Fibră optică. Teorie și practică
David Bailey, Edwin Wright
1.2. Comparație între sistemele cu fibră optică și cablu
Fără îndoială, tehnologia cu fibră optică va deveni principalul mijloc de comunicare în viitor. Este unul dintre motivele pentru creșterea masivă a telecomunicațiilor internaționale și efectul "stoarcerii planetei". Bazându-se pe această tehnologie, Internetul a fost capabil să devină un instrument inestimabil de informare, așa cum este astăzi. Cu toate acestea, contrar opiniei populare, acest lucru nu este un panaceu. Sistemele cu fibră optică au încă multe limitări și obstacole care trebuie depășite. Înainte de a începe discutarea teoriei transmisiei prin fibră optică, să comparăm cablurile tradiționale și fibrele optice și să evaluăm avantajele și dezavantajele acestora.
1.2.1. banda de trecere
Astăzi, cablurile cu fibră optică au o lărgime de bandă foarte mare, cu viteze de transmisie de până la 40 Gbit / s, deja în vigoare astăzi, și peste 100 Gbit / s, așteptate în viitorul apropiat. Factorii care limitează creșterea ratelor de transmisie sunt în prezent: în primul rând, timpul de răspuns al surselor și detectoarelor pentru rate mari de date este mare în comparație cu perioadele de impulsuri; în al doilea rând, apropierea lungimii de undă a luminii de perioada pulsului, ceea ce provoacă probleme de diferențiere în detectoare. Tehnicile de multiplexare pentru mai multe lungimi de undă într-o singură fibră (denumită WDM, multiplexarea diviziunilor) măresc rata de transmisie totală pe o singură fibră la mai multe Tb / s.
Cablurile coaxiale cu diametrul de până la 8 cm pot asigura viteze de transmisie de până la 1 Gbps la distanțe de până la 10 km. Factorul de limitare este costul foarte ridicat al cuprului.
Un studiu important este în prezent în curs de desfășurare pentru a crește viteza de transmisie prin cabluri cu perechi răsucite. Astăzi, în multe rețele locale, viteze de 100 Mbit / s sunt destul de frecvente. Sistemele comerciale care funcționează la viteze de până la 1 Gbit / s sunt, de asemenea, disponibile. După testele de laborator efectuate la viteze de 10 Gbit / s, produsele corespunzătoare sunt pregătite pentru eliberarea comercială. Motivul pentru o astfel de activitate activă în acest domeniu constă în abundența infrastructurii de la deja. cablurile instalate cu o pereche de fire răsucite, care pot economisi în mod semnificativ prin săparea șanțurilor, canalizarea canalelor și instalarea de cabluri optice noi. Din acest motiv, tehnologia cablurilor cu perechi torsadate concurează cu succes cu tehnologia cu fibră optică, deoarece ambele au multe aplicații comune.
1.2.2. amestec
Cablurile cu fibră optică nu sunt deloc afectate de interferențe electromagnetice (EMI), interferențe de radiofrecvență (RFI), sirene și tensiuni de înaltă tensiune. Nu suferă de probleme de cuplare capacitivă sau inductivă. Dacă sunt proiectate corespunzător, cablurile cu fibră optică nu ar trebui să fie afectate de impulsurile electromagnetice generate de explozii nucleare și radiații de fond. (Această știre va mângâia majoritatea populației după un război nuclear!)
Cablurile normale sunt afectate de interferențe externe. În funcție de tipurile de cabluri și de gradul de ecranare, ele sunt supuse interferențelor electromagnetice și radio în grade diferite prin cuplaje inductive, capacitive și rezistive. Sistemele de comunicare bazate pe cablurile tradiționale eșuează complet sub influența impulsurilor electromagnetice ale exploziilor nucleare.
Cablurile convenționale emit și unde electromagnetice, care pot provoca interferențe în alte sisteme de comunicații prin cablu. Cantitatea de radiații depinde de magnitudinea semnalului transmis și de calitatea ecranului.
1.2.5. Izolație electrică
Cablurile cu fibră optică asigură o izolare completă galvanică între cele două capete ale cablului. Non-conductibilitatea fibrelor face cablurile insensibile la supratensiuni. Acest lucru elimină interferențele electromagnetice și eterice care pot fi cauzate de buclele de împământare, de tensiuni în fază și de defecțiunile de pământ la scurtcircuit. Cablul de fibră optică funcționează ca un izolator lung. Deoarece fibrele optice nu emit valuri și nu sunt supuse interferențelor, un alt avantaj îl reprezintă absența influenței reciproce a cablurilor (adică efectul radiației de la un cablu de comunicare pe altul, care se află lângă el).
Cablurile tradiționale, care lucrează pur și simplu pentru scopul dorit, asigură o conexiune electrică între capete. În consecință, acestea sunt susceptibile la interferențe electromagnetice și eterice de la buclele de împământare, tensiuni în fază și deplasări ale potențialului de sol. Ele sunt, de asemenea, supuse unor probleme de influență reciprocă.
1.2.4. Distanțe de transmisie
Pentru sistemele ieftine cu fibră optică ieftine, sunt posibile distanțe între repetoare de până la 5 km. Pentru sistemele comerciale de înaltă calitate, distanțele între repetoare de până la 300 km sunt acum ușor accesibile. Sistemele au fost dezvoltate (fără utilizarea repeaterilor) pentru distanțe de până la 400 km. În condițiile de laborator sunt atinse distanțe de aproape 1000 km, dar nu sunt încă disponibile pe piață. O companie europeană a spus că în prezent dezvoltă un cablu cu fibră optică care poate fi așezat de-a lungul ecuatorului pământului și fără nici un repetor el poate transmite 4 semnale de la un capăt la altul! Cum este posibil acest lucru? Atunci când se utilizează un plic ușor radioactiv, fotonii cu energie redusă excită electroni în această cochilie, care la rândul lor emit fotoni cu o energie mai mare. Astfel, apare o formă de amplificare automată. În următoarele capitole, termenii folosiți vor fi explicați cititorului.
În piața cablurilor cu pereche torsadată, la o viteză de transmisie de 4 Mbps, sunt disponibile distanțe între repetoare de până la 2,4 km. În cazul cablurilor coaxiale la viteze mai mici de 1 Mb / s între repetoare, sunt posibile distanțe de până la 25 km.
1.2.5. Dimensiunea și greutatea
În comparație cu toate celelalte cabluri pentru transmisia cablurilor, cablurile cu fibră optică sunt foarte mici în diametru și extrem de ușoare. Un cablu cu fibre optice cu patru nuclee cântărește aproximativ 240 kg / km, iar un cablu cu fibră optică cu 36 de nuclee cântărește doar aproximativ 3 kg mai mult. Datorită dimensiunilor lor mici, comparativ cu cablurile tradiționale cu aceleași dimensiuni ale lățimii de bandă, acestea sunt, de obicei, mai ușor de instalat în condițiile existente, iar timpul de instalare și costurile sunt în general mai mici, deoarece sunt mai ușor și mai ușor de utilizat.
Un cablu tradițional poate cântări de la 800 kg / km pentru un cablu cu 36 de perechi răsucite până la 5 tone / km pentru cablu coaxial de înaltă calitate cu diametru mare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: