Преимущества и недостатки волоконно-оптической связи

Advantages and disadvantages of fiber optic communications

Автор: Аракелян Арина Гагиковна

ФГБОУ ВО «ВлГУ», Владимир, Россия

e-mail: curlyhair@yandex.ru

Arakelyan Arina Gagikovna

VLSU, Vladimir, Russia

e-mail: curlyhair@yandex.ru

Аннотация: Волоконно-оптическая связь является альтернативным методом передачи, не полагающимся на металлические системы. Рассмотрены преимущества данного вида связи, среди которых качество соединения, масштабируемость, безопасность и долгосрочная экономическая эффективность и такие значимые недостатки, как неустойчивость к разрушению, высокая стоимость установки и однонаправленность.

Abstract: fiber optic communication is an alternative transmission method that does not rely on metal systems. The advantages of this type of communication are considered, among which are the connection quality, scalability, security and long-term economic efficiency. It also has significant disadvantages such as instability to destruction, high cost of installation and unidirectionality.

Ключевые слова: оптическое волокно, электромагнитные помехи, оптоволоконный предохранитель.

Keywords: fiber optic, electromagnetic interference, fiber fuse.

Тематическая рубрика: Технические науки и технологии.

Волоконно-оптическая связь произвела революцию в телекоммуникационной отрасли. В отличие от традиционных методов передачи, которые посылают сигналы через металлические системы, волоконная оптика не является электрической по своей природе. Передающее устройство генерирует световой сигнал, который оптоволоконный кабель передает на приемник. Волоконно-оптическая нить не является активным источником, который генерирует электричество.

Волоконно-оптические соединения не ухудшаются с увеличением расстояния, в отличие от кабельной широкополосной связи и DSL, что обеспечивает постоянную наивысшую скорость передачи данных. Однако оптоволоконные соединения также имеют некоторые ограничения. Их преимущества и недостатки приведены ниже.

Преимущества волоконной оптики:

1) Качество соединения: волоконная оптика устойчива к электромагнитным помехам и имеет низкую частоту ошибок по битам. Электромагнитные помехи (EMI) - это помехи, вызванные электромагнитным излучением от внешнего источника. Эти нарушения могут прерывать или ухудшать характеристики обычного металлического кабельного соединения. Любой объект, который несет электрические токи, может создавать помехи, такими объектами могут быть линии электропередач или даже солнце. Волоконная оптика также устойчива к коррозии.

2) Масштабируемость: волоконная оптика более масштабируема, так как установить новое оборудование проще по уже проведенному волокну. Длины волн, на которых ведется передача, могут быть включены или выключены по требованию, что позволяет легко предоставлять услуги и быстро масштабировать системы для растущего бизнеса. Оптические волокна также намного меньше и легче, чем медные провода. Эти волокна, как правило, могут быть установлены с учетом необходимых расширений из расчета на следующие 15-20 лет. Кроме того, дополнительные кабели могут быть установлены позже, чтобы предоставить возможности для расширения сети.

3) Безопасность: безопасность является серьезной проблемой для современного бизнеса. Волоконная оптика не излучает сигналы, поэтому нет возможности прослушивать проходящие передачи. Нарушения также легко идентифицировать, как только они происходят, поскольку любой физический сбой в системе приведет к полному отказу системы. Вместо оборудования, размещенного в нескольких местах оптоволоконные сети позволяют располагать оборудование в одном месте. Это значительно упрощает регулирование и обслуживание.

4) Долгосрочная экономическая эффективность. Долгосрочные оптоволоконные сети не требуют таких же накладных расходов, как проводные сети. Оптоволоконные сети стоят дороже при проведении, однако способность к масштабируемости в долгосрочной перспективе перевешивает первоначальные инвестиции. Кроме того, стоимость оптоволоконных сетей уменьшается в процессе развития технологий.

Недостатки волоконной оптики:

1) Сниженная прочность: волокно тоньше и легче металлической проводки, поэтому оно делает систему более хрупкой. Поскольку оптоволоконные кабели имеют малые размеры, они могут быть случайно обрезаны во время ремонта или здания. Так как оптоволоконные кабели могут передавать гораздо больше данных, чем металлические сети, меньшее количество кабелей обслуживает большее количество людей. Это означает, что случайное повреждение одного кабеля может нарушить обслуживание большого количества предприятий и частных лиц. Волокна также чувствительны к изгибу, что затрудняет укладку волокон по углам. Волоконно-оптические сети также подвержены радиационному повреждению или химическому воздействию.

2) Краткосрочная экономическая эффективность. Несмотря на то, что в долгосрочной перспективе затраты ниже, затраты на установку оптоволокна все еще значительны. Часто требуется специальное испытательное оборудование, а также установщики, обладающие знаниями в области прокладки оптоволоконной сети. Конечные точки оптоволокна и соединения также требуют специального оборудования и настройки. Кроме того, может потребоваться специальное оборудование для диагностики неисправностей  волоконно-оптической сети, что требует более дорогостоящих ремонтных работ в случае повреждения кабелей.

3) Оптоволоконный предохранитель: при высокой мощности оптоволоконные сети чувствительны к повреждениям, которые происходят при попадании большого числа фотонов на область «несовершенства» волокна. Это может привести к разрушению кабеля большой длины за короткое время.

4) Однонаправленное распространение света: оптоволоконные кабели также ограничены в том смысле, что они могут распространять свет только в одном направлении. Если двунаправленная связь является необходимой частью передачи информации в сети, для обеспечения двунаправленного распространения информации необходимо проложить два параллельных кабеля.

Несмотря на то, что оптоволоконные сети обладают рядом недостатков, соответствующая технология быстро развивается, ежегодно снижая стоимость данного вида сетей. Ожидается, что к 2021 году совокупный годовой темп роста оптоволоконной промышленности составит 9,8%.

Список литературы:

1. Иванов А.Б. Волоконная оптика. Компоненты, системы передачи, измерения. - М.: SYRUS SYSTEMS, 2009. - 671 с.

2. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. - М.: ЛЕСАРарт, 2003. -288с.

3. Гауэр Дж. Оптические системы передачи. Пер с англ. - М.: Радио и связь, 2009. - 501 с.