревоподібної архітектури, що охоплює безліч абонентів. На проміжних вузлах дерево встановлюються проміжні пасивні елементи – спліттери. Спліттери призначені для поділу потужності оптичного сигналу заданому співвідношенні.

Призначення блоків схеми:

• Центральний вузол OLT – мережний пристрій, який розташовується у вузлі доступу, приймає дані з боку магістральних мереж через інтерфейси SNI та формує низхідний потік до абонентів по дереву PON.
• Абонентський вузол ONT – мережевий пристрій, яке розташовується на стороні абонента, здійснює прийом та передачу даних до OLT на довжинах хвиль 1550 нм та 1310 нм відповідно, конвертує дані та передає їх абонентам через інтерфейси UNI.
• Спліттер - пасивний оптичний багатополюсник, який розподіляє потік оптичного випромінювання в одному напрямку та поєднує цей потік у зворотному.

Головна ідея архітектури PON полягає в тому, щоб використовувати всього один прийомопередавальний модуль у центральному вузлі OLT для передачі даних безлічі абонентських вузлів ONT та прийому від них.

Кількість абонентських вузлів ONT, що підключаються до одного приймальному модулю OLT, залежить від бюджету потужності та максимальної швидкості приймальної апаратури. Для передачі прямого (вихідного) потоку від OLT до ONT використовується довжина хвилі 1550 нм. При передачі зворотних потоків даних від абонентських вузлів від ONT до OLT використовується довжина хвилі 1310 нм. Мультиплексори WDM, вбудовані в обладнання OLT та ONT, поділяють вихідні та висхідні потоки.

WDM – це мультиплексування з поділом по довжині хвилі. Ця технологія дозволяє об'єднати кілька інформаційних каналів по одному оптичному волокну. При цьому для кожного каналу виділяється своя частота. Технологія WDM полягає в тому, що з передачі світла різних довжинах хвиль, у волокні немає їх взаємної інтерференції. Кожна довжина хвилі представляє один оптичний канал у волокні. Вихідний потік широкомовний – передається всім абонентам, підключеним до OLT. Кожен абонентський вузол ONT у тому, щоб виділити із загального потоку призначену йому інформацію читає адресні поля. Абонентські вузли ведуть передачу на однаковій довжині хвилі і для того, щоб не виникали перетину сигналів, вони використовують метод множинного доступу тимчасовим поділом TDMA. Кожен ONT має свій індивідуальний розклад передачі даних з урахуванням поправки на затримку. Це завдання вирішує протокол TDMA MAC.

Безпосередньо у приміщенні абонента встановлюється оптичний термінал ONT, який є водночас домашнім шлюзом доступу. При використанні уніфікованого транспортного оптичного терміналу ONT конфігурація транспортної складової не прив'язана до послуг. Таким чином, подальша конфігурація послуг здійснюватиметься на домашньому шлюзі доступу.

Під час будівництва оптичної мережі використовується двокаскадна схема поділу оптичного сигналу. На станційній стороні встановлюється спліттер з коефіцієнтом поділу 1:2. У під'їзді будинку в оптичній розподільній шафі встановлюється спліттер з коефіцієнтом поділу 1:32, що забезпечує розподіл оптичного сигналу серед абонентів житлової будівлі. Варто зазначити, що будинків з малою кількістю абонентів використовуються інші схеми розподілу оптичного сигналу:

• 1:4 – перший рівень, 1:16 – другий рівень
• 1:8 – перший рівень, 1:8 – другий рівень

Технології пасивних оптичних мереж дозволяють здійснити конвергенцію різноманітних послуг. При використанні PON можливе надання послуг доступу до Інтернету, телефонії, телебачення. Надання комплексних послуг реалізується з використанням абонентського обладнання. Для організації доступу до послуг NGN використовується гібридна модель сервісу, представлена ​​на малюнку.

На обладнанні абонента (PC) ініціюється PPPoE-сесія. ONT настроєний у режимі роботи моста. Маршрутизатор широкосмугового віддаленого доступу BRAS здійснює термінацію PPPoE-сесії. Для організації доступу до Інтернету кожному віртуальному адаптеру PPPoE на обладнанні абонента присвоюється власна публічна IP-адреса, яка маршрутизується в мережі Інтернет.

Для організації послуг Triple Play організовуються три віртуальні приватні мережі VLAN. У межах першого VLAN передається трафік доступу до Інтернету. Другий VLAN передає трафік послуг IPTV та VoD. На третьому VLAN організуються передача послуг аналогової та IP-телефонії. Абонентський термінал ONT порівнює ідентифікатор порту, через який з'єднано абонентське обладнання та ідентифікатор, що відповідає VLAN.

Аналоговий телефон підключається портом FXS, який емулює розширення інтерфейсу АТС. Для запобігання широкомовній ретрансляції multicast трафіку на устаткуванні OLT включено процес IGMP snooping. Шлюзи доступу IPTV та VOD, а також гнучкий комутатор Softswitch надають доступ до послуг телебачення та телефонії відповідно.

Підписуйтесь на нашу

Слайд Зв'язок

Зв'язоку техніці – передача інформації (сигналів) на відстань.

Типи зв'язку

Залежно від того, які явища використовувалися для кодування повідомлень, можна виділяти зв'язок за допомогою:

• електронів - електрозв'язок (провідний та радіозв'язок)
• випромінювання фотонів - сучасне оптоволокно, деякі види сигнальних вишок, сигнали ліхтариком на азбуці Морзе, атмосферний та космічний лазерний зв'язок
• послідовності символів барвників на матеріал - лист на папері.
• рельєфу чи зміни форми матеріалу - оптичний диск

Залежно від середовища передачі даних лінії зв'язку поділяються на:

• супутникові
• повітряні
• наземні
• підводні
• підземні

Залежно від того, що переносить повідомлення, фізичним принципам, що лежить в основі ліній зв'язку, можна виділити наступні типизв'язку:

• Дротовий і кабельний зв'язок - передача ведеться вздовж напрямної середовища.
• Зв'язок електричним кабелем
• Волоконно-оптичний зв'язок
• Супутниковий зв'язок - зв'язок із застосуванням космічного ретранслятора(ів)
• Радіорелейний зв'язок- зв'язок із застосуванням наземного ретранслятора(ів)
• базових станцій
• Кур'єрський зв'язок
• Голубина пошта

Залежно від того, рухливі джерела/отримувачі інформації чи ні, розрізняють стаціонарну (фіксовану) та рухливузв'язок ( мобільну, зв'язок із рухомими об'єктами- СПО).

За типом переданого сигналу розрізняють аналоговий і цифровий зв'язок.

Сигнал

Залежно від того, яка інформація передається, розрізняють аналоговуі цифровузв'язок. Аналоговий зв'язок – це передача безперервних повідомлень (наприклад, звуку чи мовлення). Цифровий зв'язок - це передача інформації у дискретній формі ( цифровому вигляді). Однак, дискретні повідомлення можуть передаватися аналоговими каналами та навпаки. В даний час цифровий зв'язок витісняє аналоговий (відбувається цифровізація),

Лінія звязку

Лінія звязку(ЛЗ)- фізичне середовище, яким передаються інформаційні сигнали апаратури передачі і проміжної апаратури.

Це і сукупність технічних пристроїв, що забезпечують передачу будь-яких повідомлень від відправника до одержувача. Вона здійснюється за допомогою електричних сигналів, що розповсюджуються по дротах, або радіосигналів.

Провідні лінії зв'язку

Ланцюг зв'язку- провідники/волокно, що використовуються для передачі одного сигналу. У радіозв'язку те саме поняття має назву ствол. Розрізняють кабельний ланцюг- ланцюг у кабелі та повітряний ланцюг- Підвішена на опорах.

Провідні лінії електрозв'язку діляться на кабельні, повітряні та оптоволоконні. Кабельні лінії прокладалися під землею. Проте внаслідок недосконалості конструкції підземні кабельні лінії зв'язку поступилися місцем повітряним. Звичайний міський телефонний кабель складається з пучка тонких мідних або алюмінієвих проводів, ізольованих один від одного і ув'язнених загальну оболонку. Кабелі складаються з різних пар проводів, кожна з яких використовується для передачі телефонних сигналів. Прагнення розширити спектр частот, що передаються, і збільшити пропускну здатність ліній багатоканальних систем призвело до створення нових типів кабелів, так званих коаксіальних. Вони використовуються для передачі телевізійних сигналів високої частоти, а також для міжміського та міжнародного телефонного зв'язку. Одним дротом у коаксіальному кабелі служить мідна або алюмінієва трубка (або обплетення), а іншим - вкладена в неї центральна мідна жила. Вони ізольовані один від одного та мають одну загальну вісь. Такий кабель має малі втрати, майже не випромінює. електромагнітних хвильі тому створює перешкод. Ці кабелі допускають передачу енергії при частоті струмів до кількох мільйонів герц і дозволяють проводити передачу телевізійних програм на великі відстані.

Мал. Коаксіальний кабель

Оптоволоконні лінії зв'язку

Як провідні лінії зв'язку використовуються в основному телефонні лінії та телевізійні кабелі. Найбільш розвиненою є телефонний провідний зв'язок. Але їй притаманні серйозні недоліки: схильність до перешкод, згасання сигналів при передачі їх на значні відстані і низька пропускна здатність. Усіх цих недоліків позбавлені оптоволоконні лінії - вид зв'язку, у якому інформація передається оптичним діелектричним хвилеводам ("оптичному волокну").

Оптичне волокно вважається найдосконалішим середовищем передачі великих потоків інформації великі відстані. Воно виготовлене з кварцу, основу якого становить двоокис кремнію - широко поширеного та недорогого матеріалу, на відміну від міді. Оптичне волокно дуже компактне та легке, воно має діаметр лише близько 100 мкм.

Оптоволоконні лінії відрізняють від традиційних провідних ліній:

• дуже висока швидкість передачі (на відстань понад 100 км без ретрансляторів);
• захищеність інформації, що передається від несанкціонованого доступу;
• висока стійкість до електромагнітних перешкод;
• стійкість до агресивних середовищ;
• можливість передавати по одному волокну одночасно до 10 мільйонів телефонних розмовта одного мільйона відеосигналів;
• гнучкість волокон;
• малі розміри та маса;
• іскро-, вибухо- та пожежобезпечність;
• простота монтажу та укладання;
• низька собівартість;
• висока довговічність оптичних волокон – до 25 років.

Мал. Оптоволоконний кабель (поперечний розріз)

В даний час обмін інформацією між континентами здійснюється головним чином через підводні оптоволоконні кабелі, а не через супутниковий зв'язок. При цьому головною рушійною силою розвитку підводних оптоволоконних ліній зв'язку є Інтернет.

Мал.Оптоволоконна мережа "Транстелеком"

Канал зв'язкуможе бути:

• симплексний- тобто, що допускає передачу даних тільки в одному напрямку, приклад - радіотрансляція, телебачення;
• напівдуплексний по черзі;
• дуплексним- тобто допускає передачу даних в обох напрямках одночасно, приклад - телефон.

Поділ (ущільнення) каналів:

Створення декількох каналів на одній лінії зв'язку забезпечується за допомогою рознесення їх за частотою, часом, кодами, адресою, довжиною хвилі.

• частотний поділканалів (ЧРК, FDM) - поділ каналів за частотою, кожному каналу виділяється певний діапазон частот
• тимчасове поділ каналів (ВРК, TDM) - поділ каналів у часі, кожному каналу виділяється квант часу (таймслот)
• кодовий поділ каналів (КРК, CDMA) - поділ каналів за кодами, кожен канал має свій код накладання якого на груповий сигналдозволяє виділити інформацію конкретного каналу.
• спектральний поділ каналів (СРК, WDM) - поділ каналів за довжиною хвилі

Бездротові лінії зв'язку

Радіозв'язок - для передачі використовуються радіохвилі у просторі.

• ДВ-, СВ-, КВ- та УКХ-зв'язок без застосування ретрансляторів
• Супутниковий зв'язок - зв'язок із застосуванням космічних ретрансляторів
• Радіорелейний зв'язок - зв'язок із застосуванням наземних ретрансляторів
• Стільниковий зв'язок - зв'язок з використанням мережі наземних базових станцій

Система зв'язкускладається з кінцевого обладнання, джерела та одержувача повідомлення, та пристроїв перетворення сигналу(УПС) з обох кінців лінії. Кінцеве обладнання забезпечує первинну обробку повідомлення та сигналу, перетворення повідомлень з виду в якому їх надає джерело (мова, зображення тощо) у сигнал (на стороні джерела, відправника) та назад (на стороні одержувача), посилення тощо .УПС може забезпечує захист сигналу від спотворень.

Види сучасного зв'язку

Пошта

Пошта(Рус. Пошта (info); від латів. posta) - вид зв'язку та установа для транспортування повідомлень (наприклад, листів та листівок) та дрібних товарів, іноді і людей. Здійснює регулярне пересилання поштових відправлень – письмової кореспонденції, періодичних видань, грошових переказів, бандеролей, посилок – переважно за допомогою транспортних засобів.

Поштова організація у Росії традиційно є державним підприємством. Мережа поштових відділень – найбільша організаційна мережа країни.

Лист- Засіб збереження інформації, наприклад на папері. Перед відправкою листа на конверті потрібно нанести поштові індекси відправника та одержувача відповідно до нанесеного на ньому трафарету.

Мал. Поштовий конверт із трафаретом поштового індексу

Мал. Поштовий конверт РФ з нанесеним поштовим індексом

Авіапошта, або авіаційна пошта(англ. airmail), - вид поштового зв'язку, у якому поштові відправлення транспортуються повітряним шляхом з допомогою авіації.

Мал. Конверт авіапошти Російської Федерації

Голубина пошта- один із способів поштового зв'язку, при якому доставка письмових повідомлень провадиться за допомогою поштових голубів.

Кіберпошта@

Головна перевага електронної пошти – швидкість доставки незалежно від географічного положення відправника листа та одержувача. Але і відправник, і одержувач для цього повинні мати комп'ютери та доступ до електронної пошти.

А якщо у відправника ці можливості є, а у отримувача немає? У державна поштова служба забезпечує доставку електронного листа до найближчого до адресата відділення зв'язку. Там воно роздруковується і в конверті доставляється листоношею одержувачу. Сьогодні авіапошта доставляє звичайний лист із Росії до США за 3-4 тижні. Новий комбінований (електронний – звичайний) лист може бути доставлений за 48 годин. У Росії також існує план оснащення поштових відділень доступом до Інтернету та електронної пошти. Цей проект зветься «Кіберпошт@». В усіх поштових відділеннях буде відкрито «інтернет-салони» – пункти колективного доступу до Інтернету. У такому салоні можна буде відправити електронного листа, що містить будь-який текст, документ, малюнок, фотографію. Цей лист буде відправлено найближчим до одержувача відділення пошти, роздруковано, автоматично запечатано в конверт і доставлено листоношею за будь-якою адресою протягом 48 годин. В інтернет-салоні консультант допоможе вам навчитися користуватися електронною поштою та зробить цифрову фотографію. Перший такий інтернет-салон вже існує на московському поштамті. Вартість однієї сторінки такого комбінованого листа – 12 рублів, а на дискеті – 6 рублів за 2 Кбайти.

Частиною проекту «Кіберпошта@» є так звана «Гібридна пошта». Це гібрид сучасного Інтернету та «традиційного листоноші». Тепер будь-яка людина може принести до поштового відділення звичайний, написаний на папері лист. Там його введуть у комп'ютер та передадуть електронною поштою найближчим до адресата поштове відділення. У ньому цей лист роздрукують на принтері, і листоноша віднесе його адресату. Тоді лист дійде до будь-якого міста країни не пізніше, ніж через 48 годин, тому що з процесу доставки зникає найдовший етап – перевезення листа, написаного на папері з міста до міста. Так лист за швидкістю доставки зрівняється з телеграмою. Але вартість такого листа набагато менше, ніж телеграми. Адже вартість лише одного слова телеграми при передачі Росією становить 80 коп., а вартість однієї сторінки гібридного листа формату А4 і числом знаків 2000 складає всього 12 руб. При цьому на сторінці формату А4 розміщено кілька сотень слів!

Лист то, можливо закритим, тобто. одержувачу лист доставляється у конверті, чи відкритим, тобто. лист доставляється без конверта.
Можна здавати листи Гібридною поштою, як на папері, так і на магнітному носії.

Пізніше до проекту «Гібридна пошта» приєднали доповнення і для користувачів, які мають Інтернет та електронну пошту. Він дозволяє їм надіслати електронного листа адресату, який не володіє електронною поштою. Цей лист потрапляє до найближчого адресата поштове відділення, у ньому роздруковується і запечатується в конверт. Цей конверт листоноша відносить адресату - одержувачу листа. Цим суттєво скорочується час його доставки.

Пневматична пошта, або пневмопошта(Від грец. πνευματικός - повітряний), - Система переміщення штучних вантажів під дією стисненого або, навпаки, розрідженого повітря. Закриті пасивні капсули (контейнери) переміщаються системою трубопроводів, переносячи у собі легкі вантажі, документи.

Мал. Термінал пневмопошти

Використовується в організаціях для пересилання оригіналів документів, наприклад, у банках, складах та бібліотеках, готівки у супермаркетах та касах банків, аналізів, історій хвороб, рентгенівських знімків у лікувальних закладах, а також проб та зразків на промислових підприємствах.

Телеграф(від др.-грец. τῆλε – «далеко» + γρᾰ́φω – «пишу») – засіб для передачі сигналу по проводах або інших каналах електрозв'язку. У Росії телеграфний зв'язок існує й досі. У деяких країнах телеграф вважали застарілим видом зв'язку і згорнули всі операції з відправлення та доставки телеграм. У Нідерландах телеграфний зв'язок припинив роботу у 2004 році. У січні 2006 року найстаріший американський національний оператор Western Union оголосив про повне припинення обслуговування населення щодо надсилання та доставлення телеграфних повідомлень. У той же час у Канаді, Бельгії, Німеччині, Швеції, Японії деякі компанії все ще підтримують сервіс з відправлення та доставки традиційних телеграфних повідомлень.

Телеграф(від др.-грец. τῆλε – «далеко» + γρᾰ́φω – «пишу») – засіб для передачі сигналу по проводах або інших каналах електрозв'язку.

Телеграма- повідомлення, надіслане телеграфом, одному з перших видів зв'язку, що використовує електричну передачу інформації.

Мал. Телеграма

Телефонний зв'язок

Телефон(від грец. τῆλε - далеко і φωνή - голос) - пристрій для передачі та прийому звукуна відстань за допомогою електричних сигналів. Телефонний зв'язок застосовується передачі і прийому людської промови.

Складається оптоволокно з центрального провідника світла (серцевини) - скляного волокна, оточеного іншим шаром скла - оболонкою, що має менший показник заломлення, ніж серцевина. Поширюючись серцевиною, промені світла не виходять її межі, відбиваючись від покриває шару оболонки. В оптоволокні світловий промінь зазвичай формується напівпровідниковим чи діодним лазером. Залежно від розподілу показника заломлення та від величини діаметра сердечника оптоволокно підрозділяється на одномодове та багатомодове.

Ринок оптоволоконної продукції в Росії

Історія

Волоконна оптика хоч і є повсюдно використовуваним та популярним засобом забезпечення зв'язку, сама технологія проста та розроблена досить давно. Експеримент із зміною напряму світлового пучка шляхом заломлення був продемонстрований Данієлем Колладоном (Daniel Colladon) та Жаком Бабінеттом (Jacques Babinet) ще 1840 року. Через кілька років Джон Тіндалл (John Tyndall) використав цей експеримент на своїх публічних лекціях у Лондоні, і вже у 1870 році випустив працю, присвячену природі світла. Практичне застосуваннятехнології знайшлося лише у ХХ столітті. У 20-х роках минулого століття експериментаторами Кларенсом Хаснеллом (Clarence Hasnell) та Джоном Бердом (John Berd) було продемонстровано можливість передачі зображення через оптичні трубки. Цей принцип використовувався Генріхом Ламмом (Heinrich Lamm) для медичного обстеження пацієнтів. Тільки 1952 року індійський фізик Наріндер Сінгх Капані (Narinder Singh Kapany) провів серію власних експериментів, які й призвели до винаходу оптоволокна. Фактично ним було створено цей джгут зі скляних ниток, причому оболонка і серцевина були зроблені з волокон з різними показниками заломлення. Оболонка фактично служила дзеркалом, а серцевина була прозорішою – так вдалося вирішити проблему швидкого розсіювання. Якщо раніше промінь не сягав кінця оптичної нитки, і неможливо було використовувати такий засіб передачі на тривалих відстанях, то тепер проблема була вирішена. Наріндер Капані до 1956 року вдосконалив технологію. Зв'язування гнучких прутів передавало зображення практично без втрат і спотворень.

Винахід у 1970 році фахівцями компанії Corning оптоволокна, що дозволив без ретрансляторів продублювати на ту ж відстань систему передачі даних телефонного сигналу по мідному дроту, вважається переломним моментом в історії розвитку оптоволоконних технологій. Розробникам вдалося створити провідник, який здатний зберігати щонайменше одного відсотка потужності оптичного сигналу з відривом одного кілометра. За нинішніми мірками це досить скромне досягнення, а тоді, майже 40 років тому, - необхідна умова для того, щоб розвивати новий вид провідного зв'язку.

Спочатку оптоволокно було багатофазним, тобто могло передавати одразу сотні світлових фаз. Причому підвищений діаметр серцевини волокна дозволяв використовувати недорогі оптичні передавачі та конектори. Значно пізніше стали застосовувати волокно більшої продуктивності, яким можна було транслювати в оптичному середовищі лише одну фазу. З використанням однофазного волокна цілісність сигналу могла зберігатися більшій відстані, що сприяло передачі чималих обсягів інформації.

Найзатребуванішим сьогодні є однофазне волокно з нульовим усуненням довжини хвилі. Починаючи з 1983 року воно займає провідне становище серед продуктів оптоволоконної промисловості, довівши свою працездатність на десятках мільйонів км.

Переваги оптоволоконного типу зв'язку

• Широкополосність оптичних сигналів, обумовлена ​​надзвичайно високою частотою несучої. Це означає, що з оптоволоконної лінії можна передавати інформацію зі швидкістю близько 1 Тбіт/с;
• Дуже мале згасання світлового сигналу у волокні, що дозволяє будувати волоконно-оптичні лінії зв'язку довжиною до 100 км і більше без регенерації сигналів;
• Стійкість до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних кабельних систем, електричного обладнання (лінії електропередачі, електрорухові установки тощо) та погодних умов;
• Захист від несанкціонованого доступу Інформацію, що передається по волоконно-оптичних лініях зв'язку, практично не можна перехопити неруйнівним кабель способом;
• Електробезпека. Будучи, по суті, діелектриком, оптичне волокно підвищує вибухо- та пожежну безпеку мережі, що особливо актуально на хімічних, нафтопереробних підприємствах, при обслуговуванні технологічних процесів підвищеного ризику;
• Довговічність ВОЛЗ - термін служби волоконно-оптичних ліній зв'язку становить щонайменше 25 років.

Недоліки оптоволоконного типу зв'язку

• Відносно висока вартість активних елементів лінії, що перетворюють електричні сигнали на світло і світло на електричні сигнали;
• Відносно висока вартість зварювання оптичного волокна. Для цього потрібно прецизійне, а тому дороге, технологічне обладнання. Як наслідок, при обриві оптичного кабелю витрати на відновлення ВОЛЗ вищі, ніж під час роботи з мідними кабелями.

Елементи волоконно-оптичної лінії

• Оптичний приймач

Оптичні приймачі виявляють сигнали, що передаються по волоконно-оптичному кабелю і перетворюють його в електричні сигнали, які потім підсилюють і відновлюють їх форму, а також синхросигнали. Залежно від швидкості передачі та системної специфіки пристрою, потік даних може бути перетворений з послідовного вигляду в паралельний.

• Оптичний передавач

Оптичний передавач у волоконно-оптичній системі перетворює електричну послідовність даних, що поставляються компонентами системи, оптичний потік даних. Передавач складається з паралельно-послідовного перетворювача із синтезатором синхроімпульсів (який залежить від системної установкита швидкості передачі інформації в бітах), драйвера та джерела оптичного сигналу. Для оптичних систем передачі можна використовувати різні оптичні джерела. Наприклад, світловипромінюючі діоди часто використовуються в дешевих локальних мережах для зв'язку на малу відстань. Однак, широка спектральна смуга пропускання та неможливість роботи в довжинах хвилі другої та третьої оптичних вікон, не дозволяє використовувати світлодіод у системах телезв'язку.

• Підсилювач

Підсилювач перетворює асиметричний струм від фотодіодного датчика в асиметричну напругу, яка посилюється і перетворюється на диференціальний сигнал.

• Мікросхема синхронізації та відновлення даних

Ця мікросхема повинна відновлювати синхросигнали від отриманого потоку даних та їх тактування. Схема фазового автопідстроювання частоти, необхідна для відновлення синхроімпульсів, також повністю інтегрована в мікросхему синхронізації і не вимагає зовнішніх контрольних синхроімпульсів.

• Блок перетворення послідовного коду на паралельний

• Паралельно-послідовний перетворювач

• Лазерний формувач

Основним його завданням є подача струму зміщення та модулюючого струму для прямого модулювання лазерного діода.

• Оптичний кабель, Що складається з оптичних волокон, що знаходяться під загальною захисною оболонкою

Одномодове волокно

При досить малому діаметрі волокна та відповідній довжині хвилі через світловод поширюватиметься єдиний промінь. Взагалі сам факт підбору діаметра сердечника під одномодовий режим розповсюдження сигналу говорить про зокрема кожен окремий варіант конструкції світловода. Тобто під одномодовістю слід розуміти характеристики волокна щодо конкретної частоти хвилі, що використовується. Поширення лише одного променя дозволяє позбавитися міжмодової дисперсії, у зв'язку з чим одномодові світловоди на порядки продуктивніші. На даний момент застосовується сердечник із зовнішнім діаметром близько 8 мкм. Як і у випадку з багатомодовими світловодами, використовується ступінчаста і градієнтна щільність розподілу матеріалу.

Другий варіант більш продуктивний. Одномодова технологія більш тонка, дорога і застосовується нині телекомунікаціях. Оптичне волокно використовується у волоконно-оптичних лініях зв'язку, які перевершують електронні засобизв'язку тим, що дозволяють без втрат із високою швидкістю транслювати цифрові дані на великі відстані. Оптоволоконні лінії можуть утворювати як нову мережу, і служити об'єднання вже існуючих мереж - ділянок магістралей оптичних волокон, об'єднаних фізично лише на рівні світловода, чи логічно - лише на рівні протоколів передачі. Швидкість передачі даних з ВОЛЗ може вимірюватися сотнями гігабіт на секунду. Вже зараз допрацьовується стандарт, що дозволяє передавати дані зі швидкістю 100 Гбіт/c, а стандарт 10 Гбіт Ethernet використовується у сучасних телекомунікаційних структурах кілька років.

Багатомодове волокно

У багатомодовому ОВ може поширюватися одночасно велике числомод – променів, введених у світловод під різними кутами. Багатомодове ОВ має відносно великий діаметр серцевини ( стандартні значення 50 і 62,5 мкм) і, відповідно, великою числовою апертурою. Більший діаметр серцевини багатомодового волокна спрощує введення оптичного випромінювання у волокно, а м'якіші вимоги до допустимих відхилень для багатомодового волокна дозволяють зменшити вартість оптичних приймачів. Таким чином, багатомодове волокно переважає в локальних та домашніх мережах невеликої протяжності.

Основним недоліком багатомодового ОВ є наявність міжмодової дисперсії, що виникає через те, що різні моди роблять у волокні різний оптичний шлях. Для зменшення впливу цього явища було розроблено багатомодове волокно з градієнтним показником заломлення, завдяки чому моди в волокні поширюються параболічними траєкторіями, і різниця їх оптичних шляхів, а, отже, і міжмодова дисперсія істотно менше. Однак, наскільки не були б збалансовані градієнтні багатомодові волокна, їхня пропускна здатність не зрівняється з одномодовими технологіями.

Волоконно-оптичні приймачі

Щоб передати дані через оптичні канали, сигнали повинні бути перетворені з електричного вигляду на оптичний, передані по лінії зв'язку і потім у приймачі перетворені назад в електричний вигляд. Ці перетворення відбуваються у пристрої приймача, який містить електронні блоки поряд із оптичними компонентами.

Мультиплексор, що широко використовується в техніці передач, з поділом часу дозволяє збільшити швидкість передачі до 10 Гб/сек. Сучасні швидкодіючі волоконно-оптичні системи пропонують наступні стандартиШвидкість передач.

Стандарт SONET	Стандарт SDH	Швидкість передачі
OC 1	-	51,84 Мб/сек
OC 3	STM 1	155,52 Мб/сек
OC 12	STM 4	622,08 Мб/сек
OC 48	STM 16	2,4883 Гб/сек
OC 192	STM 64	9,9533 Гб/сек

Нові методи мультиплексного поділу довжини хвилі або спектральне ущільнення дають можливість збільшити густину передачі даних. Для цього численні мультиплексні потоки інформації надсилаються по одному оптоволоконному каналу з використанням передачі кожного потоку на різних довжинах хвилі. Електронні компоненти у WDM-приймачі та передавачі відрізняються в порівнянні з тими, що використовуються в системі з тимчасовим поділом.

Застосування ліній оптоволоконного зв'язку

Оптоволокно активно застосовується для побудови міських, регіональних та федеральних мереж зв'язку, а також для влаштування сполучних ліній між міськими АТС. Це пов'язано зі швидкістю, надійністю та високою пропускною здатністю волоконних мереж. Також за допомогою застосування оптоволоконних каналів існують кабельне телебачення, віддалений відеоспостереження, відеоконференції та відеотрансляції, телеметричні та інші інформаційні системи. У перспективі в оптоволоконних мережах передбачається використовувати перетворення мовних сигналів на оптичні.

01.03.2016

Пасивна оптична мережа (PON) - найперспективніша широкосмугова мультисервісна технологія передачі даних на безліч абонентів за допомогою оптичного волокна.

Цей спосіб організації мережі став популярним завдяки очевидним перевагам у швидкості, обсягах передачі та можливостях удосконалення.

Головна відмінність PON від інших оптичних систем – це використання лише пасивного обладнання на всьому відрізку від головного модуля, що передає та приймає інформаційні потоки, до кінцевого користувача. Тобто ніяких активних комутаторів, маршрутизаторів, медіаконвертерів, мультиплексорів та іншої техніки, що потребує додаткового живлення та обслуговування.

Для того, щоб розділити один потік на безліч абонентів у системі PON, використовується оптичний розгалужувач (спліттер, мультиплектор, PLC). З його допомогою один приймально-передавальний модуль (розподільна коробка, розподільна шафа, OLT) може поширити сигнал на необмежену кількість споживачів - все залежить від показників його потужності та швидкості.

Будь-яка пасивна оптична мережа включає три основні складові:

• станційний термінал OLT (optical line terminal);
• пасивний оптичний спліттер;
• абонентські термінали ONT (optical network termination) чи пристрої ONU (optical network unit).

Приймач OLT зв'язує PON із зовнішніми мережами і отримує потік, який передається абонентам за допомогою кабельної мережі. Спліттер розмножує сигнал на 8, 16, 32 або 64 абоненти. Кожне розгалуження дещо звужує канал передачі, що дає деяке загасання сигналу та знижує його пропускну здатність.

Кінцеве абонентське обладнання ONT оснащене необхідними користувачем інтерфейсами, включаючи виходи для IP-телефонії, Ethernet та Wi-Fi.

Найчастіше для житлових приміщень використовується деревоподібна топологія мережі PON. Вона дозволяє оптимізувати використання волокна, розміщуючи максимально можливе число абонентів однією кабелі. Залежно від кінцевого числа користувачів та вимог мережі, потік може розгалужуватися одним або декількома рівнями каскадів. Чим менше – тим простіше обслуговувати систему, виробляти необхідний ремонті тим меншими будуть втрати у швидкості та обсягах даних для кінцевого споживача. З іншого боку, багатокаскадна система дозволяє задавати точні налаштування, чутливіше адаптуючи мережу під потреби замовника.

У цілому ж топологія вибирається з безлічі варіантів, виходячи з реальних умов конструкції за принципом максимальної зручності для абонентів.

За допомогою PON-мереж можна організувати:

• аналогове та цифрове телебачення, у тому числі IPTV;
• та фіксований телефонний зв'язок;
• передачу технологічної, організаційної, фінансової інформації;
• домашні абонентські мережізагального користування у багатоквартирних та приватних будинках;
• системи пожежогасіння (використовуються в МНС та МВС);

• охоронні системи та , у тому числі охорону самих вузлів зв'язку та систему "безпечне місто";
• і т.д.

Переваги архітектури PON

1) Висока швидкість передачі

PON підтримує швидкість від 155 Мбіт/с до 2,5 Гбіт/с, будучи на даний момент найшвидшим способом передачі інформації.

2) Підтримка різнорідного трафіку

Система може передавати будь-який вид інформації (дані, відео, голос), вести до квартири чи офісу інформаційні потоки будь-якого походження.

3) Велика ємність

Система без втрати якості може обробляти потоки від кількох ресурсів одночасно. До одного абонентського порту можна підключити кілька комп'ютерів, телевізорів, IP-телефонів та ін.

4) Скорочення витрат на обслуговування

У PON використовуються пасивні відгалужувачі, які не потребують електричного живлення та додаткового обслуговування.

5) Оптимальне використання матеріалу

Підключення максимального числа абонентів до одного волокна допомагає використовувати меншу кількість кабелю, що може виразитись у суттєвих цифрах економії.

6) Перешкодостійкість та захист від перепадів напруги

На відміну від систем з використанням крученої пари (FTTh і т.п.), PON не схильний до впливу ззовні і захищений від перепадів напруги, появи наведень і перешкод.

7) Легкодоступність

Немає необхідності розміщувати обладнання для PON-мережі у вуличних шафах, тому система легко доступна до перевірки, модифікації та ремонту в холодну пору року та дозволяє економити на всепогодному устаткуванні.

8) Простота підключення

Підключення абонентів до мережі відбувається швидко та без перерви зв'язку.

9) Можливість ущільнення

Ущільнення (мультиплексування) сигналу дозволяє при необхідності пускати додаткові потоки інформації вже існуючому кабелю- Для цього використовуються світлові хвилі іншої довжини. Так, вже існуючу кабельну систему можна використовувати для додавання послуг, включаючи системи безпеки, відеоспостереження, охорони, протипожежної безпеки тощо.

10) Постійний розвиток PON-технологій

Зростання потужностей, швидкостей та здешевлення складових дозволяє розглядати цю технологію передачі даних як одну з найперспективніших.

Недоліки архітектури PON

• Необхідність шифрування потоку

PON – технологія із загальним середовищем передачі, тому окремі потоки інформації доводиться шифрувати. Це може знижувати корисну швидкістьпередачі, а також не захищає інформацію від злому фізично.

• Складність системи

У системі важко виявити неполадки на ділянці між спліттерами та кінцевою точкою – ONT.

Важливо мати на увазі, що при виборі професійного установника, який зможе якісно встановити, відстежувати стан та забезпечувати повноцінний сервіс, проблеми з мережею мінімізуються.

Види PON-мереж

Технологія пасивних оптоволоконних мереж була введена в практику в середині 90-х років, спочатку модифікації APON. Після низки удосконалень на початку 2000-х з'явилася технологія BPON з найкращою швидкістюі великою кількістю оброблюваних потоків. Наступним у лінійці пасивних мереж став EPON на технології Ethernet. В даний час найбільш сучасною, зручною та перспективною для створення великих розгалужених мереж є система GPON.

GPON влаштований на базі платформи SDH (протокол GFP) і дозволяє підключати до одного модуля, що передає, до 64 абонентів на відстані до 20 км. Використання спліттерів та муфт дозволяє збільшити дальність до 60 км. Швидкість передачі в середньому досягає 2,5 Гб, хоча технічно можна розвинути систему, швидкість якої може досягати 4–10 Гбіт/с у кожному напрямку.

Ще одна модифікація – технологія GEPON. Її можна назвати найекономічнішою, проте ця перевага передбачає деякі витрати порівняно з GPON-мережами. Зокрема, у ній відсутні специфічні функції підтримки TDM, синхронізації та захисних перемикань. Така система добре працює для невеликих операторів, орієнтованих на IP-трафік, зокрема IPTV.

Загалом вибір технології для створення або вдосконалення пасивної оптоволоконної мережі залежить від умов замовника, потреб абонентів і перспектив розвитку. Компанія-установник повинна докладно вивчити вихідні дані, щоб зробити висновок щодо вибору технології та розробити оптимальний план майбутньої PON.

Резюме

В даний час пасивні мережі на основі оптичного волокна набувають все більшого поширення. Мідні виті парине витримують конкуренції з PON за обсягами, швидкістю та дальністю передачі даних, перешкодозахищеності та масштабованості. Якщо спочатку перевага часто надавалася вітопарним кабелям через дорожнечу оптичної сировини та обладнання, то зараз за капітальними витратами та трудомісткістю монтажу системи різняться незначно. Як і раніше, популярним є будівництво суміщеного виду мереж — FTTH, де мідна пара використовується тільки на ділянці від комутатора до абонента. Однак динаміка все більше зміщується у бік PON, у тому числі завдяки тому, що установка пасивної мережі допускає модифікацію без втручання в архітектуру системи та перекладки кабелю.

Проте установка — капіталомісткий та складний процес, тому важливо довіряти цю роботу перевіреним професіоналам галузі. Вони зможуть створити продуману конфігурацію системи з можливістю оптимізації під потреби замовника та безперебійної роботи.

Щоб дізнатися про подробиці встановлення PON-мережі для Вашої компанії, телефонуйте за номерами вказаними на сайті або залиште заявку на дзвінок нашого фахівця — форму Ви знайдете прямо під текстом.