ოპტიკური ბოჭკოების გადაცემის მანძილი. ოპტიკური ბოჭკოვანი გამტარუნარიანობა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სიჩქარე
ბრინჯი. 3.13.
ეს მიიღწევა რამდენიმე კომპონენტის გამოყენებით. პირველ რიგში, გადაცემული მონაცემები უნდა გაიგზავნოს კონკრეტული გადამზიდავი ტალღის სიგრძეზე. ჩვეულებრივ ტალღა მულტიპლექსირება WDM ხორციელდება 1530-1560 ნმ გამჭვირვალობის ფანჯარაში, სადაც მინიმალურია სიგნალის შესუსტება 0,2 დბ/კმ-მდე. როგორც წესი, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემები იყენებენ 3 ტალღის სიგრძეს - 850, 1310 და 1550 ნმ. თუ შეყვანის სიგნალი არის ოპტიკური და გადაცემულია ერთ-ერთ ამ ტალღის სიგრძეზე, ის უნდა გარდაიქმნას გადასაცემად WDM გამჭვირვალე ფანჯრის ტალღის სიგრძეზე. როდესაც არსებობს მრავალი დამოუკიდებელი შეყვანის სიგნალი, თითოეული უნდა გარდაიქმნას ამ დიაპაზონში სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე გადასაცემად. შემდეგ ეს სიგნალები გაერთიანებულია ოპტიკური სისტემის გამოყენებით ისე, რომ ყველა სიგნალის სიმძლავრის უმეტესი ნაწილი გადაიცემა ერთ ოპტიკურ ბოჭკოზე. ხაზის მეორე ბოლოში, სინათლის სიგნალები იყოფა სპლიტერი 5-ის გამოყენებით მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია სიგნალის რამდენიმე ნაწილად გასაყოფად.(სხვა ლინზების სისტემა) რამდენიმე არხში. თითოეული ეს არხი გადის ფილტრებში, რომლებიც გამოყოფენ მხოლოდ ერთ ტალღის სიგრძეს. საბოლოო ჯამში, თითოეული გამოყოფილი ტალღის სიგრძე აღწევს საკუთარ მიმღებს, რომელიც გარდაქმნის მას თავდაპირველ ფორმაში (ოპტიკური ტალღის სიგრძეზე 850, 1310 და 1550 ნმ ან სპილენძი).
არსებობს ორი ტიპის WDM სისტემები, რომლებიც უზრუნველყოფენ მსხვილმარცვლოვან (CWDM) მულტიპლექსირებადიდი მატარებლის ინტერვალით ან მკვრივი (DWDM) ტალღის სიგრძის მასშტაბის დაყოფით. CWDM სისტემები, როგორც წესი, უზრუნველყოფენ 8-დან 16 ტალღის სიგრძის გადაცემას 20 ნმ მატებით, 1310-დან 1630 ნმ-მდე. DWDM სისტემები ფუნქციონირებს 144 ტალღის სიგრძეზე, როგორც წესი, 2 ნმ-მდე ნამატებით, დაახლოებით იმავე ტალღის სიგრძის დიაპაზონში. WDM (CWDM ან DWDM) ჩვეულებრივ გამოიყენება ორიდან ერთ აპლიკაციაში.
პირველი და ყველაზე მნიშვნელოვანი არის ოპტიკური ბოჭკოების მეშვეობით გადაცემული ინფორმაციის რაოდენობის გაზრდა. ამ შემთხვევაში, დიდი რაოდენობით მონაცემთა ნაკადი გადადის მცირე რაოდენობის ოპტიკური კაბელებით. ეს შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად გაზარდოს ოპტიკური კაბელის გამტარუნარიანობა. ასე რომ, 10 გბიტ/წმ სიჩქარით თითო არხზე მთლიანი გამტარუნარიანობათითოეული ბოჭკო იქნება 1,25 ტბიტი/წმ (ანუ 12,500,000,000,000 ბიტი წამში). რა თქმა უნდა, უმეტეს შემთხვევაში სიჩქარის ეს დონე არ არის საჭირო. საერთო ამოცანაა გიგაბიტიანი Ethernet ნაკადის გადაცემა ერთ წყვილ ბოჭკოზე, როდესაც არ არსებობს დამატებითი წყვილი. ხშირ შემთხვევაში, ახალი ოპტიკური კაბელის გაყვანა ძალიან ძვირი ან უბრალოდ შეუძლებელია. მაშინ WDM ტექნოლოგიის გამოყენება ხდება გამტარუნარიანობის გაზრდის ერთადერთი ვარიანტი.
WDM-ის მეორე აპლიკაცია შედარებით ცოტა ხნის წინ გამოჩნდა, როდესაც მომხმარებელთა მზარდმა რაოდენობამ დაიწყო მაღალსიჩქარიანი საკომუნიკაციო არხების გამოყენება. ამ შემთხვევაში, ტელეკომის ოპერატორი მომხმარებელს აწვდის ოფისებს ქალაქის სხვადასხვა ნაწილში ტალღის სიგრძით მათ კაბელში წერტილიდან წერტილამდე არხების ორგანიზებისთვის. მაგალითად, მსხვილმა კომპანიამ, რომელსაც აქვს ორი კორპუსი ქალაქის სხვადასხვა ნაწილში, შეიძლება დაავალოს მათი გაერთიანება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ოპერატორს შეუძლია განათავსოს ქსელი. WDM-ის გამოყენებისას ოპერატორს არ სჭირდება ფიქრი იმაზე, თუ რომელ პროტოკოლს ან ტექნოლოგიას იყენებენ მომხმარებლები, რაც უფრო მოქნილი სერვისის მიწოდების საშუალებას იძლევა. WDM-ის გამოყენება აბონენტთა წვდომის ქსელებში შემდგომში იქნება განხილული.
WDM-ის ორგანიზების მოწყობილობები პასიურია, ე.ი. არ საჭიროებს ელექტრომომარაგებას. თუმცა, ბევრი მათგანი მოითხოვს მუდმივ ტემპერატურას. ამისათვის დამონტაჟებულია ტემპერატურის კონტროლის მოწყობილობები და მათ სჭირდებათ დისტანციური ელექტრომომარაგება. შემდეგ გამოიყენება შერეული კაბელი, რომელიც ოპტიკურ ბოჭკოებთან ერთად შეიცავს სპილენძის გამტარებს. ოპტიკური კაბელების საშუალებით ინფორმაციის გადაცემისას შესუსტების სტანდარტების უზრუნველსაყოფად გამოიყენება სიგნალის რეგენერატორები და გამაძლიერებლები.
ერთი ოპტიკური სიგნალის გადაცემისას (იხ. ნახ. 3.13 ა), თითოეული რეგენერატორი გარდაქმნის ოპტიკურ სიგნალს ელექტრულ სიგნალად, არეგულირებს დროის პარამეტრებს, ამოიღებს გადაცემულ ინფორმაციას და, შედეგად, აკონტროლებს ლაზერულ გადამცემს სიგნალის რეგენერაციას და გარდაქმნის. ოპტიკური სიგნალი შევიდა ელექტრული სიგნალიმოითხოვს მაღალ ხარჯებს, რადგან ის იყენებს ძალიან ძვირადღირებულ კომპონენტებს (ლაზერები და ულტრამაღალსიჩქარიანი ელექტრონიკა).
იმოპტიკური გადაცემის სისტემები: ა) ხაზოვანი რეგენერაციით; ბ) DWDM კომპოზიტური სიგნალი ერთი ტალღის სიგრძის გაყოფით; გ) DWDM კომპოზიტური სიგნალი ოპტიკური გამაძლიერებლით ოპტიკურ კაბელში ინფორმაციის სერიული შეყვანისთვის, რათა გადასცეს იგი მომდევნო განყოფილებაში.
დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 3.13 b, გადასცემს კომპოზიტურ WDM სიგნალს. ამ შემთხვევაში, რეგენერატორის თითოეულ მონაკვეთზე კომპოზიტური სიგნალი იყოფა ცალკეულ სიგნალებად. შემდეგ ხდება ინდივიდუალური გადაქცევა ელექტრო ფორმაში და ინდივიდუალური რეგენერაცია. უფრო სასურველია გამოიყენოთ ოპტიკური გამაძლიერებლები, რომლებსაც შეუძლიათ გააძლიერონ სიგნალი ყველა ტალღის სიგრძეზე, რომელიც ქმნის WDM სიგნალს. ერბიუმ-დოპირებული ბოჭკოზე დაფუძნებული ოპტიკური გამაძლიერებელი (Erbium-Doped Fiber Amplifier - EDFA) არის EDFA ტიპის ოპტიკური ბოჭკოს ნაჭერი და ნახევარგამტარული ლაზერული დიოდი, როგორც "სატუმბი" წყარო. გამაძლიერებელი იღებს დასუსტებულ სიგნალს და წარმოქმნის მაღალი სიმძლავრის სიგნალს ერბიუმ-დოპირებული ოპტიკურ კაბელში. მძლავრი სიგნალის ზემოქმედებისას, ერბიუმის ატომები აღგზნებულია და წარმოქმნის ფოტონებს იმავე ფაზაში და მიმართულებით, როგორც გაგზავნილი სიგნალი. შედეგი არის გამაძლიერებელი ეფექტი. ასეთი გამაძლიერებლები შეიძლება შეიქმნას ტალღის სიგრძის ყველა დიაპაზონისთვის. გამაძლიერებლების გამოყენება ამცირებს რეგენერატორების გამოყენების აუცილებლობას, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 3.13 ბ. ამ შემთხვევაში, არსებობს შეზღუდვა სერიაში დაყენებული გამაძლიერებლების რაოდენობაზე. ამასთან, გამაძლიერებლების დაყენება შესაძლებელს ხდის რეგენერატორებსა და მასთან დაკავშირებულ ოპტიკა-ელექტრონულ კონვერტაციას შორის მანძილის გაზრდას ასობით და ათასობით კილომეტრამდე.
Მოკლე მიმოხილვა
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის საშუალებით ინფორმაციის გადაცემას რამდენიმე უპირატესობა აქვს სპილენძის კაბელის საშუალებით გადაცემასთან შედარებით: ფართო გამტარობა, სინათლის სიგნალის დაბალი შესუსტება ბოჭკოში, დაბალი ხმაურის დონე, იმუნიტეტი ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან, დაბალი წონა და მოცულობა, მაღალი უსაფრთხოება არასანქცირებული წვდომისგან. , გალვანური იზოლაციაქსელის ელემენტები, ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოება, ხაზოვანი საკაბელო სტრუქტურების მოთხოვნების შემცირება, ეფექტურობა, ხანგრძლივი მომსახურების ვადა.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი შეიცავს სამ ძირითად ელემენტს: ლენტები, ქურთუკი და ბირთვი.
- ბირთვი - ბოჭკოვანი სინათლის გამტარ ელემენტს აკრავს გარსი, რომელსაც აქვს სინათლის გარდატეხის დაბალი მაჩვენებელი. ეს იწვევს ბირთვში არსებული სინათლის სხივების უმეტესი ნაწილის ასახვას ბირთვში.
- მაქსიმალური კუთხე, რომლითაც უზრუნველყოფილია მთლიანი შიდა ასახვა ბოჭკოში შეყვანილი სინათლის გამოსხივებისთვის, ეწოდება რიცხვითი დიაფრაგმა.
- ქსელების აშენებისას შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალბირთვიანი კაბელები.
- ოპტიკურ ბოჭკოებს, რომლებიც სხივებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ რამდენიმე გზას მიმღებამდე, ეწოდება მულტიმოდი.
- დაგვიანებული სხივები იწვევს გადაცემული პულსების გაფართოებას. ამ ფენომენს დისპერსია ეწოდება. ამ გაფართოების რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია პულსის სიგანეზე და უკუპროპორციულია გადაცემის სიჩქარისა.
- ოპტიკური კაბელის გამტარუნარიანობა, რომელიც ხასიათდება გამტარუნარიანობის ფაქტორით (BDF - Bandwidth Distance Factor).
- ბოჭკოებს, რომლებიც ავლენენ გარდატეხის ინდექსის ნახტომს მოპირკეთების ბირთვის ინტერფეისზე, ეწოდება საფეხურების ინდექსის ბოჭკოები.
- ზემოაღნიშნული კანონის მიხედვით გარდატეხის ინდექსის მქონე ბოჭკოებს ე.წ გრადიენტიდა აქვს ფართოზოლოვანი კოეფიციენტი სიდიდის ორი რიგით მეტი, ვიდრე საფეხუროვანი ბოჭკოები.
- შესუსტება იზომება dB/km-ში და განისაზღვრება ოპტიკურ ბოჭკოში რადიაციის შთანთქმის ან გაფანტვის შედეგად გამოწვეული დანაკარგით. შთანთქმის დანაკარგები დამოკიდებულია მასალის გამჭვირვალობაზე, საიდანაც ბოჭკო მზადდება. გაფანტვის დანაკარგები დამოკიდებულია მასალის რეფრაქციულ არაერთგვაროვნებაზე.
- ქრომატული დისპერსია ხდება მაშინ, როდესაც სინათლის სიგნალი შედგება სხვადასხვა ტალღის სიგრძისგან. ქრომატული დისპერსია არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გამტარუნარიანობის შეზღუდვის ერთ-ერთი მექანიზმი, რომელიც აფერხებს სიგნალის იმპულსების გავრცელებას, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ფერის გადაცემული სინათლისგან (სიგნალის არათანმიმდევრულობა).
- ქრომატული დისპერსია შედგება მასალისა და ტალღის შემადგენელი კომპონენტებისგან და ხდება გამრავლების დროს როგორც ერთრეჟიმში, ისე მრავალმოდურ ბოჭკოში.
- მატერიალური კომპონენტი ასახავს ბოჭკოს რეფრაქციული ინდექსის ტალღის სიგრძეზე დამოკიდებულების თვისებებს. ერთრეჟიმიანი ბოჭკოს დისპერსიის გამოხატულება მოიცავს მასალის მახასიათებელს, კერძოდ, ინდიკატორის დამოკიდებულებას ტალღის სიგრძეზე. ეს კომპონენტი განისაზღვრება რეფრაქციული ინდექსის ზრდის ან შემცირების სიჩქარით (დიფერენციალური) ტალღის სიგრძის მიხედვით. ტალღის სიგრძის მატებასთან ერთად, ეს მაჩვენებელი შეიძლება იყოს პოზიტიური (გადიდების ინდექსი იზრდება) ან უარყოფითი (გარდატეხის ინდექსი მცირდება).
- ტალღის დისპერსია განისაზღვრება სიგნალის გავრცელების დროით, ტალღის სიგრძის მიხედვით. ის ყოველთვის დადებითია (გავრცელების დრო მხოლოდ იზრდება ტალღის სიგრძის მატებასთან ერთად).
- ტალღის გარკვეულ სიგრძეზე (დაახლოებით საფეხურიანი ერთრეჟიმიანი ბოჭკოსთვის), ხდება მასალისა და ტალღის დისპერსიების ურთიერთკომპენსაცია და შედეგად მიღებული დისპერსია ნულოვანი ხდება. ტალღის სიგრძეს, რომელზეც ეს ხდება, ეწოდება ნულოვანი დისპერსიის ტალღის სიგრძე. როგორც წესი, მითითებულია ტალღის სიგრძის გარკვეული დიაპაზონი, რომლის ფარგლებშიც ის შეიძლება განსხვავდებოდეს ამ კონკრეტული ბოჭკოსთვის.
- დადგენილია, რომ გარკვეული სიგნალის ფორმისთვის მას აქვს ყველაზე ნაკლები დისპერსია. ასეთ იმპულსებს ე.წ სოლიტონები.
- არსებობს ორი ტიპის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ელექტრულ სიგნალს შუქად - LED-ები და ლაზერული დიოდები. LED-ები (LED-Light-Emitting Diode) წარმოქმნის არათანმიმდევრულ გამოსხივებას (სიგნალი შეიცავს რამდენიმე ტალღის სიგრძის კომპონენტებს). LED გამოსხივების პრინციპი მოდულაციის საშუალებას იძლევა მხოლოდ გამოსხივების ინტენსივობით. LED-ების ემისიის სიმძლავრე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე ათეულ მიკროვატს.
- ლაზერული დიოდი უზრუნველყოფს თანმიმდევრულ გამოსხივებას. მის სხივს უფრო ვიწრო სპექტრი აქვს LED-თან შედარებით. ლაზერული დიოდებიდან გამოსხივების პრინციპი იძლევა მოდულაციის გამოყენების საშუალებას სინათლის ტალღის პარამეტრების მიხედვით, მაგალითად სიხშირე.
- ლაზერულ დიოდებს აქვთ უფრო რთული დიზაინი და უფრო მაღალი ელექტრული დატვირთვები LED-ებთან შედარებით, მაგრამ ისინი ამ უკანასკნელს ჩამორჩებიან საიმედოობით. გამოყენების სიმარტივედა ღირებულება.
- ჩვეულებრივ ფოტოდიოდებში წარმოიქმნება დენი, რაც დამოკიდებულია ინციდენტის გამოსხივების ინტენსივობაზე, ისინი გამოირჩევიან მუშაობის კარგი წრფივობითა და სტაბილურობით, მოკლე რეაგირების დროით, მაგრამ ისინი არ უზრუნველყოფენ ფოტოდინების გაძლიერებას.
- ფოტოტრანზისტორებიმათ აქვთ მაღალი მგრძნობელობა და კარგი მომატება, მაგრამ დიდი ბარიერის ტევადობის გამო მათ აქვთ ხანგრძლივი რეაგირების დრო, ანუ სიხშირის მახასიათებლები დიოდებზე უარესია.
- p-i-n უფრო მგრძნობიარეა ვიდრე LED-ები. მათი ბარიერის ტევადობა მცირეა, რაც უზრუნველყოფს სიხშირის კარგ მახასიათებლებს (შეწყვეტის სიხშირე - 1 გჰც-მდე).
- ზვავის დიოდები ხასიათდება მაღალი მგრძნობელობით, მაღალი მომატებით და მაღალი სიჩქარით, თუმცა მათ გამოყენებას აფერხებს სირთულე, მაღალი ღირებულება, მაღალი ოპერაციული ძაბვები, ძაბვების და ტემპერატურის სტაბილიზაციის აუცილებლობა და მუშაობა მხოლოდ სუსტი სიგნალის გაძლიერების რეჟიმში.
- ბოჭკოვანი სისტემების ზოგიერთი კრიტიკული სფეროა ბოჭკოვანი ნაერთები და კონექტორები. კონექტორში სინათლის დაკარგვაა 10-20%. შედარებისთვის: შედუღების ბოჭკოები იწვევს ზარალს არაუმეტეს 1-2%.
- ოპტიკური კაბელისთვის განკუთვნილი ჯვარი არის მაღალი სიმკვრივის ჯვარი, ე.ი. დაკავშირებული წყვილების რაოდენობა ერთეულ ფართობზე აღემატება წინა სისტემებს (მაგალითად, ციფრული დატკეპნის სისტემები).
- ტალღის გაყოფის მულტიპლექსირება -
5.2 სხვაობა მოგზაურობის დროის ლიმიტებში
საკომუნიკაციო ხაზის სიმძლავრე
ოპტიმისტური პროგნოზები ოპტიკური კაბელებისა და კომუნიკაციების უზარმაზარი სიმძლავრის შესახებ, რომელიც აღნიშნულია § 4.1-ში, ემყარება იმ მოსაზრებას, რომ გადაცემული სიგნალის გამტარუნარიანობა ყოველთვის უნდა იყოს გარკვეულწილად ნაკლები, ვიდრე თავად გადამზიდავი სიხშირე.
შუშის ბოჭკოს ტევადობა შეუზღუდავი არ არის.
იმპულსების თანმიმდევრობის სახით სატელეფონო საუბრის გადასაცემად საჭიროა დიდი რაოდენობით (კონკრეტულად 64000) ორობითი სიმბოლო წამში (64000 bps ან 64 kbps). მიკროფონის განუწყვეტლივ ცვალებადი დენი ორობით სიგნალად გადასაყვანად, ჯერ უნდა მოხდეს მისი რეპროდუცირება იმპულსების გამოყენებით. ნაპოვნი ამპლიტუდის მნიშვნელობები ახლა წარმოდგენილი იქნება როგორც ორობითი რიცხვი და გაიგზავნება როგორც ორობითი სიგნალი პულსის ორ აფეთქებას შორის. მიმღების მხარეს, იგივე ინვერსიული კონვერტაცია მოჰყვება. უფრო მაღალი ხარისხის სიგნალის გადასაცემად აუცილებელია მიკროფონის დენის მინიმუმ 256 ამპლიტუდის მნიშვნელობების გამოყოფა. ამიტომ, რვა კოდიანი სისტემა (8 ორობითი სიმბოლო თითო კოდური სიტყვა) საჭიროა თითოეული პულსის მნიშვნელობისთვის. ერთი მოძრავი სატელევიზიო სურათის გადასაცემად საჭიროა გადაცემის სიჩქარე 80 მილიონი ბიტი წამში (80 Mbps).
როგორც გამტარუნარიანობახაზი - იქნება სპილენძისგან დამზადებული თუ მინისგან - მიღებულია სიგნალის გადაცემის ყველაზე მაღალი სიჩქარე ამ ხაზით, რომელიც იზომება ბიტებში წამში (ბიტი არის ორობითი ციფრი).
ორობითი ინფორმაციის ერთეული შეიძლება უხეშად გარდაიქმნას შესაბამის სიხშირის გამტარობად, როგორც ეს ჩვეულებრივ კეთდება ანალოგური გადაცემის ტექნოლოგიაში სიგნალების ან კაბელების მახასიათებლების მითითებისთვის. ვინაიდან ინფორმაციის გადაცემა 2 bps-ზე თეორიულად მოითხოვს გამტარუნარიანობას მინიმუმ 1 Hz (პრაქტიკულად დაახლოებით 1.6 Hz), ჩვენ შეგვიძლია დავაახლოოთ სიგნალის გადაცემის სიჩქარე ან გამტარობა ბიტებში წამში და შესაბამისი გამტარობა ჰერცში.
მაგალითისთვის ავიღოთ ორობითი კოდირებული სატელეფონო სიგნალი. ამ თანმიმდევრობის თითოეული სიგნალი (დენის ან სინათლის ერთი პულსი) არ უნდა იყოს 1/64000 წმ-ზე მეტი, რათა ხელი არ შეუშალოს შემდგომ სიგნალებს. ხაზის სიმძლავრე ფუნდამენტურად უფრო მაღალია, რაც უფრო მოკლეა იმპულსების გადაცემა მასზე.
ანალოგიურად, არსებობს შეზღუდვები სინათლის სახელმძღვანელოსთვის. მისი მოქმედების პრინციპი ადრე იყო ნახსენები: სინათლე ვრცელდება ზიგზაგურად შუქგამტარ ბირთვში, კედლებიდან მთლიანი შიდა არეკვლის გამო, რომლის გარე მხარე მიმდებარეა დაბალი რეფრაქციული ინდექსის მქონე გარემოსთან - მოპირკეთებასთან. ეს მთლიანი ანარეკლიექვემდებარება ერთ პირობას. სინათლის სხივსა და სინათლის სახელმძღვანელოს ოპტიკურ ღერძს შორის კუთხე არ უნდა აღემატებოდეს მთლიანი შიდა ასახვის მაქსიმალურ კუთხეს. იგი განისაზღვრება რეფრაქციული მაჩვენებლების თანაფარდობით ბირთვში და მოპირკეთებაში 
:
შეიძლება უპირატესობა მიანიჭოს ბოჭკოებს უფრო დიდი რეფრაქციული ინდექსის სხვაობით, რადგან მას აშკარად შეუძლია მიიღოს და გადასცეს მეტი შუქი ემისიის უფრო დიდი კუთხით წყაროდან. ეს უპირატესობა ნამდვილად გადამწყვეტი იქნებოდა, თუ მოთხოვნები იქნებოდა მხოლოდ ოპტიკური ბოჭკოს მაქსიმალური გამტარუნარიანობა.
5.3 ბოჭკოვანი ტევადობა
იგი განსხვავდება ერთრეჟიმიან (მონომოდურ) და მრავალმოდურ ბოჭკოებში (უფრო ერთრეჟიმიან ბოჭკოებში მათი ღეროების სისქის გამო). გამომავალი სიგნალის ელემენტების დროის დისპერსიას, რომელიც გამოწვეულია სინათლის სახელმძღვანელოში სხვადასხვა ბილიკის სიგრძით და, შედეგად, ენერგიის ნაწილის გაფანტვა სინათლის სახელმძღვანელოს გამოსავალზე, ეწოდება რეჟიმის დისპერსია. სამწუხაროდ, ეს არ არის გამტარუნარიანობის შეზღუდვის ერთადერთი მიზეზი. ასევე აუცილებელია მასალის დისპერსიის ე.წ. იგი მდგომარეობს იმაში, რომ სინათლის სახელმძღვანელო ღეროს რეფრაქციული ინდექსი დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. გრძელი ტალღის სიგრძის წითელი სხივები ნაკლებად იხრება, ვიდრე მოკლე ტალღის სიგრძის ლურჯი სხივები. ეს ეფექტი არ იქნება მნიშვნელოვანი სინათლის საკომუნიკაციო ტექნოლოგიებისთვის, თუ გამოყენებული წყაროები ასხივებენ მხოლოდ ერთი ტალღის სიგრძის შუქს. სამწუხაროდ, ეს არ ხდება. მიუხედავად იმისა, რომ ნახევარგამტარული ლაზერის სპექტრული სიგანე შედარებით ვიწროა, ის ასხივებს შუქს რამდენიმე ნანომეტრის სიგანის ტალღის სიგრძის დიაპაზონში. სინათლის გამოსხივების დიოდი ამ მხრივ მნიშვნელოვნად აღემატება - დაახლოებით 30 - 40 ნმ. ამ ზოლის შეზღუდვა შეუძლებელია ენერგიის დაკარგვის გარეშე. რადიაციის ეს განსხვავებული სპექტრული კომპონენტებია, რომლებიც გადიან სინათლის სახელმძღვანელოს სხვადასხვა სიჩქარით 
, რაც, რა თქმა უნდა, იწვევს პულსის გაფართოებას და ზღუდავს ბოჭკოს გამტარუნარიანობას.
ბოჭკოში საფეხურის ინდექსის პროფილით, რეჟიმის დისპერსია ჭარბობს ღერძულ და სასაზღვრო სხივებს შორის მოგზაურობის დროში დიდი სხვაობის გამო. გრადიენტულ ბოჭკოში, ოპტიმალური რეფრაქციული ინდექსის პროფილით, ორივე დისპერსია ხდება დაახლოებით თანაბარი. ამის საპირისპიროდ, მონომოდური ბოჭკოში, რეჟიმის დისპერსია არ არის მნიშვნელოვანი და მხოლოდ მატერიალური დისპერსია განსაზღვრავს გადაცემის შესრულებას.
და მესამე ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს გადაცემის ხარისხზე, არის ტალღის დისპერსია. ეს ხდება მხოლოდ მონომოდურ ბოჭკოებში, კერძოდ იმიტომ, რომ ერთადერთი რეჟიმი, რომელსაც შეუძლია გავრცელება, აქვს გავრცელების სიჩქარე, რომელიც დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე.
მატერიალური დისპერსიის მიზეზებისა და გავლენის ანალიზმა გადაცემის მახასიათებლებზე შესაძლებელი გახადა დასკვნების გამოტანა, რომლებიც განსაკუთრებულ ინტერესს იწვევს პრაქტიკისთვის და აქვს გადამწყვეტი გავლენა სინათლის სახელმძღვანელო ტექნოლოგიის შემდგომ განვითარებაზე. უპირველეს ყოვლისა, აღმოჩნდა, რომ მასალის დისპერსიით გამოწვეული პულსის გაფართოება დიდწილად განისაზღვრება მოცემული სინათლის გამტარი მასალის ტალღის სიგრძის დამოკიდებულებით. თუ ასეთი დამოკიდებულების გრაფიკზე არის მონაკვეთი, სადაც მრუდი ნულისკენ მიისწრაფვის, მაშინ ამ ტალღის სიგრძეზე შეიძლება ველოდოთ პულსის მინიმალურ გაფართოებას და უგულებელვყოთ მასალის დისპერსიის გავლენა.
მართლაც, ასეთი წერტილი შეიძლება მოიძებნოს გარდატეხის ინდექსის პროფილის მოსახვევებზე, მაგალითად, კვარცის მინისთვის 
. ეს ნიშნავს, რომ თუ ვიწროზოლიანი სინათლის წყაროებს შორის არის ისეთებიც, რომლებისთვისაც მასალის დისპერსია ნულის ტოლია, მაშინ, შესაბამისად, გამტარუნარიანობა იღებს მაქსიმალურ მნიშვნელობას.
მასალის დისპერსიის მნიშვნელობებზე დაყრდნობით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ პულსის გაფართოება სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე და აქედან გადაცემის სიჩქარე ლაზერისთვის (სპექტრული სიგანე დაახლოებით 2 ნმ) და სინათლის გამოსხივების დიოდისთვის (სპექტრული სიგანე დაახლოებით 40 ნმ). ამ ტალღის სიგრძის რეგიონში სინათლის გამოსხივების დიოდისთვისაც კი მოსალოდნელია გადაცემის სიჩქარე 1 გბიტ/წმ-ზე მეტი კმ-ზე. ლაზერებისთვის 1 კმ-ზე 1,4 გბიტი/წმ მნიშვნელობა იქნა მიღებული ექსპერიმენტულად! ნათელია, რომ ოპტიკური ბოჭკოების ნულოვანი დისპერსიის ტალღის სიგრძის ეს რეგიონი დიდ ინტერესს იწვევს.
ახლად ნახსენები გადაცემის მახასიათებლები რეალურია და მიუთითებს ტექნიკურ შესაძლებლობებზე, რომლებიც არსებობს მარტივ მულტიმოდურ ბოჭკოებში და დღესაც არ არის ამოწურული. ამასთან, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ გადაცემის ასეთი მაღალი სიჩქარის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ სინათლის გამოსხივების დიოდის ოპტიმალური პარამეტრების უზრუნველყოფით გარკვეული ტალღის სიგრძეზე, რაც ქმნის უარეს გადაცემის პირობებს სხვა ტალღის სიგრძეებისთვის. გარდა ამისა, აუცილებელია შევინარჩუნოთ ძალიან მცირე ტოლერანტობა სინათლის გიდის წარმოებისას, რათა უზრუნველყოფილ იქნას საჭირო რეფრაქციული ინდექსის პროფილი, რაც უდავოდ ზრდის სინათლის გიდის ღირებულებას.
ზემოაღნიშნული მოსაზრებებიც საინტერესო და მნიშვნელოვანია: ნებისმიერ შემთხვევაში, მაქსიმალური გამტარუნარიანობის ბოჭკოების შექმნა შეუძლებელია. უმრავლესობისთვის, ბოჭკოს გამტარუნარიანობა საკმარისია. ამ შემთხვევაში, შესაძლებელი გახდება უფრო მარტივი ელექტრული კონექტორების გამოყენება და უფრო დიდი ეფექტურობის მიღება დაკავშირებისას და ა.შ.
5.4 ოპტიკური კაბელები, მათი დიზაინი და თვისებები
ერთი ორსადენიანი წრე, ერთი კოაქსიალური წყვილი, იშვიათი მოვლენაა ელექტრო საკომუნიკაციო ტექნოლოგიაში. როგორც წესი, ელექტრო კაბელი შედგება რამდენიმე წყვილისგან. გენერალური ჯავშანი იცავს მათ სხვადასხვა სახის გარემოზე გავლენისგან - მღრღნელების დაზიანებისგან, ტენიანობის და მექანიკური გავლენისგან.
სინათლის გზამკვლევი, როგორც ელექტროგამტარი, გარდა იმისა, რომ გამოიყენება როგორც სინათლის ერთი გამტარი, შედის ოპტიკურ კაბელში და ექვემდებარება ელექტრული კაბელების მსგავსი მოთხოვნების შესაბამისად.
თუმცა, ელექტრული გამტარები და ოპტიკური ბოჭკოები იმდენად განსხვავებულია, რომ გასაკვირი იქნებოდა, თუ ელექტრო და ოპტიკური კაბელები არ განსხვავდებოდნენ ერთმანეთისგან დიზაინით, ინსტალაციის მეთოდებით, განლაგებით და ექსპლუატაციით. ამავდროულად, არსებობს წვრილი გამტარების მექანიკური დაცვის მრავალწლიანი გამოცდილება (სპილენძის მავთულები მილიმეტრის მეათედი სისქის საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება), რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მგრძნობიარე მინის ბოჭკოების დასაცავად.
რაც შეეხება განსხვავებას სინათლის გამტარებსა და სპილენძის გამტარებს შორის, აუცილებელია დავასახელოთ ის ძირითადი თვისება, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის დასახელებული: სინათლის სახელმძღვანელოს აბსოლუტური უგრძნობლობა ჩარევის მიმართ. ელექტროდა მაგნიტური ველები. აქ შეიძლება ითქვას, რომ ელექტრული კაბელების დაცვა გარე ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან დასაცავად აბსოლუტურად არასაჭიროა ოპტიკურ კაბელებში.
მთავარ როლს, რა თქმა უნდა, თავად მასალა - მინა ასრულებს, რომელიც ახლა ძვირფასი ფერადი ლითონის - სპილენძის შემცვლელად მოქმედებს. ეს შემცვლელი მასალაიწვევს დიდ ეკონომიკურ მოგებას. მსოფლიოში სპილენძის მარაგი მუდმივად მცირდება, ფასები კი იზრდება. ზოგიერთი პროგნოზით, საუკუნის ბოლოსთვის დღეს ცნობილი ხმელეთზე არსებული საბადოები ამოიწურება. მინის ოპტიკური ბოჭკოების ძირითადი მასალა, კვარცის ქვიშა, ხელმისაწვდომია დიდი რაოდენობით. საკომუნიკაციო ტექნოლოგიაში, რამდენიმე კილოგრამი სპილენძი შეიძლება შეიცვალოს 1 გრამი მაღალი სისუფთავის მინით, თუ საბაზო კაბელის იგივე სიმძლავრე იქნება მიღებული.
ეს თანაფარდობა იწვევს კიდევ ერთ უპირატესობას: ოპტიკური კაბელები უფრო ადვილიაელექტრო. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია მაღალი გამტარუნარიანობის კაბელებში, ბოჭკოს მცირე დიამეტრის გამო. ნათელია, რომ ორივე ეს თვისება არის უშუალო უპირატესობა ბევრ აპლიკაციაში.
და ბოლოს, უნდა აღინიშნოს გადამცემისა და მიმღების გალვანური იზოლაციის ფაქტორი. ოპტიკურ სისტემაში ისინი ელექტრულად მთლიანად იზოლირებულია ერთმანეთისგან და მრავალი პრობლემა, რომელიც დაკავშირებულია დამიწებასთან და პოტენციალის მოცილებასთან, რაც აქამდე წარმოიქმნა ელექტრული კაბელების შეერთებისას, აღარ მოქმედებს.
ამ სასარგებლო პარამეტრებთან ერთად, რა თქმა უნდა, აუცილებელია სხვათა დასახელება, რომლებშიც ოპტიკური ბოჭკოები ჩამორჩება სპილენძს და რომლებიც კაბელის დიზაინერმა უნდა გაითვალისწინოს.
ეს არის პირველ რიგში მგრძნობელობადაუცველი ბოჭკოვანი წყლის ორთქლამდე. ეს კრიტიკული თვისება ძალიან სწრაფად იქნა აღმოჩენილი, მაგრამ ასევე იქნა აღმოჩენილი საპირისპირო ღონისძიება: პირდაპირ ბოჭკოების დახატვის პროცესში სინათლის სახელმძღვანელოს დაფარვა დამცავი ფილმით რამდენიმე მიკრომეტრის სისქით.
ეს დამცავი გარსი, რომელიც ძირითადად შედგება პოლიმერისგან, მთლიანად იცავს სინათლის სახელმძღვანელოს. ის ასევე ზრდის სინათლის სახელმძღვანელოს მექანიკურ სიმტკიცეს და მის ელასტიურობას. გარდა ამისა, არახელსაყრელ გარემო პირობებში უზრუნველყოფილია პარამეტრების თანმიმდევრულობა; დამცავი გარსის გარეშე, ისინი მცირდება რამდენიმე საათში ან დღეში.
მექანიკური დაჭიმვის სიმტკიცერადგან ბოჭკოვანი საკმაოდ მაღალია და შეესაბამება ფოლადის სიმტკიცეს. თუმცა, მინა მყიფეა; მაგრამ ეს მინუსიც შედარებითია: მინაბოჭკოვანი, რომელიც აღჭურვილია ზემოაღნიშნული თხელი დამცავი ფენით, ადვილად შეიძლება შემოიხვიოს თითზე, ზოგიერთი ჯიშის კი თხელ ფანქარზე. შუშის ამ ტიპიური თვისებიდან გამომდინარე, რა თქმა უნდა, აუცილებელია დამცავი ზომების მიღება იმ შემთხვევებში, როდესაც რამდენიმე ოპტიკური ბოჭკო გაერთიანებულია ერთ კაბელში, რომელიც შემდგომში მოხრილდება და იგრიხება. ეს ხდება დოლზე დახვევის დროს და დაგების დროს. კაბელის დიზაინი უნდა იყოს ისეთი, რომ აღმოფხვრას სინათლის სახელმძღვანელოს მექანიკური გადატვირთვა. მაგრამ არა მხოლოდ ბოჭკოების განადგურება საშიშია, არამედ მიკრობირებაც. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც სინათლის გამტარი ბოჭკოები დევს უხეშ ზედაპირზე დაჭიმვის ძალის ქვეშ და შეიძლება გამოიწვიოს სინათლის დამატებითი დაკარგვა. ეს ფენომენი შეიძლება დაფიქსირდეს საჩვენებელ ექსპერიმენტში, როდესაც ხილული სინათლე, მაგალითად, He-Ne ლაზერიდან, მიეწოდება სინათლის გამტარ ბოჭკოს ჭრილობას მჭიდროდ, შემობრუნებისკენ, დოლზე. მთელი ბარაბანი ასხივებს კაშკაშა წითელ შუქს, რაც მიუთითებს სინათლის დაკარგვაზე, რომელიც გამოწვეულია მიკროდახრის შედეგად.
ბოჭკოებზე მექანიკური სტრესის შესამცირებლად, სცადეს მრავალი გამოსავალი. კაბელის განივი მონაკვეთში თავისუფლად იდება ცალკეული გამტარები; კაბელის წარმოების პროცესში, დარწმუნდით, რომ ბოჭკოები ოდნავ გრძელია ვიდრე კაბელი. ფიგურაში ნაჩვენებია კონცენტრული დიზაინი; ამ შემთხვევაში, სინათლის გიდები თავისუფლად დევს თხელ მოქნილ მილებში ან მათზე გამოიყენება ფოროვანი იზოლაცია.
როცა ყოყმანობს გარემო ტემპერატურამექანიკური ძალები, რომლებიც მოქმედებს სინათლის სახელმძღვანელოზე, მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული კაბელის დიზაინზე. ერთადერთი სუსტი წერტილი, როგორც ჩანს, არის საფეხურის ინდექსის ბოჭკოების მოპირკეთება. მისი რეფრაქციული ინდექსი, რომელიც მხოლოდ ოდნავ ნაკლებია ბირთვის რეფრაქციულ ინდექსზე, შეიძლება არახელსაყრელ შემთხვევებში გაიზარდოს დაბალ ტემპერატურაზე, რაც არღვევს მთლიანი შიდა ასახვის პირობებს და, შესაბამისად, გამოჩნდება დამატებითი რადიაციული დანაკარგები.
Ოპტიკური ბოჭკოები...ოპერაცია ბოჭკოვანი-ოპტიკური ხაზები კომუნიკაციებიჰაერში ხაზებიდენის გადაცემა...
კურსისთვის ლაბორატორიული სამუშაოების დაყენება ბოჭკოვანი-ოპტიკურისისტემები კომუნიკაციები
რეზიუმე >> მრეწველობა, წარმოებაI.I.. Ბოჭკოვანი-ოპტიკური ხაზები კომუნიკაციები. -მ.: რადიო და კავშირი, 1990 –224 გვ. მმ. ბუტუსოვი, ს.მ. ვერნიკი, ს.ლ. ბალკინი და სხვები. Ბოჭკოვანი-ოპტიკურიგადაცემის სისტემები. -მ.: რადიო და კავშირი ...
Ბოჭკოვანი-ოპტიკურისენსორები
რეზიუმე >> კომუნიკაციები და კომუნიკაციებიინფორმაცია. არის თანმიმდევრული ე.წ ბოჭკოვანი-ოპტიკური ხაზები კომუნიკაციები, სადაც მხოლოდ ერთი რეჟიმია შესაფერისი... თანმიმდევრულად ხაზები კომუნიკაციებიარაპრაქტიკული, რამაც წინასწარ განსაზღვრა გამოყენება ასეთში ხაზებიმხოლოდ ერთი რეჟიმი ოპტიკური ბოჭკოები. Წინააღმდეგ, ...
სამარას რეგიონის ზონალური ქსელის მოდერნიზაცია ეფუძნება ბოჭკოვანი-ოპტიკა ხაზებიგადაცემათა კოლოფი
დისერტაცია >> კომუნიკაციები და კომუნიკაციებიდა. ივანოვა. – მ.: რადიო და კავშირი, 1994. – 224გვ. სამშენებლო და ტექნიკური ექსპლუატაცია ბოჭკოვანი-ოპტიკური ხაზები კომუნიკაციები/ ვ.ა. ანდრეევი, ვ.ა. ბურდინი, ბ.ვ. პოპოვი...
ოპტიკა ხსნის დიდ შესაძლებლობებს, სადაც საჭიროა მაღალსიჩქარიანი კომუნიკაციები მაღალი გამტარუნარიანობით. ეს არის კარგად დადასტურებული, გასაგები და მოსახერხებელი ტექნოლოგია. აუდიო-ვიზუალურ სფეროში ის ხსნის ახალ პერსპექტივებს და იძლევა გადაწყვეტილებებს, რომლებიც მიუწვდომელია სხვა მეთოდებით. ოპტიკამ შეაღწია ყველა ძირითად სფეროში - სათვალთვალო სისტემებში, საკონტროლო ოთახებში და სიტუაციურ ცენტრებში, სამხედრო და სამედიცინო დაწესებულებებში და ექსტრემალური საოპერაციო პირობების მქონე ადგილებში. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები უზრუნველყოფს კონფიდენციალური ინფორმაციის დაცვის მაღალ ხარისხს და იძლევა არაკომპრესირებული მონაცემების გადაცემას, როგორიცაა მაღალი გარჩევადობის გრაფიკა და ვიდეო პიქსელის სიზუსტით. ახალი სტანდარტები და ტექნოლოგიები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზებისთვის. არის თუ არა ბოჭკოვანი SCS-ის (სტრუქტურირებული საკაბელო სისტემების) მომავალი? ჩვენ ვაშენებთ საწარმოთა ქსელს.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი (აკა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი) კაბელი- ეს არის ფუნდამენტურად განსხვავებული ტიპის კაბელი, განხილული ორი ტიპის ელექტრო ან სპილენძის კაბელთან შედარებით. მასზე ინფორმაცია გადადის არა ელექტრული სიგნალით, არამედ მსუბუქი. მისი მთავარი ელემენტია გამჭვირვალე ბოჭკოვანი მინა, რომლის მეშვეობითაც სინათლე გადის უზარმაზარ დისტანციებზე (ათეულ კილომეტრამდე) უმნიშვნელო შესუსტებით.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის სტრუქტურა ძალიან მარტივიადა მსგავსია კოაქსიალური ელექტრული კაბელის სტრუქტურისა (ნახ. 1). მხოლოდ ცენტრალური სპილენძის მავთულის ნაცვლად აქ გამოიყენება თხელი (დაახლოებით 1 - 10 მიკრონი დიამეტრის) მინის ბოჭკოვანი, ხოლო შიდა იზოლაციის ნაცვლად გამოიყენება მინის ან პლასტმასის გარსი, რომელიც არ აძლევს შუქს მინაბოჭკოვანი მინის მიღმა გაქცევის საშუალებას. ამ შემთხვევაში, საუბარია სინათლის ეგრეთ წოდებული მთლიანი შიდა ასახვის რეჟიმზე ორი ნივთიერების საზღვრიდან სხვადასხვა რეფრაქციული მაჩვენებლით (მინის გარსს აქვს გაცილებით დაბალი გარდატეხის ინდექსი, ვიდრე ცენტრალურ ბოჭკოს). კაბელზე, როგორც წესი, არ არის ლითონის ლენტები, რადგან გარე ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან დაცვა არ არის საჭირო. თუმცა, ზოგჯერ მას მაინც იყენებენ გარემოსგან მექანიკური დაცვისთვის (ასეთ კაბელს ზოგჯერ ჯავშან კაბელს უწოდებენ; მას შეუძლია რამდენიმე ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გაერთიანება ერთი გარსის ქვეშ).
ოპტიკურ ბოჭკოვან კაბელს აქვს განსაკუთრებული შესრულებახმაურის იმუნიტეტისა და გადაცემული ინფორმაციის საიდუმლოების შესახებ. პრინციპში, გარე ელექტრომაგნიტურ ჩარევას არ შეუძლია სინათლის სიგნალის დამახინჯება და თავად სიგნალი არ წარმოქმნის გარე ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას. ქსელის არასანქცირებული მოსმენისთვის ამ ტიპის კაბელთან დაკავშირება თითქმის შეუძლებელია, რადგან ეს ზიანს აყენებს კაბელის მთლიანობას. ასეთი კაბელის თეორიულად შესაძლო გამტარუნარიანობა აღწევს 1012 ჰც-ს, ანუ 1000 გჰც-ს, რაც შეუდარებლად აღემატება ელექტრო კაბელებს. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის ღირებულება მუდმივად ეცემა და ახლა დაახლოებით იგივეა, რაც თხელი კოაქსიალური კაბელის ღირებულება.
ტიპიური სიგნალის შესუსტება ოპტიკურ ბოჭკოვან კაბელებშილოკალურ ქსელებში გამოყენებულ სიხშირეებზე მერყეობს 5-დან 20 დბ/კმ-მდე, რაც დაახლოებით შეესაბამება ელექტრული კაბელების მუშაობას დაბალ სიხშირეებზე. მაგრამ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის შემთხვევაში, გადაცემული სიგნალის სიხშირის მატებასთან ერთად, შესუსტება იზრდება ძალიან მცირედ, ხოლო მაღალ სიხშირეებზე (განსაკუთრებით 200 MHz-ზე მეტი), მისი უპირატესობა ელექტრო კაბელთან შედარებით უდაოა კონკურენტები.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზები (FOCL) შესაძლებელს ხდის ანალოგური და ციფრული სიგნალების გადაცემას დიდ მანძილზე, ზოგიერთ შემთხვევაში ათეულ კილომეტრზე. ისინი ასევე გამოიყენება უფრო მცირე, უფრო "კონტროლირებად" დისტანციებზე, როგორიცაა შენობების შიგნით. SCS (სტრუქტურირებული საკაბელო სისტემები) საწარმოს ქსელის მშენებლობისთვის გადაწყვეტილებების მაგალითები აქ არის: საწარმოს ქსელის აგება: SCS სამშენებლო დიაგრამა - ჰორიზონტალური ოპტიკა. , საწარმოს ქსელის მშენებლობა: SCS სამშენებლო სქემა - ცენტრალიზებული ოპტიკური საკაბელო სისტემა. , საწარმოს ქსელის მშენებლობა: SCS სამშენებლო სქემა - ზონის ოპტიკური საკაბელო სისტემა.
ოპტიკის უპირატესობები კარგად არის ცნობილი: ხმაურის და ჩარევისადმი იმუნიტეტი, მცირე დიამეტრის კაბელები უზარმაზარი გამტარუნარიანობით, გატეხვისა და ინფორმაციის ჩაჭრის წინააღმდეგობა, გამეორებებისა და გამაძლიერებლების არ საჭიროება და ა.შ.
ოდესღაც იყო პრობლემები ოპტიკური ხაზების შეწყვეტასთან დაკავშირებით, მაგრამ დღეს ისინი დიდწილად მოგვარებულია, ამიტომ ამ ტექნოლოგიასთან მუშაობა ბევრად უფრო ადვილი გახდა. თუმცა, არსებობს მთელი რიგი საკითხები, რომლებიც უნდა განიხილებოდეს მხოლოდ განაცხადის სფეროების კონტექსტში. როგორც სპილენძის ან რადიო გადაცემის შემთხვევაში, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის ხარისხი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად შეესაბამება გადამცემის გამომავალი სიგნალი და მიმღების შეყვანის ეტაპი. არასწორი სიგნალის სიმძლავრის სპეციფიკაცია იწვევს გადაცემის ბიტის შეცდომის სიხშირის გაზრდას; ძალიან დიდი სიმძლავრე და მიმღების გამაძლიერებელი "გაჯერებულია", ძალიან ცოტაა და ხმაურის პრობლემა ჩნდება, რადგან ის იწყებს სასარგებლო სიგნალის ჩარევას. აქ მოცემულია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზის ორი ყველაზე კრიტიკული პარამეტრი: გადამცემის გამომავალი სიმძლავრე და გადაცემის დანაკარგები - შესუსტება ოპტიკურ კაბელში, რომელიც აკავშირებს გადამცემსა და მიმღებს.
არსებობს ორი განსხვავებული ტიპის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი:
* მულტიმოდური ან მულტიმოდური კაბელი, უფრო იაფი, მაგრამ დაბალი ხარისხის;
* ერთრეჟიმიანი კაბელი, უფრო ძვირი, მაგრამ აქვს უკეთესი მახასიათებლები პირველთან შედარებით.
კაბელის ტიპი განსაზღვრავს გავრცელების რეჟიმების რაოდენობას, ანუ „ბილიკებს“, რომლებსაც შუქი ატარებს კაბელში.
მულტიმოდური კაბელი, ყველაზე ხშირად გამოიყენება მცირე სამრეწველო, საცხოვრებელ და კომერციულ პროექტებში, აქვს ყველაზე მაღალი შესუსტების კოეფიციენტი და მუშაობს მხოლოდ მცირე დისტანციებზე. ძველი ტიპის კაბელი, 62.5/125 (ეს რიცხვები ახასიათებს ბოჭკოს შიდა/გარე დიამეტრს მიკრონი), რომელსაც ხშირად უწოდებენ "OM1", აქვს შეზღუდული გამტარუნარიანობა და გამოიყენება მონაცემების გადასაცემად 200 Mbps სიჩქარით.
ცოტა ხნის წინ დაინერგა 50/125 "OM2" და "OM3" კაბელები, რომლებიც გვთავაზობენ 1 გბიტ/წმ სიჩქარეს 500 მ-მდე და 10 გბიტ/წმ დისტანციებზე 300 მ-მდე.
ერთმოდური კაბელიგამოიყენება მაღალსიჩქარიან კავშირებში (10 გბიტ/წმ-ზე მეტი) ან დიდ დისტანციებზე (30 კმ-მდე). აუდიო და ვიდეო გადაცემისთვის ყველაზე შესაფერისია "OM2" კაბელის გამოყენება.
Rainer Steil, Extron Europe-ის მარკეტინგის ვიცე-პრეზიდენტი, აღნიშნავს, რომ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები უფრო ხელმისაწვდომი გახდა და სულ უფრო ხშირად გამოიყენება შენობების შიგნით ქსელებისთვის, რაც იწვევს ოპტიკურ ტექნოლოგიებზე დაფუძნებული AV სისტემების გამოყენების ზრდას. Steil ამბობს: „ინტეგრაციის თვალსაზრისით, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები დღეს უკვე გვთავაზობს რამდენიმე ძირითად უპირატესობას.
მსგავსი სპილენძის საკაბელო ინფრასტრუქტურასთან შედარებით, ოპტიკა საშუალებას იძლევა ერთდროულად გამოიყენოთ როგორც ანალოგური, ასევე ციფრული ვიდეო სიგნალები, რაც უზრუნველყოფს ერთიან სისტემურ გადაწყვეტას არსებულ და მომავალ ვიდეო ფორმატებთან მუშაობისთვის.
გარდა ამისა, იმიტომ ოპტიკა გთავაზობთ ძალიან მაღალ გამტარუნარიანობას, იგივე კაბელი მომავალში უფრო მაღალი გარჩევადობით იმუშავებს. FOCL ადვილად ეგუება ახალ სტანდარტებსა და ფორმატებს, რომლებიც წარმოიქმნება AV ტექნოლოგიების განვითარების პროცესში.
დარგის კიდევ ერთი აღიარებული ექსპერტია ჯიმ ჰეისი, ამერიკის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ასოციაციის პრეზიდენტი, რომელიც დაარსდა 1995 წელს და ხელს უწყობს პროფესიონალიზმს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი დარგში და ჰყავს 27000-ზე მეტი კვალიფიციური ოპტიკური ინსტალაციის პროფესიონალი. ის ამბობს შემდეგს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების მზარდი პოპულარობის შესახებ: „სარგებელი არის ინსტალაციის სიჩქარე და კომპონენტების დაბალი ღირებულება. ოპტიკის გამოყენება ტელეკომუნიკაციებში იზრდება, განსაკუთრებით Fiber-to-the-home* (FTTH) სისტემებში. უკაბელო ჩართულია, და უსაფრთხოების სფეროში (სათვალთვალო კამერები).
როგორც ჩანს, FTTH სეგმენტი უფრო სწრაფად იზრდება, ვიდრე ყველა განვითარებული ქვეყნის სხვა ბაზრებზე. აქ, აშშ-ში, ოპტიკურ ბოჭკოზეა აგებული საგზაო მოძრაობის კონტროლის ქსელები, მუნიციპალური სამსახურები (ადმინისტრაცია, მეხანძრეები, პოლიცია) და საგანმანათლებლო დაწესებულებები (სკოლები, ბიბლიოთეკები).
ინტერნეტის მომხმარებელთა რიცხვი იზრდება - და ჩვენ სწრაფად ვაშენებთ მონაცემთა დამუშავების ახალ ცენტრებს (DPC), რომელთა ურთიერთდაკავშირებისთვის გამოიყენება ოპტიკური ბოჭკო. მართლაც, სიგნალების გადაცემისას 10 გბიტი/წმ სიჩქარით, ხარჯები "სპილენძის" ხაზების მსგავსია, მაგრამ ოპტიკა მნიშვნელოვნად ნაკლებ ენერგიას მოიხმარს. მრავალი წლის განმავლობაში, ბოჭკოვანი და სპილენძის დამცველები ებრძოდნენ ერთმანეთს კორპორატიულ ქსელებში პრიორიტეტისთვის. Დროის დაკარგვა!
დღეს WiFi კავშირი იმდენად კარგი გახდა, რომ ნეტბუქების, ლეპტოპების და iPhone-ების მომხმარებლებმა უპირატესობა მობილურობას მიანიჭეს. ახლა კი კორპორატიულ ლოკალურ ქსელებში ოპტიკა გამოიყენება უსადენო წვდომის წერტილებით გადართვისთვის“.
მართლაც, ოპტიკაზე აპლიკაციების რაოდენობა იზრდება, ძირითადად სპილენძთან შედარებით ზემოაღნიშნული უპირატესობების გამო.
ოპტიკამ შეაღწია ყველა ძირითად სფეროში - სათვალთვალო სისტემებში, საკონტროლო ოთახებში და სიტუაციურ ცენტრებში, სამხედრო და სამედიცინო დაწესებულებებში და ექსტრემალური საოპერაციო პირობების მქონე ადგილებში. აღჭურვილობის შემცირებულმა ხარჯებმა შესაძლებელი გახადა ოპტიკური ტექნოლოგიის გამოყენება ტრადიციულად "სპილენძის" ზონებში - საკონფერენციო დარბაზებსა და სტადიონებში, საცალო და სატრანსპორტო ცენტრებში.
Extron's Rainer Steil კომენტარს აკეთებს: „ოპტიკურ-ბოჭკოვანი აღჭურვილობა ფართოდ გამოიყენება ჯანდაცვის პირობებში, მაგალითად საოპერაციო ოთახებში ადგილობრივი ვიდეო სიგნალების გადართვისთვის. ოპტიკურ სიგნალებს არაფერი აქვს საერთო ელექტროენერგიასთან, რაც იდეალურია პაციენტის უსაფრთხოებისთვის. FOCL ასევე შესანიშნავია სამედიცინო სკოლებისთვის, სადაც აუცილებელია ვიდეო სიგნალების გავრცელება რამდენიმე საოპერაციო ოთახიდან რამდენიმე კლასში, რათა სტუდენტებმა შეძლონ ოპერაციის მიმდინარეობის ყურება „პირდაპირი“ რეჟიმში.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიები ასევე უპირატესობას ანიჭებენ სამხედროებს, რადგან გადაცემული მონაცემების გარედან „წაკითხვა“ რთულია ან თუნდაც შეუძლებელი.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები უზრუნველყოფს კონფიდენციალური ინფორმაციის დაცვის მაღალ ხარისხს და იძლევა არაკომპრესირებული მონაცემების გადაცემას, როგორიცაა მაღალი გარჩევადობის გრაფიკა და ვიდეო პიქსელის სიზუსტით.
დიდ დისტანციებზე გადაცემის შესაძლებლობა ხდის ოპტიკას იდეალური ციფრული ნიშნების სისტემებისთვის დიდ სავაჭრო ცენტრებში, სადაც საკაბელო ხაზების სიგრძე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე კილომეტრს. თუ გრეხილი წყვილი კაბელისთვის მანძილი შემოიფარგლება 450 მეტრით, მაშინ ოპტიკისთვის 30 კმ ზღვარი არ არის.
როდესაც საქმე ეხება აუდიო-ვიზუალურ ინდუსტრიაში ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის გამოყენებას, პროგრესს ორი ძირითადი ფაქტორი განაპირობებს. პირველ რიგში, ეს არის IP-ზე დაფუძნებული აუდიო და ვიდეო გადაცემის სისტემების ინტენსიური განვითარება, რომელიც ეყრდნობა მაღალი გამტარუნარიანობის ქსელებს - მათთვის იდეალურია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზები.
მეორეც, ფართოდ არის გავრცელებული მოთხოვნა HD ვიდეო და HR კომპიუტერის სურათების გადასაცემად 15 მეტრზე მეტ მანძილზე - და ეს არის HDMI გადაცემის ლიმიტი სპილენძზე.
არის შემთხვევები, როდესაც ვიდეო სიგნალი უბრალოდ არ შეიძლება "გავრცელდეს" სპილენძის კაბელზე და აუცილებელია ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენება - ასეთი სიტუაციები ასტიმულირებს ახალი პროდუქტების განვითარებას. Byung Ho Park, Opticis-ის მარკეტინგის ვიცე-პრეზიდენტი, განმარტავს: „UXGA 60 Hz მონაცემთა გამტარობა და 24-ბიტიანი ფერი მოითხოვს 5 გბიტი/წმ საერთო სიჩქარეს, ანუ 1.65 გბ/წმ ფერთა არხზე. HDTV-ს აქვს ოდნავ დაბალი გამტარობა. მწარმოებლები უბიძგებენ ბაზარს, მაგრამ ბაზარი ასევე უბიძგებს მოთამაშეებს გამოიყენონ უფრო მაღალი ხარისხის სურათები. არის გარკვეული პროგრამები, რომლებიც საჭიროებენ დისპლეებს, რომლებსაც შეუძლიათ აჩვენონ 3-5 მილიონი პიქსელი ან 30-36 ბიტიანი ფერის სიღრმე. თავის მხრივ, ამას დასჭირდება გადაცემის სიჩქარე დაახლოებით 10 გბიტი/წმ.”
დღეს გადართვის აღჭურვილობის მრავალი მწარმოებელი გთავაზობთ ვიდეო გაფართოების (გაფართოების) ვერსიებს ოპტიკურ ხაზებთან მუშაობისთვის. ATEN საერთაშორისო, TRENDnet, რექსტრონი, გეფენიდა სხვები აწარმოებენ სხვადასხვა მოდელებს ვიდეო და კომპიუტერული ფორმატების სპექტრისთვის.
ამ შემთხვევაში სერვისის მონაცემები - HDCP** და EDID*** - შეიძლება გადაიცეს დამატებითი ოპტიკური ხაზის გამოყენებით, ზოგიერთ შემთხვევაში კი - ცალკე სპილენძის კაბელის მეშვეობით, რომელიც აკავშირებს გადამცემსა და მიმღებს.
ვინაიდან HD გახდა სტანდარტი სამაუწყებლო ბაზრისთვის,„სხვა ბაზრებმა, მაგალითად, ინსტალაციის ბაზრებმა, ასევე დაიწყეს კონტენტის ასლი დაცვის გამოყენება DVI და HDMI ფორმატებში“, ამბობს ჯიმ ჯაჩეტა, Multidyne-ის ინჟინერიის უფროსი ვიცე პრეზიდენტი. „ჩვენი HDMI-ONE მოწყობილობის გამოყენებით მომხმარებლებს შეუძლიათ გაგზავნონ ვიდეო სიგნალი DVD ან Blu-ray პლეერიდან მონიტორზე ან ეკრანზე, რომელიც მდებარეობს 1000 მეტრამდე. "ადრე არცერთ მულტიმოდურ მოწყობილობას არ უჭერდა მხარს HDCP ასლის დაცვას."
მათ, ვინც მუშაობს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზებით, არ უნდა დაივიწყოს ინსტალაციის კონკრეტული პრობლემები - საკაბელო შეწყვეტა. 
ამასთან დაკავშირებით, ბევრი მწარმოებელი აწარმოებს როგორც კონექტორებს, ასევე სამონტაჟო კომპლექტებს, რომლებიც მოიცავს სპეციალიზებულ ხელსაწყოებს, ასევე ქიმიურ საშუალებებს.
იმავდროულად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზის ნებისმიერი ელემენტი, იქნება ეს გაფართოების კაბელი, კონექტორი თუ საკაბელო შეერთება, უნდა შემოწმდეს სიგნალის შესუსტებაზე ოპტიკური მრიცხველის გამოყენებით - ეს აუცილებელია ენერგიის მთლიანი ბიუჯეტის შესაფასებლად (ენერგიის ბიუჯეტი, მთავარი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზის გამოთვლილი მაჩვენებელი). ბუნებრივია, შეგიძლიათ ბოჭკოვანი კაბელის კონექტორების აწყობა ხელით, „მუხლებზე“, მაგრამ ნამდვილად მაღალი ხარისხი და საიმედოობა გარანტირებულია მხოლოდ მზა, ქარხნული წარმოების „დაჭრილი“ კაბელების გამოყენებისას, რომლებიც ექვემდებარება საფუძვლიან მრავალსაფეხურიან ტესტირებას.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების უზარმაზარი გამტარუნარიანობის მიუხედავად, ბევრს ჯერ კიდევ აქვს სურვილი, რომ მეტი ინფორმაცია ერთ კაბელში „ჩამოსოს“.
აქ განვითარება მიმდინარეობს ორი მიმართულებით - სპექტრალური მულტიპლექსირება (ოპტიკური WDM), როდესაც რამდენიმე სინათლის სხივი სხვადასხვა ტალღის სიგრძით იგზავნება ერთ სინათლის სახელმძღვანელოში და მეორე - მონაცემთა სერიალიზაცია/დესერიალიზაცია (ინგლისური SerDes), როდესაც პარალელური კოდი გარდაიქმნება. სერიალი და პირიქით.
თუმცა, სპექტრის მულტიპლექსირების მოწყობილობა ძვირია რთული დიზაინისა და მინიატურული ოპტიკური კომპონენტების გამოყენების გამო, მაგრამ არ ზრდის გადაცემის სიჩქარეს. SerDes-ის აღჭურვილობაში გამოყენებული მაღალსიჩქარიანი ლოგიკური მოწყობილობები ასევე ზრდის პროექტის ღირებულებას.
გარდა ამისა, დღეს იწარმოება მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მულტიპლექსური და დემულტიპლექსის კონტროლის მონაცემები - USB ან RS232/485 - განათების მთლიანი ნაკადიდან. ამ შემთხვევაში, სინათლის ნაკადები შეიძლება გაიგზავნოს ერთი კაბელის გასწვრივ საპირისპირო მიმართულებით, თუმცა მოწყობილობების ფასი, რომლებიც ასრულებენ ამ "ხრიკებს", ჩვეულებრივ აღემატება დამატებითი სინათლის სახელმძღვანელოს ღირებულებას მონაცემების დასაბრუნებლად.
ოპტიკა ხსნის დიდ შესაძლებლობებს, სადაც საჭიროა მაღალსიჩქარიანი კომუნიკაციები მაღალი გამტარუნარიანობით. ეს არის კარგად დადასტურებული, გასაგები და მოსახერხებელი ტექნოლოგია. აუდიო-ვიზუალურ სფეროში, ის ხსნის ახალ პერსპექტივებს და იძლევა გადაწყვეტილებებს, რომლებიც მიუწვდომელია სხვა მეთოდებით. ყოველ შემთხვევაში მნიშვნელოვანი სამუშაო ძალისხმევისა და ფინანსური ხარჯების გარეშე.
აპლიკაციის ძირითადი სფეროდან გამომდინარე, ბოჭკოვანი კაბელები იყოფა ორ ძირითად ტიპად:
შიდა კაბელი:
დახურულ სივრცეებში ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების დამონტაჟებისას ჩვეულებრივ გამოიყენება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი მკვრივი ბუფერით (მღრღნელებისგან დასაცავად). გამოიყენება SCS-ის ასაგებად, როგორც მაგისტრალური ან ჰორიზონტალური კაბელი. მხარს უჭერს მონაცემთა გადაცემას მოკლე და საშუალო დისტანციებზე. იდეალურია ჰორიზონტალური კაბელისთვის.
გარე კაბელი:
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი მკვრივი ბუფერით, დაჯავშნული ფოლადის ლენტით, ტენიანობის რეზისტენტული. იგი გამოიყენება გარე დასაყენებლად გარე მაგისტრალების ქვესისტემის შექმნისას და ცალკეული შენობების დამაკავშირებლად. შეიძლება დამონტაჟდეს საკაბელო არხებში. ვარგისია მიწაში პირდაპირი მონტაჟისთვის.
გარე თვითმმართველი ბოჭკოვანი კაბელი:
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი არის თვითდაჭერილი, ფოლადის კაბელით. გამოიყენება გარე ინსტალაციისთვის სატელეფონო ქსელებში დიდ მანძილზე. მხარს უჭერს საკაბელო ტელევიზიის სიგნალის გადაცემას, ასევე მონაცემთა გადაცემას. ვარგისია საკაბელო არხებში და ოვერჰედის დანადგარებში დასაყენებლად.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების უპირატესობები:
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზებით ინფორმაციის გადაცემას მრავალი უპირატესობა აქვს სპილენძის კაბელის საშუალებით გადაცემასთან შედარებით. Vols-ის სწრაფი დანერგვა საინფორმაციო ქსელებში არის ოპტიკურ ბოჭკოში სიგნალის გავრცელების მახასიათებლებიდან გამომდინარე უპირატესობების შედეგი.
- ფართო გამტარობა - უკიდურესად მაღალი გადამზიდავი სიხშირის გამო 1014 ჰც. ეს შესაძლებელს ხდის წამში რამდენიმე ტერაბიტიანი ინფორმაციის ნაკადის გადაცემას ერთ ოპტიკურ ბოჭკოზე. მაღალი გამტარობა არის ოპტიკური ბოჭკოების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი უპირატესობა სპილენძთან ან ინფორმაციის გადაცემის სხვა საშუალებებთან შედარებით.
- სინათლის სიგნალის დაბალი შესუსტება ბოჭკოში. სამრეწველო ოპტიკურ ბოჭკოებს, რომლებიც ამჟამად წარმოებულია ადგილობრივი და უცხოელი მწარმოებლების მიერ, აქვს 0,2-0,3 დბ შესუსტება ტალღის სიგრძეზე 1,55 მიკრონი კილომეტრზე. დაბალი შესუსტება და დაბალი დისპერსია შესაძლებელს ხდის ხაზების მონაკვეთების აშენებას გადაცემის გარეშე 100 კმ-მდე ან მეტი სიგრძით.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის ხმაურის დაბალი დონე საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ გამტარობა სიგნალების სხვადასხვა მოდულაციის გადაცემით დაბალი კოდის სიჭარბით.
- მაღალი ხმაურის იმუნიტეტი. იმის გამო, რომ ბოჭკო დამზადებულია დიელექტრიკული მასალისგან, ის იმუნურია ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან მიმდებარე სპილენძის საკაბელო სისტემებისა და ელექტრული აღჭურვილობისგან, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გამოწვევა (ელექტრო ხაზები, ელექტროძრავები და ა.შ.). მრავალბოჭკოვანი კაბელები ასევე თავიდან აიცილებენ ელექტრომაგნიტური ჯვარედინის პრობლემას, რომელიც თან ახლავს მრავალწყვილი სპილენძის კაბელებს.
- დაბალი წონა და მოცულობა. ოპტიკურ ბოჭკოვან კაბელებს (FOC) აქვთ ნაკლები წონა და მოცულობა სპილენძის კაბელებთან შედარებით იმავე გამტარუნარიანობისთვის. მაგალითად, 900-წყვილიანი სატელეფონო კაბელი, რომლის დიამეტრი 7,5 სმ-ია, შეიძლება შეიცვალოს ერთი ბოჭკოთი 0,1 სმ დიამეტრით, თუ ბოჭკო არის "ჩაცმული" მრავალ დამცავ გარსში და დაფარულია ფოლადის ლენტის ჯავშნით ასეთი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იქნება 1.5 სმ, რაც რამდენჯერმე უფრო მცირეა ვიდრე სატელეფონო კაბელი.
- მაღალი უსაფრთხოება არაავტორიზებული წვდომისგან. ვინაიდან FOC პრაქტიკულად არ ასხივებს რადიოს დიაპაზონში, ძნელია მასზე გადაცემული ინფორმაციის მოსმენა მიღებისა და გადაცემის შეფერხების გარეშე. ოპტიკური საკომუნიკაციო ხაზის მთლიანობის მონიტორინგის სისტემებს (უწყვეტი მონიტორინგი), ბოჭკოს მაღალი მგრძნობელობის თვისებების გამოყენებით, შეუძლიათ მყისიერად გამორთონ "გატეხილი" საკომუნიკაციო არხი და ატეხონ განგაში. სენსორულ სისტემებს, რომლებიც იყენებენ გავრცელებული სინათლის სიგნალების ჩარევის ეფექტებს (როგორც სხვადასხვა ბოჭკოების, ასევე სხვადასხვა პოლარიზაციის საშუალებით), აქვთ ძალიან მაღალი მგრძნობელობა ვიბრაციებისა და წნევის მცირე განსხვავებების მიმართ. ასეთი სისტემები განსაკუთრებით საჭიროა სამთავრობო, საბანკო და ზოგიერთ სხვა სპეციალურ სერვისში საკომუნიკაციო ხაზების შექმნისას, რომლებსაც აქვთ მონაცემთა დაცვის მოთხოვნების გაზრდილი.
- ქსელის ელემენტების გალვანური იზოლაცია. ოპტიკური ბოჭკოების ეს უპირატესობა მდგომარეობს მის საიზოლაციო თვისებაში. ბოჭკოვანი ხელს უწყობს ელექტრული დამიწების მარყუჟების თავიდან აცილებას, რაც შეიძლება მოხდეს, როდესაც ორ არაიზოლირებულ ქსელურ მოწყობილობას, რომლებიც დაკავშირებულია სპილენძის კაბელთან, აქვს მიწის კავშირი შენობის სხვადასხვა წერტილში, მაგალითად, სხვადასხვა სართულებზე. ამან შეიძლება გამოიწვიოს დიდი პოტენციური განსხვავება, რამაც შეიძლება დააზიანოს ქსელის აღჭურვილობა. ბოჭკოსთვის ეს პრობლემა უბრალოდ არ არსებობს.
- აფეთქება და ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოება. ნაპერწკლების არარსებობის გამო, ოპტიკური ბოჭკოვანი ზრდის ქსელის უსაფრთხოებას ქიმიურ და ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში, მაღალი რისკის ტექნოლოგიური პროცესების მომსახურებისას.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების ხარჯ-ეფექტურობა. ბოჭკოვანი დამზადებულია კვარცისგან, რომელიც დაფუძნებულია სილიციუმის დიოქსიდზე, ფართოდ გავრცელებული და, შესაბამისად, იაფი მასალისგან, სპილენძისგან განსხვავებით. ამჟამად, ბოჭკოს ღირებულება სპილენძის წყვილთან შედარებით არის 2:5. ამავდროულად, FOC საშუალებას გაძლევთ გადასცეს სიგნალები ბევრად უფრო დიდ მანძილზე გადაცემის გარეშე. გრძელ ხაზებზე გამეორებების რაოდენობა მცირდება FOC-ის გამოყენებისას. სოლიტონის გადამცემი სისტემების გამოყენებისას, 4000 კმ დიაპაზონი მიღწეულია რეგენერაციის გარეშე (ანუ მხოლოდ ოპტიკური გამაძლიერებლების გამოყენებით შუალედურ კვანძებში) 10 გბიტ/წმ-ზე მეტი გადაცემის სიჩქარით.
- ხანგრძლივი მომსახურების ვადა. დროთა განმავლობაში ბოჭკო განიცდის დეგრადაციას. ეს ნიშნავს, რომ დამონტაჟებულ კაბელში შესუსტება თანდათან იზრდება. თუმცა, ოპტიკური ბოჭკოების წარმოებისთვის თანამედროვე ტექნოლოგიების სრულყოფის წყალობით, ეს პროცესი მნიშვნელოვნად შენელდება და FOC-ის მომსახურების ვადა დაახლოებით 25 წელია. ამ დროის განმავლობაში შეიძლება შეიცვალოს გადამცემი სისტემების რამდენიმე თაობა/სტანდარტი.
- დისტანციური კვების წყარო. ზოგიერთ შემთხვევაში საჭიროა საინფორმაციო ქსელის კვანძის დისტანციური ელექტრომომარაგება. ოპტიკურ ბოჭკოებს არ შეუძლიათ დენის კაბელის ფუნქციების შესრულება. თუმცა, ამ შემთხვევებში, შერეული კაბელის გამოყენება შესაძლებელია, როდესაც ოპტიკურ ბოჭკოებთან ერთად კაბელი აღჭურვილია სპილენძის გამტარ ელემენტით. ეს კაბელი ფართოდ გამოიყენება როგორც რუსეთში, ასევე მის ფარგლებს გარეთ.
თუმცა, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელს ასევე აქვს გარკვეული უარყოფითი მხარეები:
- მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია ინსტალაციის მაღალი სირთულე (მიკრონის სიზუსტეა საჭირო კონექტორების დაყენებისას; კონექტორში შესუსტება დიდად არის დამოკიდებული ბოჭკოვანი მინის დაჭრის სიზუსტეზე და მისი გაპრიალების ხარისხზე). კონექტორების დასაყენებლად, შედუღება ან წებო გამოიყენება სპეციალური გელის გამოყენებით, რომელსაც აქვს იგივე სინათლის რეფრაქციული ინდექსი, როგორც მინაბოჭკოვანი. ნებისმიერ შემთხვევაში, ეს მოითხოვს მაღალკვალიფიციურ პერსონალს და სპეციალურ ინსტრუმენტებს. ამიტომ, ყველაზე ხშირად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იყიდება სხვადასხვა სიგრძის წინასწარ მოჭრილი ნაწილების სახით, რომელთა ორივე ბოლოზე უკვე დამონტაჟებულია საჭირო ტიპის კონექტორები. უნდა გვახსოვდეს, რომ კონექტორის ცუდი ინსტალაცია მკვეთრად ამცირებს კაბელის დასაშვებ სიგრძეს, რომელიც განისაზღვრება შესუსტებით.
- ასევე უნდა გვახსოვდეს, რომ ბოჭკოვანი კაბელის გამოყენება მოითხოვს სპეციალურ ოპტიკურ მიმღებებს და გადამცემებს, რომლებიც გარდაქმნიან სინათლის სიგნალებს ელექტრო სიგნალებად და პირიქით, რაც ზოგჯერ მნიშვნელოვნად ზრდის ქსელის ღირებულებას მთლიანობაში.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები იძლევა სიგნალის განშტოებას (ამისთვის იწარმოება სპეციალური პასიური გამყოფები (დაწყვილები) 2-8 არხისთვის), მაგრამ, როგორც წესი, ისინი გამოიყენება მხოლოდ ერთი მიმართულებით მონაცემების გადასაცემად ერთ გადამცემსა და ერთ მიმღებს შორის. ყოველივე ამის შემდეგ, ნებისმიერი განშტოება აუცილებლად მნიშვნელოვნად ასუსტებს სინათლის სიგნალს და თუ ბევრი ტოტია, მაშინ შუქი შეიძლება უბრალოდ ვერ მიაღწიოს ქსელის ბოლოს. გარდა ამისა, სპლიტერს ასევე აქვს შიდა დანაკარგები, ისე რომ გამომავალზე სიგნალის მთლიანი სიმძლავრე შეყვანის სიმძლავრეზე ნაკლებია.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი ნაკლებად გამძლე და მოქნილია ვიდრე ელექტრო კაბელი. მოსახვევის ტიპიური დასაშვები რადიუსი არის დაახლოებით 10 - 20 სმ, უფრო მცირე მოსახვევის რადიუსით ცენტრალური ბოჭკო შეიძლება დაირღვეს. არ მოითმენს საკაბელო და მექანიკურ გაჭიმვას, ასევე გამანადგურებელ გავლენას.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი ასევე მგრძნობიარეა მაიონებელი გამოსხივების მიმართ, რაც ამცირებს მინის ბოჭკოს გამჭვირვალობას, ანუ ზრდის სიგნალის შესუსტებას. ტემპერატურის უეცარი ცვლილებები ასევე უარყოფითად აისახება მასზე და ბოჭკოვანი მინა შეიძლება გაიბზაროს.
- ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი გამოიყენება მხოლოდ ვარსკვლავისა და რგოლის ტოპოლოგიის მქონე ქსელებში. ამ შემთხვევაში კოორდინაციის ან დამიწების პრობლემები არ არის. კაბელი უზრუნველყოფს ქსელური კომპიუტერების იდეალურ გალვანურ იზოლაციას. მომავალში, ამ ტიპის კაბელი სავარაუდოდ ჩაანაცვლებს ელექტრო კაბელებს, ან, სულ მცირე, მნიშვნელოვნად გადაანაცვლებს მათ.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების განვითარების პერსპექტივები:
- ახალი ქსელური აპლიკაციების მზარდი მოთხოვნების გამო, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიების გამოყენება სტრუქტურირებული საკაბელო სისტემებში სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. რა უპირატესობები და მახასიათებლები აქვს ოპტიკური ტექნოლოგიების გამოყენებას ჰორიზონტალურ საკაბელო ქვესისტემაში, ასევე მომხმარებლის სამუშაო ადგილებზე?
- გასული 5 წლის განმავლობაში ქსელური ტექნოლოგიების ცვლილებების გაანალიზების შემდეგ, ადვილი მისახვედრია, რომ სპილენძის SCS სტანდარტები ჩამორჩება "ქსელის შეიარაღების" რბოლას. მესამე კატეგორიის SCS-ის დაყენების დრო რომ არ ჰქონოდათ, საწარმოებმა უნდა გადასულიყვნენ მეხუთეზე, ახლა მეექვსეზე, ხოლო მეშვიდე კატეგორიის გამოყენება უკვე ახლოსაა.
- ცხადია, ქსელური ტექნოლოგიების განვითარება აქ არ შეჩერდება: გიგაბიტი სამუშაო ადგილზე მალე გახდება დე ფაქტო სტანდარტი და შემდგომში დე იურე, ხოლო დიდი ან თუნდაც საშუალო ზომის საწარმოს LAN-ებისთვის (ლოკალური ქსელები) 10 გბიტი/წმ. Etnernet არ იქნება იშვიათი.
- აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია საკაბელო სისტემის გამოყენება, რომელიც ადვილად გაუმკლავდება ქსელური აპლიკაციების მზარდ სიჩქარეს მინიმუმ 10 წლის განმავლობაში - ეს არის საერთაშორისო სტანდარტებით განსაზღვრული SCS-ის მინიმალური მომსახურების ვადა.
- უფრო მეტიც, LAN პროტოკოლების სტანდარტების შეცვლისას აუცილებელია თავიდან იქნას აცილებული ახალი კაბელების ხელახალი გაყვანა, რაც ადრე იწვევდა მნიშვნელოვან ხარჯებს SCS-ის ფუნქციონირებისთვის და უბრალოდ მიუღებელია მომავალში.
- ამ მოთხოვნებს SCS-ში მხოლოდ ერთი გადამცემი საშუალება აკმაყოფილებს - ოპტიკა. ოპტიკური კაბელები გამოიყენება სატელეკომუნიკაციო ქსელებში 25 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, ბოლო დროს კი მათ ასევე ჰპოვეს ფართო გამოყენება საკაბელო ტელევიზიასა და LAN-ებში.
- LAN-ებში ისინი ძირითადად გამოიყენება საკაბელო არხების ასაგებად შენობებს შორის და თავად შენობებში. , ამ ქსელების სეგმენტებს შორის მონაცემთა გადაცემის მაღალი სიჩქარის უზრუნველყოფისას. თუმცა, თანამედროვე ქსელური ტექნოლოგიების განვითარება აქტუალიზებს ოპტიკური ბოჭკოების გამოყენებას, როგორც ძირითად საშუალებას მომხმარებლების უშუალო დასაკავშირებლად.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზების ახალი სტანდარტები და ტექნოლოგიები:
ბოლო წლების განმავლობაში, ბაზარზე გამოჩნდა რამდენიმე ტექნოლოგია და პროდუქტი, რომლებიც ბევრად უფრო მარტივს და იაფს ხდის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის ჰორიზონტალურ საკაბელო სისტემაში გამოყენებას და მომხმარებლის სამუშაო სადგურებთან დაკავშირებას.
ამ ახალ გადაწყვეტილებებს შორის, უპირველეს ყოვლისა, მინდა გამოვყო ოპტიკური კონექტორები მცირე ფორმის ფაქტორით - SFFC (small-form-factor connectors), პლანზერული ლაზერული დიოდები ვერტიკალური ღრუებით - VCSEL (ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის გამოსხივების ლაზერები) და ახალი თაობის ოპტიკური მულტიმოდური ბოჭკოები.
უნდა აღინიშნოს, რომ მულტიმოდური ოპტიკური ბოჭკოების OM-3 ახლახან დამტკიცებულ ტიპს აქვს 2000 MHz/კმ-ზე მეტი გამტარობა ლაზერის ტალღის სიგრძეზე 850 ნმ. ამ ტიპის ბოჭკოვანი უზრუნველყოფს 10 გიგაბიტიანი Ethernet პროტოკოლის მონაცემთა ნაკადების სერიულ გადაცემას 300 მ მანძილზე.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კონექტორების ახალი სტანდარტების შემუშავებამ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემები სპილენძის გადაწყვეტილებების სერიოზულ კონკურენტად აქცია. ტრადიციულად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემებს სჭირდებოდათ ორჯერ მეტი კონექტორი და პატჩ კაბელი, ვიდრე სპილენძის სისტემებს - სატელეკომუნიკაციო მდებარეობებს ესაჭიროებოდათ ბევრად უფრო დიდი კვალი ოპტიკური აღჭურვილობის მოსათავსებლად, როგორც პასიური, ასევე აქტიური.
მცირე ფორმის ფაქტორიანი ოპტიკური კონექტორები, რომლებიც ახლახან შემოიღეს რამდენიმე მწარმოებელმა, იძლევა ორჯერ მეტი პორტის სიმკვრივეს, ვიდრე წინა გადაწყვეტილებები, რადგან თითოეული მცირე ფორმის ფაქტორიანი კონექტორი შეიცავს ორ ოპტიკურ ბოჭკოს ნაცვლად ერთისა.
ამავდროულად, მცირდება როგორც ოპტიკური პასიური ელემენტების ზომები - ჯვარედინი კავშირები და ა.შ., ასევე აქტიური ქსელის აღჭურვილობა, რაც საშუალებას იძლევა ოთხჯერ შემცირდეს ინსტალაციის ხარჯები (ტრადიციულ ოპტიკურ გადაწყვეტილებებთან შედარებით).
უნდა აღინიშნოს, რომ ამერიკის სტანდარტიზაციის ორგანოებმა EIA-მ და TIA-მ 1998 წელს გადაწყვიტეს არ დაერეგულირებინათ რაიმე კონკრეტული ტიპის მცირე ფორმის ოპტიკური კონექტორების გამოყენება, რამაც გამოიწვია ბაზარზე ამ სფეროში ექვსი ტიპის კონკურენტული გადაწყვეტილებების გამოჩენა: MT. -RJ, LC, VF-45, Opti-Jack, LX.5 და SCDC. დღესაც არის ახალი მოვლენები.
ყველაზე პოპულარული მინიატურული კონექტორია MT-RJ ტიპის კონექტორი, რომელსაც აქვს ერთი პოლიმერული წვერი, შიგნით ორი ოპტიკური ბოჭკოთი. მისი დიზაინი შეიმუშავა კომპანიების კონსორციუმმა AMP Netconnect-ის ხელმძღვანელობით, იაპონიის მიერ შემუშავებული MT მრავალბოჭკოვანი კონექტორის საფუძველზე. AMP Netconnect-მა დღეს უზრუნველყო 30-ზე მეტი ლიცენზია ამ ტიპის MT-RJ კონექტორის წარმოებისთვის.
MT-RJ კონექტორი თავისი წარმატების დიდწილად განპირობებულია მისი გარე დიზაინით, რომელიც მსგავსია 8-პინიანი მოდულური სპილენძის RJ-45 კონექტორისა. MT-RJ კონექტორის მუშაობა საგრძნობლად გაუმჯობესდა ბოლო წლებში - AMP Netconnect გთავაზობთ MT-RJ კონექტორებს კლავიშებით, რომლებიც ხელს უშლიან საკაბელო სისტემასთან არასანქცირებულ ან არაავტორიზებულ კავშირს. გარდა ამისა, მრავალი კომპანია ავითარებს MT-RJ კონექტორის ერთრეჟიმიან ვერსიებს.
კომპანიის LC კონექტორები საკმაოდ დიდი მოთხოვნაა ოპტიკური საკაბელო გადაწყვეტილებების ბაზარზე ავაია(http://www.avaya.com). ამ კონექტორის დიზაინი დაფუძნებულია კერამიკული წვერის გამოყენებაზე, რომლის დიამეტრი შემცირებულია 1,25 მმ-მდე და პლასტმასის კორპუსით გარე ბერკეტის ტიპის ჩამკეტით, დამაკავშირებელი ბუდეში ფიქსაციისთვის.
კონექტორი ხელმისაწვდომია როგორც მარტივი, ასევე დუპლექსის ვერსიებში. LC კონექტორის მთავარი უპირატესობა არის დაბალი საშუალო დანაკარგი და მისი სტანდარტული გადახრა, რომელიც არის მხოლოდ 0,1 დბ. ეს მნიშვნელობა უზრუნველყოფს მთლიანად საკაბელო სისტემის სტაბილურ მუშაობას. LC ჩანგლის დაყენება ხდება ეპოქსიდური შემაკავშირებელი და გაპრიალების სტანდარტული პროცედურის შემდეგ. დღეს კონექტორებმა იპოვეს მათი გამოყენება 10 გბიტი/წმ გადამცემების მწარმოებლებს შორის.
Corning Cable Systems (http://www.corning.com/cablesystems) აწარმოებს როგორც LC, ასევე MT-RJ კონექტორებს. მისი აზრით, SCS ინდუსტრიამ გააკეთა არჩევანი MT-RJ და LC კონექტორების სასარგებლოდ. კომპანიამ ახლახან გამოუშვა პირველი ერთრეჟიმიანი MT-RJ კონექტორი და MT-RJ და LC კონექტორების UniCam ვერსიები, რომლებსაც აქვთ ინსტალაციის მოკლე დრო. ამავდროულად, UniCam-ის ტიპის კონექტორების დასაყენებლად არ არის საჭირო ეპოქსიდური წებოს და პოლისის გამოყენება.
მონაცემთა გადაცემის ოპტიკური ტექნოლოგიები გახდა გარღვევა სატელეკომუნიკაციო და მონაცემთა ქსელების სფეროში, რომელიც მოითხოვს გადაცემის მაღალ სიჩქარეს. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, კვლევამ გამოიწვია სისტემების გაჩენა, რომლებსაც შეუძლიათ მონაცემთა გადაცემა 10 გბ/წმ და მეტი სიჩქარით. ოპტიკური კაბელის ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობა არის მისი უნარი გადასცეს მაღალსიჩქარიანი ოპტიკური სიგნალები დიდ დისტანციებზე. ეს სტატია ეძღვნება ოპტიკურ კაბელს, პრინციპებს, რომლებზედაც ის მუშაობს, ისევე როგორც მონაცემთა გადაცემის სისტემების ძირითად ბლოკებს ოპტიკურ ბოჭკოზე.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგია უბრალოდ იყენებს სინათლეს მონაცემების გადასაცემად. ოპტიკური კაბელის გამოყენება დაიწყო დაახლოებით 1970 წელს, როდესაც შესაძლებელი გახდა ოპტიკური კაბელის წარმოების ხარჯების და მასთან დაკავშირებული ხარჯების შემცირება.
ოპტიკური კაბელის გამოყენებით
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები გამოიყენება აპლიკაციების ფართო სპექტრში, სამედიცინო სენსორებიდან დაწყებული მაღალსიჩქარიანი თავდაცვის მონაცემთა ქსელებით. მონაცემთა გადაცემა ხორციელდება ოპტიკური გადამცემების გამოყენებით, რომლებიც გადასცემენ მაღალსიჩქარიან სიგნალებს სპეციალურ ოპტიკურ მიმღებებზე. ამ შემთხვევაში ციფრული სიგნალები გარდაიქმნება ოპტიკურ სიგნალებად და პირიქით. ოპტიკური კაბელის საშუალებით მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე 10 გბ/წმ-ს აღწევს.დღესდღეობით არსებობს ორი სახის ოპტიკური კაბელი: ერთრეჟიმიანი (SM) და მრავალრეჟიმიანი (MM). ბოლო დროს სულ უფრო ხშირად ისმის განცხადებები, რომ მულტიმოდი უფრო პერსპექტიულია, რაც უზრუნველყოფს ასჯერ უფრო მაღალ შესრულებას ერთრეჟიმიან ოპტიკურ კაბელთან შედარებით.
ოპტიკური კაბელის ყველაზე აქტიური გამოყენება ხდება სატელეკომუნიკაციო ინდუსტრიაში. თავდაპირველად, სატელეფონო კომპანიები იყენებდნენ ოპტიკურ კაბელს დიდი მოცულობის ხმოვანი ტრაფიკის გადასატანად სატელეფონო ცენტრალურ ოფისებს შორის. 1980-იანი წლებიდან სატელეფონო კომპანიებმა დაიწყეს ოპტიკური ქსელების განლაგება ყველგან.
ოპტიკური კაბელის გამტარუნარიანობა მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი და მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. რაც უფრო დიდია გამტარობა, მით მეტია გადაცემის სიჩქარე და მეტი ტრაფიკი. სპილენძს აქვს ძალიან შეზღუდული გამტარობა და მკაცრი შეზღუდვები კაბელის სიგრძეზე, რაც სპილენძის წყვილს ნაკლებად შესაფერისს ხდის მაღალსიჩქარიანი სიგნალების გადასაცემად დიდ დისტანციებზე.
ოპტიკური კაბელის გამოყენება იძლევა შემდეგ უპირატესობებს:
- მაღალი გამტარობა ხმის ან ვიდეო გადაცემისთვის.
- ოპტიკურ ბოჭკოებს შეუძლიათ ათასობითჯერ მეტი ინფორმაციის გადატანა, ვიდრე სპილენძის მავთულები. მაგალითად, ბოჭკოების მხოლოდ ერთ ძაფს შეუძლია შეასრულოს ამერიკის ყველა სატელეფონო საუბარი პიკის საათებში.
- ოპტიკური კაბელი დაახლოებით 10-ჯერ მსუბუქია ვიდრე სპილენძი.
- დაბალი დანაკარგები. რაც უფრო მაღალია სიგნალის სიხშირე, მით მეტია დანაკარგები სპილენძის წყვილში. სიგნალის დაკარგვა ოპტიკურ კაბელში ერთნაირია ყველა სიხშირეზე, გარდა ულტრა მაღალი სიხშირეებისა.
- საიმედოობა - ოპტიკური კაბელი უფრო საიმედოა და უფრო გრძელია ვიდრე სპილენძის კაბელი.
- უსაფრთხოება - ოპტიკური ბოჭკოები არ ასხივებენ ელექტრომაგნიტურ ველებს და არ არის მგრძნობიარე ჩარევის მიმართ.
ოპტიკური სიგნალების გადაცემის ფიზიკური მექანიზმი
თანამედროვე აპლიკაციებში ოპტიკური კაბელები იყოფა მულტირეჟიმად (MM) და ერთრეჟიმად (SM), მაგრამ ორივე დაფუძნებულია იმავე პრინციპებზე. სიგნალის გადაცემა ოპტიკური კაბელის საშუალებით შესაძლებელია ფენომენის გამო, რომელსაც ეწოდება მთლიანი შიდა არეკვლა. ეს შესაძლებელს ხდის ოპტიკური სიგნალების გადაცემას დიდი სიჩქარით დიდ დისტანციებზე.ერთმოდური ოპტიკური კაბელი თუ მულტიმოდური?
SM და MM კაბელები განსხვავდება ზომით, რაც თავის მხრივ გავლენას ახდენს ბოჭკოში გამავალ სიგნალზე. SM კაბელები იყენებენ ბირთვის ბოჭკოს სისქეს 8-დან 10 მიკრონიმდე, რაც იძლევა მხოლოდ ერთი ტალღის სიგრძის გადაცემის საშუალებას. მეორე მხრივ, MM კაბელები იყენებენ 50-60 მიკრონიანი სქელი ბირთვის ბოჭკოს, რაც საშუალებას აძლევს რამდენიმე ტალღის სიგრძის ერთდროულად გადაცემას. SM კაბელებს აქვთ ნაკლები შესუსტება, რაც შესაძლებელს ხდის მათ გამოყენებას დიდ დისტანციებზე. MM კაბელი საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ მეტი მონაცემები. რომ. MM კაბელი ჩვეულებრივ გამოიყენება მოკლე დისტანციებზე, სადაც მონაცემთა გადაცემა საჭიროა მაღალი სიჩქარით, მაგალითად მონაცემთა შენახვის სისტემებში.ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემების სამშენებლო ბლოკები
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის ტიპიური დიზაინი შედგება გადამცემისგან, ოპტიკური კაბელისა და მიმღებისგან. გადამცემი გარდაქმნის ციფრულ ელექტრულ სიგნალებს ოპტიკურად, რომლებიც შემდეგ გადაიცემა ოპტიკური კაბელის მეშვეობით, რაც უზრუნველყოფს გადაცემის მაღალ სიჩქარეს და დამოუკიდებლობას ელექტრომაგნიტური ჩარევისგან.ოპტიკური კაბელი შედგება ოპტიკური ბოჭკოსა და ორი კონექტორისგან ბოლოებზე, ჩვეულებრივ ST, SC ან FC, მიმღების და გადამცემის კონფიგურაციის მიხედვით.
ოპტიკური ბოჭკო შედგება რამდენიმე მიკრონის სისქის ცენტრალური ბოჭკოსგან, საფარისგან, რომელიც უზრუნველყოფს სიგნალის სრულ ოპტიკურ ასახვას და გარე ლენტებისაგან, რომელიც უზრუნველყოფს ოპტიკური კაბელის დაცვას და იდენტიფიკაციას.
ამრიგად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემების მშენებლობა და ექსპლუატაცია არის აპარატურაზე ორიენტირებული სიგნალის გადაცემისთვის დიდ დისტანციებზე. ხშირად ამოცანა ზუსტად ასე დგება: ოპტიკური კაბელის გამოყენებით მაღალსიჩქარიანი სიგნალის გადასაცემად დიდ მანძილზე დაბალი შესუსტებით ფინანსური ხარჯების მისაღები დონეზე.
ოპტიკური კაბელის დიზაინი
შედგება რამდენიმე ელემენტისგან. ოპტიკური კაბელი შედგება რამდენიმე ელემენტისგან: ბირთვი, მოპირკეთება და გარე საფარი. ოპტიკური კაბელი დაფუძნებულია ბირთვზე, რომლის მეშვეობითაც სინათლის სიგნალები გადაიცემა. ბირთვი დაფუძნებულია სილიკონსა და გერმანიუმზე. ოპტიკური კაბელის ბირთვის მიმდებარე გარსი დამზადებულია სილიკონისგან და აქვს რეფრაქციული ინდექსი ცენტრალურ ბირთვზე ოდნავ დაბალი. გარდატეხის ინდექსი არის ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის თანაფარდობა მასალაში სინათლის სიჩქარესთან. სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში არის 300 000 000 მეტრი წამში. რაც უფრო მაღალია გარდატეხის ინდექსი, მით უფრო დაბალია სინათლის სიჩქარე მასალაში. მაგალითად, სუფთა ჰაერში სინათლის გარდატეხის ინდექსი არის 1, რაც ნიშნავს, რომ ჰაერში სინათლის სიჩქარე 300 000 კმ/წმ-ია. მინაში გარდატეხის ინდექსი არის 1,5, რაც ნიშნავს, რომ მინაში სინათლის სიჩქარეა 200000 კმ/წმ.
ბუფერული გარსის რამდენიმე ფენა იცავს ცენტრალურ ბირთვს. დაცვა ემსახურება კაბელის ფიზიკური სტრესის შემცირებას, როგორიცაა გაჭიმვა, მოხრა და ა.შ. გარე ლენტები იცავს გარე ზემოქმედებისაგან, როგორიცაა გარემო ზემოქმედებისაგან (ტემპერატურა, ტენიანობა, აგრესიული გარემო).
SC კონექტორები ყველაზე ხშირად გამოიყენება ოპტიკური კაბელების დასაკავშირებლად. SC კონექტორი უზრუნველყოფს შეფუთვის ყველაზე მაღალ სიმკვრივეს. სისტემის ადმინისტრატორებმა უნდა გაითვალისწინონ ოპტიკური კაბელის და აქტიური აღჭურვილობის მახასიათებლები შესაბამისი კონექტორის ტიპის შესარჩევად.
ოპტიკური კაბელის სახეები
ერთრეჟიმიან ოპტიკურ კაბელს აქვს ძალიან მცირე ბირთვი, როგორც წესი, 8-10 მიკრონი, რაც საშუალებას აძლევს სინათლის სიგნალებს გადაიცეს გამეორების გარეშე 80 კმ-მდე დისტანციებზე, რაც დამოკიდებულია აღჭურვილობის ტიპზე. SC ოპტიკურ კაბელს აქვს უზარმაზარი საინფორმაციო პოტენციალი იმის გამო, რომ მას აქვს პრაქტიკულად შეუზღუდავი გამტარობა.მულტიმოდს შეუძლია მრავალი სინათლის ტალღის გადაცემა და აქვს სქელი ბირთვი, რომლის ზომაა დაახლოებით 50 ან 62,5 მიკრონი. დისპერსიის გამო, მრავალმოდურ ოპტიკურ კაბელს აქვს უფრო მაღალი შესუსტება.
ოპტიკა
ნებისმიერი ოპტიკური სისტემა შედგება სამი კომპონენტისგან: გადამცემი, შუა (ბოჭკოვანი კაბელი) და მიმღები. გადამცემი ელექტრო სიგნალებს გარდაქმნის სინათლედ და აგზავნის მას ბოჭკოს გასწვრივ. მიმღები იღებს სინათლის სიგნალს და გარდაქმნის მას ელექტროდსიგნალი. არსებობს ორი ტიპის გადამცემი: ლაზერული დიოდი ან LED.
გადამცემის გამომავალი სიმძლავრე მიუთითებს დროის კონკრეტულ მონაკვეთში გამოსხივებული ენერგიის რაოდენობაზე. რაც უფრო მაღალია სიმძლავრე, მით მეტია სიგნალის გადაცემის მანძილი. გადამცემს აქვს უნარი შეცვალოს ბაუდის სიხშირე სისტემის გამტარუნარიანობის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. სიგნალის წყაროს მიერ გამოსხივებული ტალღის სიგრძის დიაპაზონი არის სპექტრულ სიგანეში.
გადამცემები მგრძნობიარეა გარემო პირობების მიმართ. ლაზერული დიოდისთვის საჭიროა სტაბილური ძაბვა და ტემპერატურა. LED-ები ნაკლებად მგრძნობიარეა გარემოს რყევების მიმართ. ლაზერული დიოდები უფრო ძვირია. LED ოპტიკურ წყაროებს აქვთ ხანმოკლე სიცოცხლე, მაგრამ უფრო ადვილია ინსტალაცია და უფრო ეკონომიური.
დასკვნა
მიუხედავად იმისა, რომ ოპტიკური კაბელის გამოყენების განვითარება დაიწყო სატელეკომუნიკაციო გარემოში, დღეს ეს უკვე ჩვეულებრივია. ბევრმა კომპანიამ და ინდუსტრიამ ისარგებლა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემებით მათი პროდუქტიულობის გაზრდის მიზნით. ერთ-ერთი გამოწვევა, რომელსაც ზოგიერთი ბიზნესი აწყდება, არის ის, თუ როგორ დააკავშიროს არსებული აღჭურვილობა და ინფრასტრუქტურა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემასთან ძვირადღირებული განახლებების გარეშე. მედია გადამყვანების გამოყენებით, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ ჩვეულებრივი ქსელის არხები სპილენძის გრეხილი წყვილისა და ოპტიკური ბოჭკოების საფუძველზე, შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერი ქსელური მოწყობილობის დაკავშირება. მედია გადამყვანები შექმნილია იმისთვის, რომ გაამარტივოს ოპტიკურ კაბელზე გადასვლა, რაც მინიმუმამდე დაიყვანოს პრობლემების აღმოფხვრის ხარჯები.ყურადღება! ამ საიტიდან ინფორმაციის კოპირება და ხელახლა დაბეჭდვა აკრძალულია ადმინისტრაციის წერილობითი თანხმობის გარეშე.
მარტივი, იაფფასიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემებისთვის, რეპეტიტორებს შორის მანძილი შესაძლებელია 5 კმ-მდე. 300 კმ-მდე განმეორებითი დისტანციები ახლა უკვე ხელმისაწვდომია მაღალი ხარისხის კომერციული სისტემებისთვის
მიღწეულია 1000 კმ-მდე დისტანცია, მაგრამ ისინი ჯერ არ არის ხელმისაწვდომი ბაზარზე. ერთ-ერთმა ევროპულმა კომპანიამ გამოაცხადა, რომ ამჟამად ავითარებს ოპტიკურ ბოჭკოვან კაბელს, რომელიც შეიძლება დაიგოს დედამიწის ეკვატორის გასწვრივ და ყოველგვარი გამეორების გარეშე, შესაძლებელი იქნება სიგნალის გადაცემა ერთი ბოლოდან მეორეზე! Როგორ არის ეს შესაძლებელი? ოდნავ რადიოაქტიური გარსით, შემომავალი დაბალენერგეტიკული ფოტონები აღაგზნებს ელექტრონებს გარსში, რომლებიც თავის მხრივ ასხივებენ უფრო მაღალი ენერგიის ფოტონებს. ეს ქმნის ავტომატური გაძლიერების გარკვეულ ფორმას. შემდეგი თავები მკითხველს აუხსნის ტერმინებს, რომლებიც გამოიყენება.
4 Mbps გრეხილი წყვილის საკაბელო ბაზარზე ხელმისაწვდომია განმეორებითი მანძილი 2,4 კმ-მდე. კოაქსიალური კაბელებისთვის 1 მბიტ/წმ-ზე ნაკლები სიჩქარით, შესაძლებელია 25 კმ-მდე მანძილი გამეორებებს შორის.
].2.5. ზომა და წონა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი
ყველა სხვა გადამცემ კაბელთან შედარებით, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები ძალიან მცირე დიამეტრით და ძალიან მსუბუქია. ოთხბირთვიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იწონის დაახლოებით 240 კგ/კმ-ს, ხოლო *36 ბირთვიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი იწონის მხოლოდ დაახლოებით 3 კგ-ით მეტს. იმის გამო, რომ ისინი ზომით უფრო მცირეა, ვიდრე ერთი და იგივე სიმძლავრის ტრადიციული კაბელები, ჩვეულებრივ უფრო ადვილია მათი დაყენება არსებულ გარემოში და ინსტალაციის დრო და ღირებულება ზოგადად უფრო დაბალია, რადგან ისინი მსუბუქია და ადვილია მუშაობა.
ტრადიციული კაბელი შეიძლება იწონის 800 კგ/კმ-დან 36 გრეხილი წყვილი კაბელისთვის 5 ტ/კმ-მდე მაღალი ხარისხის დიდი დიამეტრის კოაქსიალური კაბელისთვის.
1.2.6. გამოყენება აალებადი გაზის გარემოში ბოჭკოვანი ოპტიკა
მრავალრეჟიმიანი ბოჭკოები, რომლებიც მუშაობენ LED სინათლის წყაროებთან, შესაფერისია აალებადი ადგილებში გამოსაყენებლად. ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ ყველა სახის ბოჭკო შესაფერისი იყო აალებადი ადგილებში გამოსაყენებლად; თუმცა, კვლევამ აჩვენა, რომ გარკვეულ ბოჭკოვან სისტემებს მაღალი სიმძლავრის სინათლის წყაროებით (ლაზერები) შეუძლიათ გაზარდონ ლითონის ზედაპირის ტემპერატურა, რომელზედაც ანათებენ აალებადი გაზების აალებამდე და ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ნაპერწკლები გარკვეულ პირობებში.
თუ ტრადიციული საკაბელო დაფუძნებული საკომუნიკაციო სისტემები არ არის ძალიან მკაცრად დაპროექტებული და არ შეესაბამება უსაფრთხოების გარკვეულ შიდა სტანდარტებს, ისინი არ არის შესაფერისი აალებადი ადგილებში გამოსაყენებლად. ჩვეულებრივ კაბელებს, მათაც კი, რომლებსაც აქვთ დაბალი დენები, შეუძლიათ შექმნან ნაპერწკლები ან რკალი ერთმანეთთან, თუ გადამცემ სქემებში არ არის გამოყენებული დენის შეზღუდვის საშუალებები.
ელექტრომაგნიტური ტალღები მოიცავს ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთობლიობას. განვიხილოთ ელექტრული მუხტი. ის ქმნის ელექტრულ ველს თავის გარშემო. თუ მუხტი მოძრაობს, ის ქმნის მაგნიტურ ველს. თეორიულად იყო ნაჩვენები და...
აქ გადამცემი და მიმღები ადგენენ თავდაპირველ სინქრონიზაციას, შემდეგ მუდმივად გადასცემენ მონაცემებს, ინარჩუნებენ მას გადაცემის სესიის განმავლობაში. ეს მიიღწევა მონაცემთა სპეციალური კოდირების სქემებით, როგორიცაა მანჩესტერში კოდირება (მანჩესტერ...
აქ გადამცემი და მიმღები მუშაობენ დამოუკიდებლად და ცვლიან სინქრონიზებული ბიტის შაბლონს ყოველი შეტყობინების ჩიპის (ჩარჩოს) დასაწყისში. არ არსებობს ფიქსირებული კავშირი ერთი შეტყობინების ჩარჩოსა და მეორეს შორის. ეს მსგავსია...
