Оптико волоконная связь плюсы и минусы. Витая пара или оптоволокно? Перспективы развития оптоволоконной связи

Оптический кабель отличается от обычного кабеля тем что в оптическом кабеле имеется совершенно иная подача энергии, и осуществляется она не по средствам электрического тока, а за счет светового потока. Другими словами, оптический кабель представляет собой тончайшую световую нить, с большой степенью изоляции и защиты, по которой происходит передача энергии при помощи перемещения света. Материалом для изготовления оптического кабеля является ультрасовременное оптическое волокно. Этот способ подачи электроэнергии является не только современным, но и самым надежным. Так как свет по оптическим волокнам передается очень быстро, без потерь, что позволяет обеспечивать четкий сигнал, без перебоев с хорошей скоростью.

Плюсы и минусы оптического кабеля.

Положительные качества.

Самым первым и самым главным преимуществом оптического кабеля является его высокая пропускная способность. Так как в отличии от других, оптический кабель способен за доли секунды передавать огромное количество информации.

Второе его преимущество, это отсутствие электромагнитных волн. Это очень важно. Так как сигнал поступает без искажения электромагнитным полем.

Еще одним немаловажным фактором, который относится к преимуществам является надежная защита кабеля от постороннего вмешательства. Попытка вмешаться в целостность кабеля и его работоспособность, приводит к полной потери сигнала и прекращение передачи данных.

Четвертое. Невысокий сигнал затухания. Это позволяет расположить соседние повторители на расстоянии до 100 метров.

Объём и вес кабеля. Если сравнивать оптический кабель с другими кабелями, то можно обратить внимание на то что оптический кабель имеет меньший объём. Если рассматривать само проводимое волокно, то оно в диаметре имеет размер – 0,1 см. все остальное в кабеле это защита.

Благодаря изолирующим свойствам оптического волокна, оболочка кабеля не нуждается в заземлении.

Пожаробезопасность. Этот фактор очень важен. Поэтому именно благодаря такой способности многие предприятия стали переходить именно на оптоволоконный кабель. Так как отсутствует возможность искрообразования и как следствие ЧП.

Невысокая стоимость. Оптический кабель имеет практически такую же цену что и обычный кабель, а все это потому что само волокно изготовлено из кварца, материала недорогого и удобного.

Долговечность. Срок бесперебойной работы оптического кабеля 25 лет.

Недостатки оптического кабеля.

Высокая стоимость установки оптического кабеля, так как при монтаже, необходимо использовать дорогостоящее оборудование. Сам кабель недорогой.

Сложность и точность работы с разъёмами, которые должны быть установлены предельно точно.

Соединение кабеля происходит сваркой либо склейкой, недопустимо образование зазоров.

Монтаж оборудование происходит только квалифицированными специалистами, стоимость услуг которых иногда «кусается».

Из-за перепада температур стекловолокно может трескаться. Для того что бы установить оптический кабель в тех местах, где возможны перепады температур, стоит приобретать более дорогой кабель, который изготовлен из специального волокна.

Уже много лет считается одним из центральных направлений развития в области коммуникационных технологий. Специалисты изначально возлагали на эту концепцию большие надежды, которые по сей день только подтверждаются периодическими успехами в деле прокладки сетей связи разного масштаба. В частности, оптико-волоконная связь уже продемонстрировала свою эффективность на примере тихоокеанских коммуникационных линий, а в будущем эту основу планируется использовать в лазерных и сенсорных системах.

Что такое оптоволокно?

Связь на основе оптико-волоконных сетей формируется по принципу электромагнитного излучения, за счет которого передается сигнал. Физическим носителем выступают световоды, характеризующиеся стойкостью к помехам и высокой пропускной способностью. Итак, что такое световод и какое отношение он имеет к передаче данных? Это волокно, выполненное на основе стекла с некоторыми добавками, благодаря которым изготовитель может варьировать отдельные оптические характеристики. Как минимум, требуется нанесение полимерного покрытия, защищающего световод от внешних повреждений. Собственно, и это волокно неоднородно в своей структуре. Оно состоит из сердцевины диаметром порядка 8-10 мкм, а также окружающей оболочки, образующей цилиндр толщиной порядка 100-125 мкм. Принцип работы оптико-волоконного канала связи заключается в способности световода обеспечивать внутреннее отражение электромагнитных волн с определенными показателями преломления. Условный луч света в процессе движения внутри оптоволокна отражается от оболочки изнутри, не покидая контур. Таким образом выполняется доставка сигнала с разными величинами потерь.

Эксплуатационные характеристики оптико-волоконных сетей

Основные положительные аспекты эксплуатации оптоволоконных линий связаны с высокой скоростью доставки информации. До недавнего времени данная величина выражалась в виде рекордного показателя 1 Терабит в секунду. Однако уже сейчас и эти данные считаются неактуальными с точки зрения рекордных показателей. Так, новые технологии систем волнового мультиплексирования позволили оптическим волокнам обеспечивать скорость обслуживания сигнала на уровне 15 Тбит/с. Крупные телекоммуникационные корпорации практикуют использование многоканальной оптико-волоконной связи на расстояния до 10 000 км с поддержкой скорости в 100 Гбит/с. К слову, одна трасса может содержать до 150-200 каналов, что обуславливается малым диаметром волокон. Одна магистральная линия без внешней защитной оболочки имеет толщину не более 1 см. Что касается величины затухания, которая влияет не только на скорость, но и на общее качество передачи сигнала, то этот показатель в случае с оптоволокном составляет 5 дБ/км. Это крайне хороший показатель по сравнению с традиционными электрическими сетями, что дает возможность прокладывать линии на 100 км и более без промежуточных пунктов преобразования сигнала.

Плюсы технологии

Наряду с высокой скоростью трансляции данных и низким эффектом затухания в числе преимуществ оптиковолокна отмечаются следующие:

• Долговечность эксплуатации линий.
• Технологическая надежность.
• Защищенность от внешних электромагнитных воздействий.
• Высокий уровень кодирования сигнала, практически исключающий возможность перехвата данных.
• Широкополосность.
• Небольшой вес и скромные размеры.

Насколько раскроются вышеперечисленные преимуществ в конкретной линии оптико-волоконной связи, зависит от методов ее прокладки и качества материала. Так, например, одним из важнейших препятствий на пути к массовому переходу на данный способ организации связи в России является низкий уровень специалистов этой области и неудовлетворительное качество расходных материалов.

Минусы технологии

Существуют и характерные недостатки оптоволоконных сетей, которые могут проявляться даже независимо от качества технической реализации коммуникационных каналов. В их числе отмечается:

• Высокая стоимость. Как на этапе организации технической инфраструктуры, так и в процессе ее содержания затраты пока еще превосходят расходы на устройство и эксплуатацию более привычных линий связи.
• Хрупкость структуры. Один из самых чувствительных недостатков оптического волокна заключается в ограничениях при их укладке. Обеспечить долговечность эксплуатации оптико-волоконной связи высокого уровня можно только при условии прямой прокладки линий. Впрочем, и эта проблема постепенно решается именно за счет внесения специальных добавок в структуру сердцевины волокон.
• Высокие требования к телекоммуникационной инфраструктуре. Опять же, рассчитывать на высокие эксплуатационные показатели при использовании линий оптоволокна можно только при условии, что система организуется на современном сетевом оборудовании.

Применение оптико-волоконной связи в России

Как и в других странах с передовым технологическим развитием, в России оптоволокно в первую очередь находит свое место в отрасли телекоммуникационной связи. Однако это не единственная сфера, осваивающая данную технологию. Оптические волокна используются в измерительном оборудовании, в рентгеновских аппаратах (в том числе МРТ), гироскопах и охранно-сигнализационных комплексах. При этом методики технической интеграции зачастую носят схожий характер, что подтверждает и спектр требующихся работников для организации подобных систем. В частности, вакансии для оптико-волоконной связи включают места для специалистов по сварочным работам, монтажников и проектировщиков инжиниринговых систем То же самое касается сферы технического обслуживания оптико-волоконной инфраструктуры.

Проблемы реализации оптико-волоконной связи

Ряд крупных российских провайдеров, работающих в сфере телекоммуникационного обеспечения, испытывает финансовые сложности с переходом на новые технологии организации сетевого обеспечения. Отчасти это обусловлено высокими затратами на техническое обновление сетей с полной заменой как носителей сигналов, так и эксплуатационного оборудования. Столичная компания МГТС оптико-волоконную связь рассматривает как одно из ключевых направлений развития на сегодняшний день, но в то же время ее представители отмечают и трудности, связанные с нежеланием самих абонентов переходить на новые технологические средства. Многих пользователей удовлетворяет традиционная сеть на медных проводниках, которая обеспечивает достаточные потребительские характеристики передачи данных. Они не хотят переплачивать за нововведения, что заставляет и оператора нести издержки при обслуживании телекоммуникационных сетей двух типов.

Перспективы развития оптоволоконной связи

Если массовый рынок потребления пока еще сдержанно настроен к эволюционному процессу перехода на оптоволокно, то передовые мировые корпорации уже заглядывают в будущее, которое открывают технологии оптико-волоконной связи в самых разных сферах. На текущий момент наиболее перспективными направлениями можно назвать распределенные сенсорные системы и волоконные оптические лазеры. Первая технология позволит осуществлять неразрушающий контроль строительных и инженерных сооружений с широким комплексом выходных данных анализа - в частности, с точными показателями температуры, давления и деформационных процессов объекта. Что касается оптико-волоконных лазеров, то их свойства и характеристики излучаемой волны могут обеспечить беспрецедентные возможности при физической обработке твердотельных материалов.

Заключение

Связь на базе оптоволоконной технологии при всех негативных факторах применения расширяет спектр своего охвата. В немалой степени этому способствовал технологический формат сети GPON, представляющей собой оптимизированную концепцию магистральных линий оптико-волоконной связи. «Ростелеком», как одна из крупнейших телекоммуникационных компаний в России, сделала большой шаг в технологическом освоении данного формата. На сегодняшний день она выполняет прокладку линий без промежуточных усилительных узлов на расстояния от 20 до 60 км с поддержкой скорости до 1,25 Гб/с. И это лишь один из возможных форматов использования оптоволокна в сфере телекоммуникаций на сегодняшний день.

О Т Ч Е Т

По производственной практике

Сроком с 17.06.13 по 13.07.13

Выполнил Муллабаев Амирхан

Группа ЕСК 2-10

Место прохождения практики: ремонтный отдел ОсОО Акнет

Руководитель от предприятия Абдурахманов Руслан Васильевич

Руководитель от кафедры Токтогонов Самат Алмазбекович

Бишкек 2013

1. Общие сведения о базе практики

2. Об оптоволокне

3. Цель и задачи работ

4. Плюсы и минусы оптоволокна

5. Программы работ

6. Сварка оптического волокна

7. Методы производства работ

8. Монтаж ВОЛП

9. Устройство и схема сети

10. Краткое сообщение о содержании и выполнении индивидуального задания

11. Заключение

Общие сведения о базе практики

О компании.

Компания «Акнет» появилась на рынке ИКТ в Кыргызстане в 1998 году, как научно-образовательная сеть. Первостепенной задачей работы «Акнет» стало обеспечение доступа ВУЗов, научных институтов Кыргызстана к интернету. Сегодня нам удалось добиться того, что почти 90% высших учебных заведений страны входят в нашу сеть. Начата работа по подключению школ. «Акнет» планирует завести в сеть 75 средних учебных заведений в Чуйской области.

В 2011 году «Акнет» запустил новое инновационное телевидение iTV. Это не только около ста каналов в отличном цифровом качестве, но и пакет интерактивных услуг, которые превращают телевизор из статичного «ящика» в живой инструмент, отвечающий желаниям зрителя.

«Акнет» является участником глобальных проектов, таких как «Виртуальный шелковый путь», объединяющий Казахстан, Кыргызстан, Туркменистан и Узбекистан, а так же страны Кавказа (Азербайджан, Армения, Грузия). Государства-участники подключены к европейским научным образовательным сетям посредством единого спутникового канала. В планах на будущее организация многоканальной видеоконференцсвязи с использованием технологий Voice/IP и multimedia conferencing.

Стратегия

Стратегия компании строится на политике ассортимента и политике качества:

→ Мы стремимся стать самым ценным и гибким партнером для наших клиентов, предлагая конкурентоспособные решения в бизнесе ITкоммуникаций.

→ Мы предлагаем современные решения связи и безупречный сервис.

Находясь в центре бизнеса IT коммуникаций, мы близки и доступны

для наших клиентов всегда и везде.

→ Мы прилагаем все усилия для предоставления качественных, надежных услуг, самых современных решений в области связи нашим клиентам, делая их жизнь еще комфортнее.

В ближайших стратегических планах развития компании: расширение географических зон присутствия сети "Акнет"; освоение новых рынков (Чуйская и Ошская области); увеличение доли компании на рынке до 65%.

Направления деятельности

· Оператор связи «Акнет» предоставляет услуги Бесплатного web-хостинга и предлагает размещение любых WEB-ориентированных проектов (от web-представительств компаний, до частных web-страниц) на серверах, размещенных в дата-центре нашей компании на безвозмездной основе.

· Комплексные системы ip-видеонаблюдения, устанавливаемые на базе волоконно-оптической сети «Акнет» и современного цифрового оборудования.

· Новое инновационное телевидение iTV. Более 75 каналов, в том числе и весь цифровой пакет «Первого канала».

· Обеспечение доступа в интернет как крупных корпоративных клиентов, так и пользователей, жителей многоквартирных домов и частного сектора.

География

Оптоволоконная сеть «Акнет» по праву считается самой протяженной в Кыргызстане. Сегодня полностью охвачена столица республики Бишкек и его окраины, г. Кант, в ближайшей перспективе г. Кара-Балта.

Об оптоволокне

Оптоволоконная связь - связь, построенная на базе оптоволоконных кабелей. Широко применяется также сокращение ВОЛС (волоконно-оптическая линия связи). Используется в различных сферах человеческой деятельности, начиная от вычислительных систем и заканчивая структурами для связи на больших расстояниях. Является сегодня наиболее популярным и эффективным методом для обеспечения телекоммуникационных услуг.

Состоит оптоволокно из центрального проводника света (сердцевины) - стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла – оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Распространяясь по сердцевине, лучи света не выходят за ее пределы, отражаясь от покрывающего слоя оболочки. В оптоволокне световой луч обычно формируется полупроводниковым или диодным лазером. В зависимости от распределения показателя преломления и от величины диаметра сердечника оптоволокно подразделяется на одномодовое и многомодовое.

Цель и задачи работ

Работа с роутерами TP-Link, свитчами Cisco, STB-приставками для цифрового телевидения, оказание технической поддержки пользователям, контроль линии связи, выезд по заявкам абонентов, протягивание и замена волоконно-оптического кабеля, переобжим UTP cat.5e кабеля коннекторами RJ-45, установка шасси, плат медиаконвертеров, свитчей Cisco, монтаж и подключение оборудования на квартальных узлах, замена вышедших из строя плат медиаконвертеров, разбор муфт, сварка оптоволокна.

Цель работ:

Приобретение студентом практических навыков и закрепление теоретического материала.

Плюсы и минусы оптоволокна

Преимущества оптоволоконного типа связи

· Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей. Это означает, что по оптоволоконной линии можно передавать информацию со скоростью порядка 1 Тбит/с;

· Очень малое затухание светового сигнала в волокне, что позволяет строить волоконно-оптические линии связи длиной до 100 км и более без регенерации сигналов;

· Устойчивость к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий;

· Защита от несанкционированного доступа. Информацию, передающуюся по волоконно-оптическим линиям связи, практически нельзя перехватить неразрушающим кабель способом;

· Электробезопасность. Являясь, по сути, диэлектриком, оптическое волокно повышает взрыво- и пожаробезопасность сети, что особенно актуально на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска;

· Долговечность ВОЛС - срок службы волоконно-оптических линий связи составляет не менее 25 лет.

Недостатки оптоволоконного типа связи

· Относительно высокая стоимость активных элементов линии, преобразующих электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы;

· Относительно высокая стоимость сварки оптического волокна. Для этого требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование. Как следствие, при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление ВОЛС выше, чем при работе с медными кабелями.

5. Программы работ

Ознакомление с техникой безопасности, вводный инструктаж, объяснение принципов работы сети на основе волоконно-оптической линии связи, выезд к квартальным узлам, домашним узлам, к абонентам и устранение неполадок, таких как: замена платы медиаконвертера, переобжим кабеля типа витая пара. Ознакомление с приборами для работы, проверки, тестирования оптоволоконной сети оптическим рефлектометром

Похожая информация.