Оптико волоконные линии связи проходят

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) относятся к новому поколению способов передачи информации. Они пришли на смену традиционным медным витым парам и постепенно вытесняют их. Такое распространение технология получила благодаря высокой пропускной способности, которой обладает волоконно-оптический кабель, возможности переносить информацию на большие расстояния, активно противостоять проникновению в сеть. Исследования в области изыскания новых методов передачи информации начались в середине 20-го столетия. В 1960 году был продемонстрирован первый лазерный луч. До 1966 года велись исследования, которые подтвердили, что именно лазер является подходящим вариантом для использования в ВОЛС. Параллельно продолжались исследовательские работы по изобретению оптического волокна с низким уровнем затухания. Практическое начало создания ВОЛС относится к 1975 году. С этого времени и до сегодняшнего дня не прекращается эволюционное развитие оптических линий, улучшается их качество, расширяется спектр применения.

Технологическая сущность

• стекла;
• пластика;
• комбинированные

Сырьем для изготовления первого вида является стекло. Из этого материала производят и сердцевину кабеля, и его внешнюю оптическую оболочку. Такие линии обладают самой высокой способностью пропускать световые лучи. Поэтому их устанавливают на особо важных объектах, по которым за кратчайшее время должно проходить большое количество терабайтов информации.

Пластиковые кабели имеют более доступную стоимость, но используются в основном при прокладке локальных сетей на ограниченном пространстве. Пластик, из которого производятся внутренняя и внешняя части волокна, обладает меньшей, по сравнению со стеклом, способностью пропускать направленный луч. Также пластиковые линии параметры затухания уступают показателям стеклянных аналогов.

Средними по всем параметрам являются комбинированные варианты, где устанавливается стеклянная часть в сердцевине и внешняя из пластика.

По количеству пропускаемых световых лучей, или модов, волоконно-оптические линии связи представлены двумя вариантами:

• имеющие сердцевину небольшого диаметра, внутри него проводится один пучок. Обозначаются маркировкой SM;
• более крупным диаметром сечения обладают многомодовые кабели, которые имеют маркировку ММ. Их отличительная особенность заключается в наличии одновременно нескольких путей прохождении пучков света.

Многомодовые линии в свою очередь различаются на имеющие ступенчатый или градиентный профиль. При ступенчатой конструкции каждый мод двигается по своей траектории, с чем связано разное время прихода к концу световода. Градиентная конструкция практически устраняет задержку информации, поскольку все моды одновременно перемещаются по спиралям, имеющим волнообразную форму.

Диаметр внешнего сечения обоих видов волокон составляет 125 мкм. Оболочки многоволоконных кабелей окрашиваются в несколько разных цветов, соответствующих количеству модов, что облегчает процесс работы с ними.

Преимущества ВОЛС

Чтобы волоконно-оптическая линия связи в полной мере проявила все свои достоинства, необходимо грамотно спроектировать и технологически правильно смонтировать систему.

При профессиональном выполнении работ ВОЛС обладают следующими преимуществами по сравнению с традиционными медными кабелями:

1. Высокая несущая частотность обеспечивает способность пропуска за одну секунду информационного объема в несколько терабит;
2. Низкий уровень шума обеспечивает повышенную пропускную способность и позволяет передавать сигналы с разной модуляцией;
3. Отвечает требованиям пожарной безопасности, поскольку отличается высокой степенью устойчивости к возгоранию. Это свойство делает ВОЛС незаменимыми на предприятиях повышенной опасности (нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслей);
4. Не требуют установки дополнительного ретрансляционного оборудования на большом расстоянии (до ста километров). Это качество проявляется вследствие малого затухания сигнала внутри ВОЛС;
5. Оптические системы не создают излучения в диапазоне радиоволн, но имеют высокую степень чувствительности к колебаниям. Данное свойство значительно повышает уровень информационной безопасности предприятий, учреждений и организаций, где установлены волоконно-оптические линии связи. Несанкционированный доступ к таким системам практически невозможен. При возникновении угрозы взлома поступает сигнал от встроенной системы контроля. Эти свойства ВОЛС активно используют финансовые, военные, государственные структуры, которые нуждаются в качественной защите от утечки секретной информации;
6. Система из оптического кабеля обладает устойчивостью к окислению, повышенной влажности и электромагнитному излучению. Это гарантирует долгий срок эскплуатации и особую надежность;
7. Экономическая выгода от установки ВОЛС очевидна: само волокно стоит дороже медных аналогов, но устраняется необходимость устанавливать ретрансляторы через каждые несколько километров сети. Таким образом в крупных системах и при большой протяженности линий, намного дешевле обойдется монтаж и обслуживание ВОЛС;
8. Срок эксплуатации при постоянной загруженности исчисляется 25 годами. После гарантированного периода могут снижаться показатели способности пропуска информационного потока;
9. По сравнению с традиционными медными кабелями, вес оптики меньше в четыре раза. Намного ниже и занимаемый объем оптических кабелей.

На основании перечисленных выше положительных характеристик волоконно-оптических линий связи можно сделать вывод, что этот вид передачи информации имеет большие перспективы. В локальных сетях можно постоянно наращивать вычислительные способности, при этом не тратить средства на замену установленных ранее коммуникаций. Всего лишь необходимо только смонтировать современное оборудование с возможностями активно и быстро передавать, надежно защищать огромный поток информации.

Особенности монтажа ВОЛС

Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам и особым техническим свойствам волоконно-оптический кабель может прокладываться как внутри помещений, так и снаружи.
Внутрення система объединяет в единую систему отдельные рабочие места при помощи горизонтальной разводки и соединительных шнуров. На открытом пространстве линии соединяют отдельные объекты.
Для монтажа ВОЛС используются разные виды соединительных механизмов. Они делятся на два типа:

Монтаж оптики разъемного типа осуществляется при помощи специальных коннекторов. Это влечет дополнительные расходы на их приобретение. А в процессе эксплуатации наблюдается увеличение оптических потерь, если соединителей слишком много.

Наиболее приемлемым вариантом наращивания кабелей специалисты считают неразъемное соединение. Для него используются механические соединители, а также методы склеивания и сварка. Выбор определенной технологии зависит от назначения линии и условий, в которых она будет функционировать.

Методики соединения оптических кабелей

Технология склеивания оптического кабеля проходит в несколько этапов. Для этого используется специальное оборудование и инструменты. Первой операцией является зачистка концов кабеля от защитного и гидрофобного покрытия. Затем участки кабелей помещаются в коннектор, в специальное отверстие которого дозатором или шприцем вводится клей на основе эпоксида. Сушка производится в производственной печи, где температура нагрева достигает 100 градусов по Цельсию.

Выдержав определенное время до застывания клеевого слоя, кабель подвергается очистки от избытка клея. Затем под микроскопом специалисты проводят шлифовальные и полировальные работы. Данная операция может выполняться руками специалистов или с использованием полировальной машинки.

Чтобы получить максимально качественное соединение, особенно при необходимости получения ВОЛС с высокой скоростью прохождения, применяется сварка волокон. Технология предусматривает сваривание концов разными методами:

• газовой горелкой;
• электрическим зарядом;
• с использованием лазерного излучения.

Сварка оптики лазерным методом гарантирует отсутствие примесей и высокий скоростной показатель при прохождении пучка без потери качества сигнала. Для сварки оптических волокон многомодового типа чаще всего применяют газовую горелку.

К самым распространенным методам относится электросварка. Ее осуществляют при помощи сварочного аппарата. Аппараты для сварки могут работать в полуавтоматическом или автоматическом режиме. Скорость операции зависит от типа волокна. Аппараты сами приспосабливаются под работу с определенным волокном. С целью контроля качества соединения многие современное сварочное оборудование оснащается программами для тестирования.

По окончании сращивания на соединенный участок кабеля одевается защитная трубка, обеспечивающая дополнительную устойчивость к механическим повреждениям, возможным в процессе прокладки и эксплуатации.

В ограниченных по площади помещениях часто применяют ручное соединение кабеля. Его можно произвести на маленьком монтажном столе. Соединительным инструментом является слайс. Это — небольшое приспособление, в котором есть каналы ввода и фиксации волокна.

После проведения операции место соединения защищается специальной муфтой. Монтаж муфты ВОЛС — наиболее частый прием при ремотно-восстановительных работах на линии. Преимуществом установки муфт является возможность их многократного использования, а также обеспечение высокого уровня защиты и герметизации срощенного кабеля.

Особенности использования муфт

Монтаж муфты ВОЛС осуществляется в условиях специализированных лабораторий, где соблюдается температурный режим и гарантируется точность проведения работ. Учитывая данную особенность проведения соединительных работ, с обеих сторон от муфты оставляется технологический запас кабеля не менее 1,5 метров.

Муфта представляет собой короб с отверстиями для ввода кабеля. Также предусматривается возможность при необходимости подключить оборудование по контролю работы и измерению уровня сигнала на линии.

Наиболее часто используемыми являются муфты тупиковой конструкции. В них можно завести три и более оптических волокна. Важной характеристикой муфты в процессе эксплуатации является возможность вскрытия короба при проведении ремонта на линии, а по окончании работ надежное и герметичное закрытие крышки прибора.

В грунтовом слое, внутри которого проложены волоконно-оптические линии связи, над муфтами устанавливаются электронные маркеры, позволяющие быстро найти место соединения кабеля и произвести необходимые ремонтные работы.

Оборудование для ввода ВОЛС

В местах ввода волоконных кабелей на объекты устанавливаются специальные конструкции шкафного или стоечного типа. Шкафы относятся к закрытым конструкциям. Они могут иметь разные размеры, выбор которых зависит от количества вводящих, выводящих кабелей. Стоечные конструкции имеют открытый вид. Оба типа телекоммуникационных устройств монтируются на небольшом расстоянии от оборудования для передачи — приема сигнала.

В шкафах стационарно установлены оптические шнуры с соединителями. К ним посредством сварки присоединяются волоконно-оптические кабели. Вторые концы соединительного шнура закрепляются непосредственно на местах ввода или вывода оптического сигнала на специальном оборудовании.

К передающим или принимающим устройством волоконно-оптические линии связи присоединяются при помощи коннекторов. По принципу деятельности коннекторы можно упрощенно сравнить с вилкой и розеткой электрической сети.

Разница состоит в том, что соединяются два оптических волокна. Причем соединение должно быть достаточно плотным (допускаемое отклонение — не более одного микрона), чтобы не наблюдалось потерь качества передачи-приема информации.

Материалом для изготовления коннекторов является керамика. Оптический кабель проходит четко посередине соединителя. Для удобства использования выпускается несколько типов соединительных коннекторов. Принцип их действия одинаковый. Различна только форма и тип крепления к гнезду.

При необходимости подключения двух кабелей одновременно применяются спаренные коннекторы. Их внешняя конструкция изготавливается из прочной пластмассы, а сами наконечники — керамические. Чтобы присоединить несколько коннекторов, используются розетки — штекеры.

При использовании современных, высокотехнологичных волоконно-оптических линий связи обеспечивается высокая скорость и точность передачи информации, качественный прием телефонного и телевизионного сигнала. Все компьютеры, заключенные в локальную сеть, демонстрируют одинаковый скоростной режим загрузки Интернет.

ВОЛС (волоконно-оптические линии связи)

Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).

Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.

Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.

Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.

Преимущества ВОЛС

При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:

• Высокую пропускную способность за счёт высокой несущей частоты. Потенциальная возможность одного оптического волокна – несколько терабит информации за 1 секунду.
• Волоконно-оптический кабель отличается низким уровнем шума, что положительно сказывается на его пропускной способности и возможности передавать сигналы различной модуляции.
• Пожарная безопасность (пожароустойчивость). В отличие от других систем связи, ВОЛС может использоваться безо всяких ограничений на предприятиях повышенной опасности, в частности на нефтехимических производствах, благодаря отсутствию искрообразования.
• Благодаря малому затуханию светового сигнала оптические системы могут объединять рабочие участки на значительных расстояниях (более 100 км) без использования дополнительных ретрансляторов (усилителей).

• Информационная безопасность. Волоконно-оптическая связь обеспечивает надёжную защиту от несанкционированного доступа и перехвата конфиденциальной информации. Такая способность оптики объясняется отсутствием излучений в радиодиапазоне, а также высокой чувствительностью к колебаниям. В случае попыток прослушки встроенная система контроля может отключить канал и предупредить о подозреваемом взломе. Именно поэтому ВОЛС активно используют современные банки, научные центры, правоохранительные организации и прочие структуры, работающие с секретной информацией.
• Высокая надёжность и помехоустойчивость системы. Волокно, будучи диэлектрическим проводником, не чувствительно к электромагнитным излучениям, не боится окисления и влаги.
• Экономичность. Несмотря на то, что создание оптических систем в силу своей сложности дороже, чем традиционных СКС, в общем итоге их владелец получает реальную экономическую выгоду. Оптическое волокно, которое изготавливается из кварца, стоит примерно в 2 раза дешевле медного кабеля, дополнительно при строительстве обширных систем можно сэкономить на усилителях. Если при использовании медной пары ретрансляторы нужно ставить через каждые несколько километров, то в ВОЛС это расстояние составляет не менее 100 км. При этом скорость, надёжность и долговечность традиционных СКС значительно уступают оптике.

• Срок службы волоконно-оптических линий составляет полрядка четверти века. Через 25 лет непрерывного использования в несущей системе увеличивается затухание сигналов.
• Если сравнивать медный и оптический кабель, то при одной и той же пропускной способности второй будет весить примерно в 4 раза меньше, а его объём даже при использовании защитных оболочек будет меньше, чем у медного, в несколько раз.
• Перспективы. Использование волоконно-оптических линий связи позволяет легко наращивать вычислительные возможности локальных сетей благодаря установке более быстродействующего активного оборудования, причем без замены коммуникаций.

Область применения ВОЛС

Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.

К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.

Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.

Технологии соединения ВОЛС

Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.

Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).

Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.

Сварка оптических волокон

Наиболее распространённой на сегодняшний день является технология сварки волокон.

Аппараты для сварки оптического волокна

Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.

Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.

Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.

После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.

Склеивание оптических волокон

Технология склеивания волокон применяется реже, в основном при производстве патч кордов и пигтейлов. Она включает несколько технологических операций. В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.

После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.

Механическое соединение оптических волокон

Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.

Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.

Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.

Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.

ВОЛС: типы оптических волокон

Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.

По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).

• Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.

• Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. В первом случае пучки света (моды) расходятся по различным траекториям и поэтому приходят к концу световода в различное время. При градиентном профиле временные задержки различных лучей практически полностью исчезают, и моды идут плавно благодаря изменению скорости распространения света по волнообразным спиралям.

Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).

Диагностика волоконно-оптических линий связи

Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео:

Примеры оборудования

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Волоконно-оптические линии связи

Волоконно-оптическая связь является новой технологией передачи информации на значительные расстояния без потери качества сигнала. Информация транслируется по специальному кабелю, а в качестве среды распространения выбраны колебания электромагнитного поля в инфракрасном оптическом диапазоне. Благодаря своей колоссальной пропускной способности, волоконно-оптические линии связи не имеют аналогов среди других способов передачи больших объемов информации.

Особенности проектирования и монтажа ВОЛС

Проектирование волоконно-оптических линий связи является сложным и трудоемким процессом, который должен учитывать целый ряд особенностей, начиная от технической возможности проведения трассы и заканчивая количеством основного и вспомогательного оборудования, которое будет соединено в рамках сети.

Процесс проектирования и разработки линии связи можно разделить на несколько стадий:

• определение технической возможности установки;
• выбор типа кабеля и его длины;
• проведение технических расчетов на предмет выявления величины коэффициента затухания сигнала, и других важных показателей;
• выбор необходимой аппаратуры и вспомогательных средств для обеспечения бесперебойной работы сети и соответствия стандартам передачи информации;
• проектирование и прокладка трассы. Монтаж волоконно-оптических линий связи может производиться двумя способами – навесным (кабель прокладывается по воздуху на уже существующих либо новых технических опорах) или подземным (для этого необходимо проделать специальные земельные работы). Выбор способа прокладки трассы зависит от климатического пояса, атмосферных условий (степень промерзания почвы, солнечная или ветровая активность), рельефа местности и других факторов;
• подготовка необходимой технической документации с указанием количества точек подключения, различные разветвления и общая трассировка (так называемая скелетная схема);
• перечень конкретных технических и аппаратных средств, задействованных в создании работоспособной линии связи (стационарные терминалы, усилители, трансиверы, муфты ответвления и другое оборудование);
• согласование проекта с заказчиком и проведение монтажных работ.

Одна из главных особенностей установки заключается в том, что волоконно-оптический канал связи в рамках проекта может достигать нескольких десятков километров, тогда как стандартная длина провода существенно меньше. Это предусматривает наличие соединений в рамках одной линии связи между сегментами кабеля. Соединить два сегмента провода можно несколькими способами:

• разъемное соединение (при помощи оптических коннекторов)

У этого способа есть одно преимущество – работы происходят достаточно быстро и не требуют специального оборудования. Главный недостаток заключается в том, что это существенно удорожает стоимость линии связи и способствует увеличению потерь сигнала при использовании большого количества соединительных элементов;

Здесь существует несколько вариантов, среди которых склеивание и сварка волоконно-оптических линий связи. Эти процессы довольно трудоемкие и требуют специального оборудования и практических навыков, но итогом является практически полное отсутствие потерь скорости передачи и монолитное соединение кабелей.

Волоконно-оптические линии связи способны служить на протяжении полувека без видимой потери качества сигнала.

Преимущества ВОЛС

Волоконно-оптические системы связи в настоящее время получили широкое распространение по всему миру, постепенно вытесняя другие проводные способы передачи данных благодаря своим особенностям и уникальным характеристикам. Основные преимущества волоконно-оптической связи:

Это одна из основных характеристик, которая важна для линии связи. Потенциал одного канала позволяет выйти на объем в несколько терабит за секунду;

По оптическому кабелю можно передавать сигналы различной модуляции;

• минимальный коэффициент затухания

Благодаря этому качеству, длина участка сети без использования дополнительных ретрансляторов или усилителей может достигать до 100 километров;

К волоконно-оптической линии практически невозможно подключится злоумышленнику – в случае физического нарушения целостности канала сигнал перестанет проходить сквозь кабель, а надежное кодирование убережет от перехвата информации при помощи программных средств. Дополнительно система безопасности предупредит о попытке проникновения и взлома. Именно благодаря такой особенности, оптические кабели используют различные организации (правоохранительные органы, банки, исследовательские компании), которые работают с секретными данными;

Благодаря своему строению и используемым материалам, оптико-волоконные кабели не поддерживают горение и не приводят к образованию искры. Это позволяет использовать их на химических, нефтеперерабатывающих и других предприятиях с повышенным уровнем пожарной опасности;

Несмотря на то, что стоимость прокладывания линии довольно высокая, она все равно будет дешевле и качественнее, чем традиционное соединение с использованием медного кабеля. Дополнительно стоит учесть минимальные расходы на усилители сигнала, особенно, если речь идет о больших участках магистралей. Для сравнения, ретрансляторы при стандартном подключении должны устанавливаться каждые 5-7 километров, а при использовании оптико-волоконного кабеля – каждые 100 километров;

• надежность и долговечность

При использовании соединения в стандартных климатических условиях, срок службы кабеля и соединительного оборудования будет примерно в два раза больше, чем при эксплуатации медного кабеля.

Благодаря этим преимуществам линии связи на основе оптико-волоконных соединений пользуются большой популярностью в наше время по всему миру.

ООО «РЕСКОМ» осуществляет весь перечень работ по проектированию и монтажу ВОЛС, располагая для этого всем необходимым оборудованием, а также кадрами.

Что такое волоконно-оптические линии связи, или ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — важный компонент современной телекоммуникационной инфраструктуры и основа для современной СКС (структурированной кабельной системы). С их помощью передаются данные, аудио- и видеосигналы на высоких скоростях. В этой статье мы рассмотрим различные аспекты ВОЛС: компоненты и особенности, области применения и принципы работы, преимущества и недостатки.

Компоненты ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи состоят из нескольких ключевых компонентов, которые способствуют эффективной передаче оптических сигналов. К ним относятся:

• волоконно-оптические кабели — состоят из одной или нескольких тонких нитей стеклянных или пластиковых волокон, служат средой для передачи световых сигналов,
• передатчики — устройства, преобразующие электрические сигналы в оптические, пригодные для передачи по оптоволоконным кабелям,
• приемники — принимают оптические сигналы и преобразуют их обратно в электрические сигналы для дальнейшей обработки,
• коннекторы — устройства, которые используются для соединения волоконно-оптических кабелей или подключения их к другим оптическим устройствам,
• копплеры и сплиттеры — устройства разделяют или объединяют оптические сигналы в целях распределения или мультиплексирования,
• усилители — увеличивают силу оптических сигналов для преодоления потерь при передаче и расширения зоны действия линий связи.
• маршрутизаторы — устройства, которые координируют отправку данных конкретным абонентам, сетям,
• коммутаторы — распределяют большие объемы данных между группами конечных потребителей.

Устройство линий волоконно-оптической связи

Структура ВОЛС состоит из нескольких элементов, которые работают вместе, чтобы обеспечить передачу оптических сигналов.

Волоконно-оптический кабель — основной компонент линий связи. Сердцевина — центральная часть оптического волокна, по которой проходят световые сигналы. Ее диаметр составляет примерно 62,5 микрон. Она окружена плакирующим слоем, который имеет немного меньший коэффициент преломления, чем сердцевина. Разница в показателях преломления между сердцевиной и оболочкой обеспечивает явление полного внутреннего отражения, которое удерживает свет в пределах сердцевины.

Оболочка — это внешний слой оптоволоконного кабеля. Она обеспечивает общую защиту кабеля, защищая его от влаги, износа и химикатов. Диаметр внешней оболочки — 125 мкм, материал зависит от конкретного применения.

Оптическое волокно дополнительно защищено специальным покрытием, часто из таких материалов, как акрилат или полиимид. Защитное покрытие обеспечивает механическую прочность, помогает сохранить целостность волокна, защищает от влажности, коррозии и физических повреждений. В некоторых оптоволоконных кабелях вокруг каждого отдельного волокна наносится буферный слой, обеспечивающий дополнительную защиту и гибкость волокна. Это облегчает его транспортировку и монтаж.

Адаптеры или оптические розетки используются для соединения волоконно-оптических кабелей или их подключения к оптическим устройствам, таким как передатчики, приемники или муфты.

Сплайсы нужны для постоянного соединения двух оптических волокон вместе. Существуют различные виды сращивания — например, плавление волокон или механическое сращивание, при котором используются специализированные соединители или зажимы для выравнивания и фиксации.

Особенности технологии

Когда информация передается через волоконно-оптическую связь, носителем сигнала выступает электромагнитное излучение оптического диапазона. Пропускная способность оптических каналов выше систем на основе медных кабелей. ВОЛС предоставляют широкополосную передачу сигналов и позволяют передавать большие объемы данных на высоких скоростях.

Компактный размер и малый вес оптоволоконных кабелей делает их более простыми в установке и обращении — они намного меньше и легче своих медных аналогов. А высокие изоляционные характеристики позволяют без помех подключать устройства, заземленные на разных этажах или секциях здания. Для удобства работы с кабелями используют цветовое кодирование. В зависимости от типа и применения кабелям присваиваются цветовые коды, помогающие в идентификации.

ВОЛС гарантирует повышенную безопасность — кабели изготавливаются из негорючих материалов, что снижает риск возгорания и гарантирует надежную работу в опасных средах. Также они не излучают радиоволн, обеспечивая защиту от подслушивания и помех.

Классификация оборудования ВОЛС

ВОЛС можно классифицировать в зависимости от области применения и условий эксплуатации.

По области применения:

• кабели для наружной прокладки используют при установлении соединений между различными объектами сети: зданиями, вышками сотовой связи и ЦОД,
• кабели, предназначенные для использования внутри помещений, обеспечивают высокоскоростное соединение внутри зданий, офисов и жилых комплексов,
• кабели для шнуров используются для разводки кабелей.

По условиям эксплуатации:

• магистральные кабели образуют основу сети, передавая сигналы на большие расстояния между основными узлами или центрами коммутации,
• монтажные кабели применимы для соединения устройств в пределах определенного места — например, ЦОД или аппаратной комнаты,
• станционные кабели обеспечивают коммуникацию между различными подсистемами, в пределах конкретной станции или объекта,
• зональные кабели используются для обеспечения связи в пределах определенной зоны или области — например, этажа или отдела в здании.

Волоконно-оптические линии связи

Объединяйте серверы или облака на разных площадках без затрат на строительство и содержание сети.

Преимущества ВОЛС

1. ВОЛС обеспечивает минимальную дисперсию сигнала и низкие потери, благодаря чему сигнал передается на большие расстояния без ухудшения качества.
2. Оптоволоконные кабели обеспечивают быстрый и надежный доступ в интернет. ВОЛС значительно увеличили доступную пропускную способность интернет-соединений.
3. Оптоволокно не излучает обнаруживаемых сигналов, обеспечивая высокий уровень безопасности от несанкционированного доступа или вмешательства. Также оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным помехам: целостность сигнала не теряется даже при наличии рядом электрического или радиочастотного оборудования.
4. Волоконно-оптические кабели меньше и легче медных, что упрощает установку и обслуживание и делает их более экономически эффективными. Помимо этого, они не проводят электрический ток, за счет чего устойчивы к пожарам и взрывам.
5. При соблюдении требований по эксплуатации срок службы оптоволоконных кабелей составляет не менее 25 лет.

Недостатки ВОЛС

1. Волоконно-оптические кабели и сопутствующее оборудование относительно дороги в производстве по сравнению с традиционными системами на основе меди.
2. Они хрупкие и требуют осторожного обращения при установке и обслуживании во избежание повреждений.
3. В некоторых отдаленных или слаборазвитых регионах может быть недоступна инфраструктура, необходимая для оптоволоконной связи.

Принципы работы с оптоволоконными кабелями: виды соединения

Работа с волоконно-оптическими кабелями включает в себя различные технологии соединения:

• сварка оптических волокон, известная как сплайсинг, предполагает неразъемное соединение двух волокон с помощью тепла — применяется в случаях, где длина прогона требует более одного кабеля,
• при склеивании используются клеи или механические приспособления для соединения волокон — такой способ применим для быстрого ремонта или тестирования,
• механические соединители обеспечивают быстрое временное соединение волокон без необходимости использования специализированного оборудования.

Проектирование, монтаж, диагностика и обслуживание ВОЛС

Проектирование и монтаж ВОЛС требуют рассмотрения таких параметров, как маршрут прокладки кабеля, топология сети, целостность сигнала и будущая масштабируемость. Правильные методы установки и соблюдение промышленных стандартов важны для оптимальной производительности и надежности.

Обслуживание и устранение неисправностей ВОЛС включает в себя тестирование оптоволоконного кабеля, обнаружение и устранение неисправностей, оптимизацию сигнала и мониторинг сети.

Диагностика волоконно-оптических линий связи подразумевает анализ качества сигнала, выявление неисправностей, измерение затухания, обнаружение обрывов и проверку общей производительности системы. Оптические рефлектометры и измерители оптической мощности — широко используемая аппаратура для диагностики. Главный принцип работы этих приборов — анализ отраженных оптических импульсов, которые инструмент излучает в оптоволокно.

Заключение

Появление ВОЛС значительно ускорило передачу данных, голоса и видеосигналов в современных сетях связи. Мы ежедневно пользуемся устройствами, которые подключаются к интернету через оптоволоконные кабели. Большинство цифровых адресов работают в том числе благодаря оптоволокну. Благодаря возможностям высокоскоростной передачи информации, компактным размерам и повышенной безопасности ВОЛС стали предпочтительным выбором для телекоммуникационной инфраструктуры.