Волоконно-оптическая линия передачи — это… Что такое Волоконно-оптическая линия передачи?

Волоко́нно-опти́ческая ли́ния переда́чи (ВОЛП), Волоко́нно-опти́ческая ли́ния свя́зи (ВОЛС) — волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне.

Элементы ВОЛП

Активные компоненты

• Мультиплексор/Демультиплексор — широкий класс устройств, предназначенных для объединения и разделения информационных каналов. Мультиплексоры и демультиплексоры могут работать как во временно́й, так и в частотной областях, могут быть электрическими и оптическими (для систем со спектральным уплотнением).
• Регенератор — устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.
• Усилитель — устройство, усиливающее мощность сигнала. Усилители также могут быть оптическими и электрическими, осуществляющими оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.
• Лазер — источник монохромного когерентного оптического излучения. В системах с прямой модуляцией, которые являются наиболее распространёнными, лазер одновременно является и модулятором, непосредственно преобразующим электрический сигнал в оптический.
• Модулятор — устройство, модулирующее оптическую несущую по закону информационного электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.
• Фотоприёмник (фотодиод) — устройство, осуществляющее опто-электронное преобразование сигнала.

Пассивные компоненты

• Оптический кабель, светонесущими элементами которого являются оптические волокна. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов).
• Оптическая муфта — устройство, используемое для соединения двух и более оптических кабелей.
• Оптический кросс — устройство, предназначенное для оконечивания оптического кабеля и подключения к нему активного оборудования.

Преимущества ВОЛП

Волоконно-оптические линии обладают рядом преимуществ перед проводными (медными) и радиорелейными системами связи:

• Малое затухание сигнала (0,15 дБ/км в третьем окне прозрачности) позволяет передавать информацию на значительно большее расстояние без использования усилителей. Усилители в ВОЛП могут ставиться через 40, 80 и 120 километров, в зависимости от класса оконечного оборудования.
• Высокая пропускная способность оптического волокна позволяет передавать информацию на высокой скорости, недостижимой для других систем связи.
• Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены слабому электромагнитному воздействию.
• Информационная безопасность — информация по оптическому волокну передаётся «из точки в точку».
• Высокая защищённость от межволоконных влияний — уровень экранирования излучения более 100 дБ. Излучение в одном волокне совершенно не влияет на сигнал в соседнем волокне.
• Пожаро- и взрывобезопасность при изменении физических и химических параметров
• Малые габариты и масса

Недостатки ВОЛП

• Относительная хрупкость оптического волокна. При сильном изгибании кабеля (особенно, если в качестве силового элемента используется стеклопластиковый пруток) возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин.
• Сложность соединения в случае разрыва.
• Сложная технология изготовления как самого волокна, так и компонентов ВОЛП.
• Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании).
• Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования. Однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛП лучше, чем для других систем.
• Замутнение волокна с течением времени вследствие старения.

Применение ВОЛП

Достоинства волоконно-оптических линий обусловило их широкое применение в телекоммуникационных сетях самых разных уровней — от межконтинентальных магистралей до корпоративных и домашних компьютерных сетей.

Монтаж ВОЛП

Укладка кабеля

Оптический кабель для линий связи может быть уложен следующим образом:

• В кабельную канализацию или кабельный коллектор;
• Непосредственно в грунт — в предварительно подготовленную траншею или с использованием кабелеукладчика;
• Подвес кабеля — воздушная линия связи.

Для каждого случая изготавливаются специальные кабели, отличающиеся типом оболочки, брони, допустимым растягивающим усилием и другими параметрами.

Монтаж муфт и кроссов

Для сращивания оптических кабелей применяются оптические муфты, представляющие собой пластиковые контейнеры, внутри которых расположена сплайс-пластина, удерживающая оптические волокна.

Оптический кросс представляет собой устройство, посредством которого осуществляется соединение оптических волокон кабеля со стандартными разъёмами. Кросс выполняется в виде металлической (как правило) коробки, на внешней панели которой находятся оптические разъёмы, а внутри — сплайс-пластина. Соединение разъёмов кросса с волокнами кабеля осуществляется с помощью пигтейлов — коротких кусков оптического волокна с разъёмами. Разъём пигтейла с внутренней стороны кросса соединяется с внешним разъёмом кросса, а другой конец приваривается к волокну оптического кабеля.

Оптические кроссы могут изготавливаться для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку, монтажа на стену и в других исполнениях. Кроссы могут иметь возможность открываться без демонтажа или не иметь таковой.

Сварка оптических волокон осуществляется в полуавтоматическом режиме специальными сварочными аппаратами.

Взаимодействие ВОЛП с сильным электромагнитным излучением

Сильное электромагнитное излучение способно вносить межканальные помехи в системах HDWDM и приводить к увеличению количества ошибок.

Данное явление характерно в системах телематики на железной дороге, где ВОЛП прокладывается на опорах контактной сети в непосредственной близости от контактного провода. Ошибки появляются в моменты переходных процессов, например, при коротком замыкании. Данное явление объясняется эффектами Керра и Фарадея.

См. также

Примечания

Ссылки

ВОЛС — это… Что такое ВОЛС?

Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) представляет собой волоконно-оптическую систему, состоящую из пассивных и активных элементов, предназначенных для передачи оптического сигнала по оптоволоконному кабелю.

Элементы ВОЛС

Схема волоконно-оптической линии связи

• оптический кабель — состоит из оптических волокон, находящихся под общей защитной оболочкой. Наружняя оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов.
• Мультиплексор/Демультиплексор — для объединения нескольких каналов в один для передачи его по оптоволокну.
• Регенератор — ставится на магистрали для усиления сигнала.
• лазер — для формирования первоначального оптического сигнала с целью его последующей передачи по кабелю;
• датчики — для приёма сигнала на концах оптоволоконного кабеля.

Иногда в состав ВОЛС и их системы также включают конвертер (преобразователь) информационной среды, передающий принятый датчиками оптический сигнал для последующей передачи по кабелям наподобие UTP либо по оптическим кабелям с другими характеристиками.

Монтаж ВОЛС

Применение ВОЛС

ВОЛС могут как образовывать новую сеть, так и служить для объединения уже существующих сетей — участков магистралей оптических волокон, объединённых физически — на уровне световода, либо логически — на уровнях протоколов передачи данных.

В случае объединения на физическом уровне используется сварка волокна или механическое соединение, позволяющее создать физическое соединение между отправителем и получателем сигнала, что даёт высокий уровень безопасности отправляемым данным.

В случае объединения на логическом уровне применяются протоколы маршрутизации, реализованные в соответствии со стандартами (разработками) вычисляемых векторов коммутации пакетов данных.

ВОЛС целесообразно использовать при объединении локальных сетей в разных зданиях, в многоэтажных и протяжённых зданиях, а также в сетях, где предъявляются особо высокие требования к информационной безопасности и защите от электромагнитных помех. В настоящее время ВОЛС считаются самой совершенной физической средой для передачи информации.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Введение. Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС)

Весьма перспективно применение волоконно-оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания абонентов. В настоящее время по всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей под землей, по дну рек, на ЛЭП, в тоннелях и коллекторах.

Основные преимущества систем волоконно-оптической связи перед традиционными системами связи состоят в следующем:

      – Широкая полоса пропускания — обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания — это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой  другой средой передачи информации.

      – Малое затухание. Выпускаемое в настоящее оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и низкий уровень дисперсии позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100 км и более.

      – Помехозащищенность. Волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи, электродвигательные установки и т. д.).

      – Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания, путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.

      – Высокая защищенность от несанкционированного доступа. Передаваемую по ВОК информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи, так как волокно не излучает в радиодиапазоне. Существуют системы мониторинга целостности оптической линии связи, которые используя свойства высокой чувствительности волокна, могут мгновенно отключить «взламываемый» канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы, использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам, так и разной поляризации) имеют очень высокую чувствительность к колебаниям, к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных, банковских и некоторых других специальных службах, предъявляющих повышенные требования к защите данных.

      – Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например, 900-парный телефонный кабель диаметром 7,5 см, может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно «одеть» во множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней, диаметр такого ВОК будет 1,5 см, что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.

      – Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических «земельных» петель, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети, связанные медным кабелем, имеют заземления в разных точках здания, например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.

      – Экономичность. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК.

      – Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемо-передающих систем.

      – Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако, в этих случаях можно использовать смешанный кабель, когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом.

Волоконно-оптические линии связи

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — вид связи, при котором передача данных осуществляется посредством оптического волокна. Оно представляет собой тонкие нити, выполненные из прозрачного материала (стекла или пластика). По ним можно передать информацию с высокой скоростью на длинные расстояния за счёт преломления света.

Оптическое волокно включает в себя сердцевину, которую изготавливают из оптически прозрачного материала, и внешнюю оболочку, имеющую отличный от сердцевины показатель преломления. За счёт этого свет многократно отражается от оболочки к сердцевине, что позволяет свету без потери энергии распространяться на большие дистанции. Информация кодируется в электрический сигнал, который через передатчик преобразовывается в световой пучок. После прохождения по оптическому волокну пучок снова превращается сначала в электрический сигнал с помощью специального приёмника, а потом этот сигнал преобразуется в цифровой.

Несколько оптических волокон с различными укрепляющими элементами объединяют в волоконно-оптический кабель, покрытый, в свою очередь, оболочкой, защищающей от внешнего воздействия. Кроме такого кабеля, являющегося связующим пассивным элементом волоконно-оптической системы связи, существуют также активные элементы, предназначенные для преобразования, усиления и защиты сигнала.

Достоинства

Волоконно-оптическая система связи активно вытесняет обычные медные кабели. И неспроста, ведь она имеет множество преимуществ.

• Небольшая цена. Волоконно-оптический кабель более чем в два раза дешевле медного аналога.
• Большая пропускная способность. Позволяет добиться высокой скорости передачи сигнала.
• Малое затухание сигнала. Позволяет проводить сигнал на большие расстояния.
• Малые размеры и вес. При одинаковой пропускной способности намного легче и компактнее обычных кабелей.
• Стойкость к любым помехам и отсутствие каких-либо излучений. Обеспечивает высокое качество сигнала и информационную безопасность.
• Оптоволокно не проводит электричество. Это снижает пожароопасность таких кабелей, благодаря чему волоконно-оптические линии связи могут быть использованы даже на предприятиях с высоким уровнем опасности.
• Высокая прочность и устойчивость к низким и высоким температурам. Позволяет использовать оптоволоконные кабели практически в любой среде, даже под водой, и продлевает их срок службы.

Использование

На сегодняшний момент волоконно-оптические линии связи являются самым лучшим способом связи и передачи данных. Основная область применения — телекоммуникационные сети. Волоконно-оптические линии связи применяют для передачи сигналов кабельного телевидения, для обеспечения услуг телефонной связи и доступа к интернету. Также их используют для сопряжения центров обработки данных, в вычислительных сетях, в автоматизированных системах и системах жизнеобеспечения. Кроме того, для систем видеонаблюдения.

При создании структурированной кабельной системы (локальная сеть) тоже используются волоконно-оптические линии связи. Такие системы монтируются для объединения разных зданий или одного большого здания. Волоконно-оптические линии связи применяются и в качестве магистральных и трансокеанских линий связи.

Элементы волоконно-оптических линий связи

Пассивные

• Волоконно-оптический кабель. Является основным связующим элементом волоконно-оптических линий связи.
• Муфта. Устройство, которое соединяет оптические кабели.
• Кросс. Устройство для разъёмного подключения оптического кабеля и оптических шнуров. Осуществляется при помощи оптических розеток.
• Пигтейл (монтажный шнур). Кабель, на одном конце которого коннектор (разъём).
• Патч-корд (коммутационный шнур). Кабель с разъёмами на концах. Может быть соединительным (разъёмы одинаковые) или переходным (разные разъёмы). Может быть не длиннее 5 м.

Активные

• Модулятор. Устройство, преобразовывающее электрический сигнал в оптический.
• Регенератор. Восстанавливает форму светового импульса после его прохождения по волоконно-оптическому кабелю.
• Лазер. Источник оптического излучения. В некоторых системах может выполнять функции модулятора.
• Усилитель. Устройство, усиливающее сигнал. Используется при передаче сигнала на длинное расстояние.
• Мультиплексор и демультиплексор. Устройства, объединяющие и разделяющие информационные каналы при передаче разных сигналов одновременно.
• Фотоприёмник. Устройство, преобразовывающее оптический сигнал в электрический.

Проектирование, монтаж и обслуживание волоконно-оптических линий связи.

Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) — это вид системы передачи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием «оптическое волокно».

Оптоволоконные сети безусловно являются одним из самых перспективных направлений в области связи. Пропускные способности оптических каналов на порядки выше, чем у информационных линий на основе медного кабеля. Кроме того оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным полям, что снимает некоторые типичные проблемы медных систем связи. Оптические сети способны передавать сигнал на большие расстояния с меньшими потерями. Несмотря на то, что эта технология все еще остается дорогостоящей, цены на оптические компоненты постоянно падают, в то время как возможности медных линий приближаются к своим предельным значениям и требуются все больших затрат на дальнейшее развитие этого направления.

Комплекс услуг:

• проектирование ВОЛС;
• монтаж ВОЛС
• техническое обслуживание ВОЛС.

Построение структурированных кабельных сетей.

Структурированные кабельные сети (СКС) являются основой телекоммуникационной системы любого современного предприятия. Это универсальная среда передачи информации, объединяющая локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д

Структурированная кабельная система предназначена для организации единой кабельной инфраструктуры, которая в дальнейшем может быть использована локальной вычислительной сетью (далее ЛВС), системами телефонии и видеонаблюдения, сетями управления, сигнализации и других систем для передачи и обработки информации

МОСЛИФТ, обладая лицензией Госстроя России предлагает полный спектр услуг в области установки и обслуживания кабельных систем на российском рынке.

Комплекс услуг:

• проектирование СКС;
• монтаж и тестирование СКС
• техническое обслуживание СКС.

 

 

Преимущества волоконно-оптических линий связи

Передача информационных потоков по волоконно-оптическим сетям имеет значительное число преимуществ по сравнению с передачей данных посредством кабеля из медных материалов. Востребованность оптоволоконных систем в последние годы растет стремительными темпами, что вполне объяснимо, ведь достоинства данного способа передачи информационных потоков достаточно весомы. Рассмотрим основные их преимущества:

1.  Высокая сопротивляемость помехам. Оптоволокно состоит из диэлектрического материала, вследствие чего оно практически не подвержено влиянию сторонних электрических систем. При эксплуатации медных кабелей зачастую встает вопрос перекрестного воздействия электромагнитных полей, чего нельзя сказать об оптоволокне.
2.  Малый объем и вес. Медные провода равной пропускной способности обладают гораздо большим весом, в сравнении с волоконно-оптическим кабелем.
3.  Широкая пропускная способность. Благодаря высокой несущей частоте полоса пропускания одного оптоволокна может составлять несколько терабит в секунду.
4.  Незначительное затухание сигнала. Современное оптоволокно иностранного и российского производства обладает затуханием равным 0.2-0.3 дБ при длине волны 1.55 км на 1 километр. Данное преимущество дает возможность сооружать участки сетевых линий длиной свыше 100 км без прерываний.
5.  Низкий уровень шума. Эта важная характеристика дает возможность увеличивать пропускную способность путем передачи сигналов разных модуляций с невысокой избыточностью кода.
6.  Повышенная защита информации. ВОЛС обладают надежной защитой от утечек секретной информации и несанкционированного доступа. Обуславливается это тем, что система лишена излучений и обладает большой чувствительностью к различного рода колебаниям.
7. Экономичность. Невзирая на достаточно высокую цену оптоволокна, его владелец получает возможность значительно сэкономить средства. Кварцевое оптическое волокно вдвойне дешевле в сравнении с медными аналогами, к тому же при монтаже систем становится возможным экономить на ретрансляторах. В случае с оптоволоконными системами, усилители устанавливаются через 100 км, в то время, как при установке кабелей из меди это расстояние исчисляется лишь несколькими километрами.
8.  Здесь же стоит подчеркнуть, что срок работы и надежность ВОЛС гораздо выше своих аналогов. Срок бесперебойной работы оптоволокна составляет в среднем 25 лет. Примерно через такое время в системе могут начать наблюдаться незначительные затухания сигналов.
9. И, конечно же, перспективность. Применение ВОЛС дает возможность расширять функциональные возможности имеющихся сетей путем установки более современного и мощного оборудования, без необходимости замены коммуникаций.

При таком многообразии преимуществ, пожалуй, единственным недостатком является высокая цена на такого типа оборудование. Стоимость как монтажа, так и дальнейшего обслуживания таких систем стоит недешево. По большому счету исключительно этот недостаток и не позволяет должными темпами развиваться перспективным сферам применения оптического волокна в современном мире.

Волоконно-оптические линии связи для бизнеса

Волоконно-оптические линии связи в наши дни представляют собой идеальное решение для создания локальных сетей в целях объединения коммуникаций разрозненных офисов и подразделений компаний. В современном мире оперативная передача данных имеет очень большое значение, в особенности в сфере бизнеса.

Правильно выстроенная ВОЛС способна объединять большое количество рабочих мест в одну общую сеть. Установка волоконно-оптической линии связи успешно создает одинаковые условия труда для каждого отдельно взятого сотрудника. К примеру, программа 1С и другие ей подобные при использовании в условиях объединенной сети будут работать одинаково быстро. С равной скоростью станут функционировать также и другие базы данных, электронная почта и Интернет. Также значительно повышается и качество телефонной связи.

В наши дни вряд ли можно эффективно организовать работу даже небольшого офиса без наличия офисной аппаратуры и техники, и само собой, без подключения к сети Интернет. Оптоволоконные сети в современном бизнесе являются одними из самых эффективных и перспективных путей подключения к сети Интернет и для передачи информации.

Компания «Вертикаль» качественно и быстро осуществляет подключение бизнес-центров и офисных помещений к волоконно-оптическим сетям, а также выполняет все необходимые настройки для эффективной и продуктивной работы системы.

Преимущества, которыми наделены ВОЛС, являются крайне важными для развития и работы бизнеса:

• быстрая скорость передачи больших объемов данных
• высокая сопротивляемость помехам
• устойчивость оборудования к влаге, огню, химическим соединениям и электромагнитным воздействиям
• передача данных на далекие расстояния
• безопасность и высокая защита данных
• малый вес и легкость установки

При этом оптоволокно является довольно хрупким материалом, поэтому при работе с ним необходимо быть предельно осторожными. Однако, сотрудники нашей компании имеют за плечами богатый многолетний опыт монтажа и проектирования ВОЛС в сфере бизнеса. Мы качественно выполняем установку оптоволоконных систем любой сложности, предоставляя гарантию на все проводимые работы. После завершения установки оборудования, мы в обязательном порядке проводим тестирование работы системы, а также осуществляет гарантийное обслуживание в процессе его эксплуатации.

Волоконно-оптические системы связи — Журнал Горная промышленность

В.Н. Репин, главный инженер, Л.В. Пономарёв, менеджер проекта, ЗАО «Перспективные технологии»

С появлением в конце восьмидесятых годов первых отечественных разработок в области волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) связаны и первые попытки применения их в горнодобывающей промышленности [1]. Этот вполне понятный интерес связан с возможностью передавать информацию практически без потерь, объединять в единые комплексные системы телефонную связь, локальные вычислительные сети (ЛВС), телеметрию, охранную сигнализацию, в том числе системы видеонаблюдения крупных предприятий, часто расположенных на территории в несколько квадратных километров.

Не последнюю роль играют и соображения техники безопасности: не надо забывать, что любое случайное повреждение медного токоведущего кабеля в загазованной шахте может обернуться большой бедой, а разрыв волоконно-оптического кабеля абсолютно пожаробезопасен. Именно поэтому наибольший интерес к волоконно-оптическим линиям связи проявляли в первую очередь угольщики.

В минувшее десятилетие, характеризующееся значительным спадом производства, о ВОЛС забыли — денег не хватало на самое необходимое. Государство фактически отвернулось от проблем не только приватизированных, но и государственных предприятий горнодобывающей промышленности.

Результат — износ оборудования, в том числе и безнадежно устаревающих систем связи и сигнализации, связанные с этим аварии, часто — с человеческими жертвами.

Однако в последнее время вновь возрос интерес к волоконно-оптическим линиям связи. Эта тенденция отчетливо проявилась на выставке «Связь — Экспокомм» в Москве, на петербургской выставке «Высокие Технологии» и на многих других. Сейчас волоконная оптика используется массово: и в магистральных линиях, и в локальных компьютерных сетях предприятий и организаций, и в телеметрии. При этом волоконно-оптический кабель стоит не дороже надёжного электрокабеля, но значительно превосходит его по качеству, надёжности, скорости и дальности передачи информации, сроку службы. Стоимость же оконечных устройств в разветвлённых протяжённых системах составляет 10-15% от общей стоимости кабельной системы. Отечественные предприятия производят волоконно-оптические соединители уже сотнями тысяч в месяц, причём качество их не хуже западных, а по ряду параметров российские изделия предпочтительнее. Разрабатывается и выпускается и активная аппаратура ВОЛС.

Что же это такое — современные волоконно-оптические линии связи? Рассмотрим это на примере «оптического конструктора», разработанного и поставляемого петербургским ЗАО «Перспективные Технологии». Следует учесть, что, хотя «конструктор» и был разработан преимущественно для развитых локальных сетей предприятий и организаций, требования к его компонентам изначально были весьма высокими. Например, одномодовый соединитель выдерживает 1000 переключений и продолжает работать после воздействия одиночных ударов с ускорением 1000 g; материал корпуса — никелированная точёная латунь — обеспечивает срок службы изделия 25 лет.

В настоящее время оптические системы используются не только для связи и передачи данных, но и для систем видеонаблюдения, автоматизированного контроля и жизнеобеспечения. При комплексном решении для передачи всех сигналов используется единая среда — оптический кабель, обеспечивающий максимальную скорость информационного потока, число каналов и защищённость. При этом к отдельным узлам такой сети могут подстыковываться системы быстрого развёртывания.

«Оптический конструктор» — это полный набор компонентов для монтажа локальной оптической сети «под ключ» по индивидуальному проекту. Компоненты конструктора поставляются предподготовленными для минимизации усилий и затрат при монтаже системы. Подбор отдельных компонентов осуществляется квалифицированными специалистами на основе анализа технических параметров, совместимости стандартов, качества и стоимости изделий. Конструктор включает в себя активное сетевое оборудование, телекоммуникационные шкафы и коробки, муфты, приборы для тестирования сети, ЗИП, комплекты инструментов для монтажа и ремонта сети, специализированные соединительные изделия. Активно используются отечественные разработки других российских предприятий, подтвердившие при эксплуатации свои преимущества по сравнению с зарубежными аналогами.

Остановимся подробнее на каждом из компонентов «Оптического конструктора».

Основу оптической кабельной системы составляют кабельные сборки заказной длины [2].

Заказчик высылает в адрес поставщика топологию сети, уточняет применяемые стандарты разъемов и через несколько дней получает готовые кабели с установленными оптическими коннекторами. При этом коннекторы многожильных кабелей защищены гибким металлополимерным рукавом с рым-болтом для протяжки в канализацию. Проложить такой кабель не составляет труда, после чего защитный кожух легко удаляется, и кабель готов к подключению. Вместо недель монтаж занимает часы, а самое главное, — повышается качество и надежность сети, так как все кабельные сборки изготовлены по технологии эпоксидной вклейки, протестированы и паспортизованы в условиях стационарного производства. Эта технология применима для многожильного, в том числе бронированного, кабеля (отечественного и импортного) длиной до двух километров.

Следующая составная часть конструктора — узлы коммутации. Это 19’ телекоммуникационные шкафы и стойки (евростандарт), 19’ соединительные коробки различных типов, настенные коробки, обеспечивающие связь различных сегментов сети и активного оборудования. Современный дизайн, серо-бежевое (компьютерное) покрытие на основе ударопрочной эпоксидно-порошковой композиции позволяют устанавливать такие изделия в офисе. Для защиты от несанкционированного доступа установлены замки, для удобства потребителей предусмотрены съемные боковые и задняя панели, варианты настенного и напольного размещения, комплектации различными соединительными разъемами и сплайс-пластинами (рис. 1). В случае необходимости оконцовывать кабель путем подварки полувилок используют соединительные модули, т.е. соединительные коробки, укомплектованные пронумерованными соединительными розетками и полувилками, сплайс-пластинами и пластиковой картой для записи информации о кроссировке (рис. 2).

Корпоративная сеть может охватывать несколько зданий и сооружений, расположенных на расстоянии до нескольких километров. Для сращивания и разводки кабеля при прокладке в подземных коммуникационных каналах в состав «оптического конструктора» включаются проходные/распределительные муфты МОГу (полиэтиленовый корпус, герметизация с помощью термоусаживающихся материалов), при прокладке кабеля непосредственно в грунт — муфты МОМЗ (корпус из нержавеющей стали, герметизация с помощью резиновых уплотнителей на резьбовых стяжках).

Для жёстких условий эксплуатации разработаны также специальные многоканальные герметические соединители (рис. 3).

Зачастую построение сети требует разделения или объединения сигналов, для чего используются оптические разветвители.

Переходные шнуры на основе коннекторов ST, FS/PC и SC и переходные розетки позволяют переходить с одного стандарта разъемов на другой, т.е. легко осуществлять замену аппаратуры и необходимые переключения.

Специализированные соединительные изделия призваны облегчить ремонт и эксплуатацию локальной сети. К ним относятся аттенюаторы, адаптеры обнаженного волокна, механические сплайсы, комбинированные адаптеры и многое другое (рис. 4). Аттенюаторы могут быть розеточными и шнуровыми, постоянными и переменными. Аттенюаторы-адаптеры, которые представляют собой комбинацию коннектора и розетки, тоже могут быть постоянными и переменными. Их удобно использовать, вставляя, например, в проходную розетку соединительной коробки и подключая к нему соединительный шнур.

Область применения аттенюаторов примерно та же, что подстроечных резисторов в электрической связи, однако есть и отличия: аттенюаторы нередко используются в качестве имитаторов протяжённых ВОЛС с затуханием сигнала 5–20 дБ — для проверки работоспособности аппаратуры.

Обычные комбинированные адаптеры используются для того, чтобы не портить дорогостоящую (в основном, измерительную) аппаратуру многократными переключениями. Адаптеры обнаженного волокна и механические сплайсы служат для временного восстановления целостности системы при обрыве и являются необходимыми составляющими комплекта ЗИП наряду со стандартными соединительными шнурами и розетками и инструментом для разделки кабеля. Такой комплект хранится либо в специально отведенной 19-дюймовой коробке, помещенной прямо в телекоммуникационный шкаф, либо заказывается в кейсе, чтобы его было удобнее носить.

С его помощью можно восстановить связь на одноканальном волоконно-оптическом кабеле в течение 1–5 минут (в зависимости от сложности и места повреждения).

Если кабель повреждён на значительной длине, для оперативного восстановления связи используются кабельные вставки, представляющие собой носимые катушки с кабелем и двумя защитными муфтами, снабжёнными устройствами для стыковки обнажённого волокна.

Для быстрого развертывания волоконно-оптических линий связи также разработаны кабельные вставки, позволяющие развернуть новые линии в течение нескольких минут, снабженные либо герметичными соединителями, либо сплайсами.

Кроме этого, в процессе наладки, ремонта и дальнейшего развития сети необходима измерительная аппаратура. Как правило, приборы должны быть портативными и иметь автономное питание. Наиболее простой и экономичный вариант — измерительный комплект, состоящий из источника и приемника излучения для определения уровня потерь в отдельных сегментах кабельной системы или визуальный локатор дефектов, позволяющий определить место обрыва. Однако зачастую удобнее пользоваться определителем длины оптической линии, который в случае обрыва с достаточно высокой точностью покажет расстояние до места аварии. А при создании крупных и широкоразветвленных систем лучше обзавестись измерительным комплектом, позволяющим организовать голосовую связь по оптическому волокну или отдельным волоконно-оптическим телефонам. Все эти изделия также выпускаются российскими производителями (рис. 5).

В тех случаях, когда не удается воспользоваться уже готовыми кабельными сборками, следует приобрести комплект инструментов для оконцовки оптического кабеля в условиях объекта, который содержит все необходимые инструменты и возобновляемый набор расходных материалов (шлифовальные пленки, спирт, салфетки, клей и пр.) на 100 оконцовок (рис. 6). При покупке комплекта заказчика обучают технологическим приемам оконцовки и, убедившись в усвоении материала, выдают соответствующий сертификат. Комплект инструментов удобно размещен в специальном кейсе, легко переносится и подготавливается к работе. При необходимости приобретается еще один кейс — с инструментами для разделки многожильных кабелей, в том числе бронированных (рис. 7).

Гарантии на отдельные компоненты «оптического конструктора» варьируются от 1,5 до 15 лет. Практически все составные части конструктора сертифицированы Министерством связи России. Соединительные изделия, производимые «Перспективными Технологиями», соответствуют международным рекомендациям Bellcore GR-326-CORE и IEC847-1. Таким образом, «оптический конструктор» от «Перспективных Технологий» позволяет не просто снизить сроки монтажа и стоимость оптической сети, а получить систему, соответствующую задачам и пожеланиям заказчика.

И, наконец, техническая поддержка. Специалисты фирмы дают консультации по вопросам построения оптической сети, проводят обучение технологии разделки оптического кабеля, оперативно разрабатывают нестандартные волоконно-оптические компоненты по техническому заданию заказчика.

Такой модульный подход к формированию сети позволяет заказчику с минимальными затратами и в кратчайшие сроки сформировать свою волоконно-оптическую систему из набора стандартных изделий, обучить свой персонал методам контроля, профилактики, ремонта и расширения (достраивания) сети. Причём это относится не только к стационарным объектам (локальным сетям управлений, предприятий, системам охраны складов и т.д.), но и к системам связи быстрого развёртывания с радиусом до 2 км и более.

А в том, что связь на световодах — это именно то, что светит всем нам в XXI веке, вряд ли стоит сомневаться.

Это становится ещё понятнее, если учесть те перспективы, которые открывает перед горнодобывающей промышленностью дальнейшее развитие волоконно-оптических технологий.

Ведь кроме ВОЛС световоды могут использоваться в охранных системах — как для передачи ТV-сигнала в реальном масштабе времени, так и в комплекте с волоконно-оптическими датчиками вибрации. Пожаробезопасные волоконно-оптические системы с волоконно-оптическими датчиками температуры, ускорения (сейсмических толчков, подвижек породы), давления, уровня жидкости, положения предмета и пр. могут применяться на складах, в угольных шахтах, нефтехранилищах, рудниках и т. п. [3].

В России есть всё необходимое для этого: удалось сохранить научно-исследовательский и конструкторско-технологический потенциал, наладить производство изделий, многие из которых не уступают западным, как на вновь созданных акционерных предприятиях, так и на старых, традиционно работающих в этом направлении. n

Использованная литература:

1. Волоконно-оптические системы и средства связи в горной промышленности (М. В. Хиврин, Н. А. Чехлатый) М. ЦНИЭИуголь, 1988 Вып.3

2. Каталог «Перспективные Технологии» Оптическая кабельная система. С.?Пб 1998

3. Проспект НИКИ ОЭП, Ленингр. обл., Сосновый Бор, 1998

Журнал «Горная Промышленность» №2 1999

Общие сведения об оптоволоконном соединении (FTTP)

Оптоволокно до помещения (FTTP) — это форма волоконно-оптической связи, при которой оптическое волокно проходит непосредственно в помещения клиентов. Эта новая технология обеспечивает замечательную скорость и совершенно новые возможности широкополосного доступа.

Fiber to the Premises использует волоконно-оптические кабели и соответствующую оптическую электронику вместо медного провода для подключения клиента к сети. Центральный офис распределяет оптический сигнал по оптической распределительной сети (ODN).В конце этой сети оптические сетевые терминалы (ONT) преобразуют оптический сигнал в электрический сигнал.

Терминалы оптической сети расположены на частной территории для сетевых архитектур FTTP, и сигнал обычно проходит электрически между ONT и устройством конечного пользователя.

Прямое волокно и совместно используемое волокно — это оптические распределительные сети с конкурирующими технологиями.

Direct Fiber

Direct Fiber — это простейшая оптическая распределительная сеть, поскольку каждое волокно, выходящее из центрального офиса, переходит только к одному клиенту.Несмотря на то, что эта сеть обеспечивает клиенту отличную полосу пропускания, количество используемого волокна и необходимого оборудования центрального офиса очень дорого. По этой причине прямое оптоволокно обычно используется рядом с центральным офисом и в небольшой зоне обслуживания.

Shared Fiber

Чаще всего каждое волокно, выходящее из центрального офиса, используется многими клиентами. Это волокно разделяется на отдельные волокна в соответствии с требованиями заказчика, когда оно приближается к потребителю. Это разделение достигается либо активной оптической сетью (AON), либо пассивной оптической сетью (PON).

Активная оптическая сеть (AON)

Активная оптическая сеть (AON) использует такое оборудование, как маршрутизатор, коммутатор или мультиплексор, на которое подается электрическое питание для распространения сигнала. Каждый сигнал, исходящий из центрального офиса, направляется только тому покупателю, для которого он предназначен.

Пассивная оптическая сеть (PON)

Пассивная оптическая сеть (PON) — это многоточечная сеть с высокой пропускной способностью, которая обеспечивает оптоволоконные кабели и сигналы на всем или большей части пути к конечному пользователю не — оптические разветвители с питанием, что означает меньшую стоимость, больший радиус действия и отсутствие необходимости в обновлении.

PON полагаются на световые волны и способны предоставлять большие объемы восходящей и нисходящей полосы пропускания, которую можно изменить в соответствии с потребностями пользователя. В состав PON входят оконечное устройство оптической линии (OLT) в центральном офисе поставщика услуг и ряд блоков оптической сети (ONU) рядом с конечными пользователями.

Преимущества FTTP

С помощью FTTP новые продукты и услуги можно активировать удаленно, постоянно или по запросу, в зависимости от предпочтения клиента.Работоспособность FTTP можно отслеживать, и, прежде чем клиент поймет, что существует проблема, она будет устранена. FTTP проще в обслуживании и менее подвержен неблагоприятным погодным условиям.

Благодаря этой новой технологии FTTP обеспечивает замечательную скорость и более высокую пропускную способность, а также широкий спектр услуг по доступной цене для предприятий и владельцев домов.

Понимание оптических потерь в оптоволоконных сетях

Оптическое волокно — фантастическая среда для распространения световых сигналов, и в отличие от медных кабелей, его редко требуется усиление. Высококачественное одномодовое волокно часто демонстрирует затухание (потерю мощности) до 0,1 дБ на километр.

Мощность или сила сигнала (измеряемая в дБ) всегда будет выше на головном узле или центральном офисе сетевого подключения, чем на стороне клиента, поскольку невозможно избежать некоторого ухудшения освещенности по всей длине сети. связь. Если воздействие слишком велико, страдает производительность, поэтому понимание и измерение этих потерь является важной частью установки и тестирования сети.

Для специалистов по планированию сети большая часть бюджета потерь расходуется между конечным узлом и сетевым терминалом клиента. Разветвители добавляют значительные потери в эту часть сети — намного больше, чем оптоволоконные соединители и другие пассивные компоненты. При измерении эффектов затухания этих компонентов мы используем термины вносимые потери (IL) и возвратные потери (RL).

1. Вносимое убыток

Проще говоря, вносимые потери — это величина потерь света между двумя фиксированными точками в волокне. Это может произойти, когда оптические волокна сращиваются, соединяются или передаются через дополнительные пассивные сетевые компоненты. IL часто связывают с несовпадением, загрязнением или плохо изготовленными соединителями (наконечниками) и долгое время использовались для защиты сварки оплавлением. Однако в действительности разница в затухании между сваркой оплавлением и ручным подключением незначительна (менее 0,1 дБ).

Неоднократно я наблюдал, как инженер по сварке выполняет идеальное соединение методом сварки на серийно выпускаемый недорогой пигтейл, потому что для оптического сетевого терминала (ONT) требовался соединитель SC или LC (вы не видите много соединены отрезками волокна).

Также верно сказать, что значительная ИЖ в волокне может быть связана с микро- и макроизгибами, трещинами в стекле, вызванными чрезмерным натяжением (растягиванием) или раздавливанием и ударным повреждением. Часто это наихудший вид затухания, потому что на его развитие может уйти время, и его гораздо труднее определить.

Другая причина того, что волокно, по-видимому, демонстрирует высокий уровень IL в волоконно-оптических сетях (FTTH), — это маршрут самого кабеля. Например, волокно может пройти 10 км от OLT до обочины и потерять менее 1 дБ, а затем потерять в три раза больше в следующие 100 метров.Многоквартирные блоки (MDU) являются отличным примером сложных волоконно-оптических трасс, и особенно важно защитить радиусы изгиба, например, с помощью специальных кабельных каналов или микроканалов. Волокно может легко скручиваться или перекручиваться во время укладки; даже нечувствительное к изгибу волокно G657A1, намотанное всего один раз на диаметр 20 мм, потеряет до 0,2 дБ. Дважды скручены на 20 мм 0,4 дБ, три раза и … вы получаете изображение.

По-прежнему верно, что разъемы являются наиболее вероятной причиной высокого уровня помехоустойчивости, но несправедливо считать их единственными виновниками.На самом деле, мы можем управлять потерями в разъемах, устанавливая стандарты IL для кабелей, которые мы покупаем, и обучая установщиков содержать вещи в чистоте. Уменьшение количества компонентов в сети также логично снижает вносимые потери, поэтому учитывайте это, если вы просто используете свой сварочный аппарат для слияния компонентов низкого качества вместе.

2. Возврат убытков

Возвратные потери также влияют на производительность сети, но по-другому. Это количество сигнала, отраженного обратно к источнику из-за несоответствия импеданса — эффективно, если оно слишком велико, лазер в сети может перестать правильно передавать.

Многие системы могут справиться с обратными потерями 40 дБ (RL), что эквивалентно 0,01% возвращаемой мощности. Однако FTTH более требователен, и RL не может быть больше (ниже), чем -60 дБ, а иногда и выше. Для достижения этих сверхнизких значений RL — например, 0,000005% или -75 дБ — оптические разъемы должны иметь угловые наконечники (APC).

Как и в случае с IL, при планировании сети необходимо учитывать RL, и все оборудование должно поставляться с сертификатом технических характеристик, в котором указывается и то, и другое. Важно, чтобы сети тестировались, чтобы убедиться в отсутствии неожиданно высоких значений RL, указывающих на проблемы с оборудованием или волокнами. Кабель, в частности, может показывать высокий RL, если существует разрыв (например, подрезание волокна) или если волокно сломано. Загрязнение, скручивание, деформация или плохая посадка разъемов также могут привести к высоким обратным потерям.

Вносимые и обратные потери — это не одно и то же, и поэтому их необходимо измерять отдельно. Например, оптическое волокно может иметь разрыв, но все же пропускать свет, что приводит к низкому показанию IL при тестировании.Так что проблемы не заметят. Измерение RL на оптоволокне позволит выявить проблему, поскольку отклик будет неожиданно высоким.

Сложность оптоволоконных сетей и необходимость измерения оптических потерь потенциально могут привести к путанице. Однако тщательное планирование, использование высококачественных компонентов и сосредоточение внимания на тестировании позволят установщикам обеспечивать высокоскоростные соединения, которые хорошо работают в долгосрочной перспективе. Вот пять простых советов по сокращению ваших потерь.

Советы по снижению потерь

• Сведите к минимуму изгибы, из-за которых свет преломляется через оболочку волокна.Если вам нужно наматывать волокно, сохраняйте радиус как можно большим.
• Очищайте муфты разъема редко и часто — особенно до и после тестирования — и всегда используйте подходящие инструменты и расходные материалы.
• Решите, что больше: ваш бюджет на «потери мощности» или бюджет на инвентарь кабелей. Покупка дешевого волокна может привести к увеличению затрат в дальнейшем.
• Избегайте чрезмерной нагрузки на волокно, особенно во время установки. По возможности надавите, и если кабель необходимо натянуть, не превышайте максимальную растягивающую нагрузку кабеля.
• Сведите к минимуму количество стыков или соединений в вашей сети; если это означает лучшее планирование или более инновационные ответвительные кабели, инвестиции, вероятно, того стоят.

Оптический провод заземления — это кабель двойного действия, то есть он служит двум целям.

Он разработан для замены традиционных проводов статического электричества / экрана / заземления на воздушных линиях передачи с дополнительным преимуществом, заключающимся в наличии оптических волокон, которые можно использовать в телекоммуникационных целях.

OPGW в основном используется в электроэнергетике, размещается в безопасном верхнем положении линии передачи, где он «экранирует» важнейшие проводники от молнии, обеспечивая при этом телекоммуникационный путь для внутренней и сторонней связи.Оптический провод заземления — это кабель двойного действия, то есть он служит двум целям. Он разработан для замены традиционных проводов статического электричества / экрана / заземления на воздушных линиях передачи с дополнительным преимуществом, заключающимся в наличии оптических волокон, которые можно использовать в телекоммуникационных целях. OPGW должен выдерживать механические нагрузки, применяемые к воздушным кабелям в результате воздействия факторов окружающей среды, таких как ветер и лед. OPGW также должен быть способен устранять электрические неисправности в линии передачи, обеспечивая путь к земле без повреждения чувствительных оптических волокон внутри кабеля.

AFL была лидером в разработке и запуске этого продукта еще в 1985 году, когда стало ясно, что линии электропередачи обеспечивают идеальную полосу отвода для телекоммуникационного пути. Сегодня AFL может похвастаться самым большим в мире портфелем продуктов OPGW и самой высокой общей производительностью, располагая предприятиями по всему миру, чтобы удовлетворить потребности глобального рынка. AFL также производит собственную линейку крепежного оборудования, которое упрощает этап проектирования сети проекта, обеспечивая при этом совместимость между кабелем и соответствующими компонентами.

Наша линейка продуктов OPGW включает в себя неизменно популярную конструкцию AlumaCore с центральной алюминиевой трубкой и оптическими трубками с цветовой кодировкой, семейство HexaCore, в котором используются многожильные трубы из нержавеющей стали для увеличения количества волокон, и семейство CentraCore, сочетающее воедино Технология из нержавеющей стали с алюминиевыми трубками AFL выгодна среди других возможностей. Специалисты AFL по приложениям могут помочь определить, какая конструкция лучше всего соответствует уникальным условиям и задачам для каждой возможности.

OPGW — AFL Оптический заземляющий провод AlumaCore предпочтителен из-за его центральной алюминиевой трубы и оптоволоконных буферных трубок с цветной кодировкой, которые упрощают процесс сращивания, обеспечивая оптимальную защиту волокна, а также долгосрочную надежность продукта.

AFL CentraCore OPGW (оптический заземляющий провод) является предпочтительным из-за его компактного размера и способности вмещать до 96 волокон диаметром, начиная с 12 мм.Его небольшой профиль предлагает исключительное решение проблем с диаметром и весом на многих из сегодняшних перегруженных опор ЛЭП, где существующий экранированный провод необходимо заменить кабелем OPGW.

В кабеле AFL HexaCore OPGW (оптический заземляющий провод) используются трубы из нержавеющей стали с волокном, скрученные вместе с проволоками из стали с алюминиевым покрытием и / или проволокой из алюминиевого сплава для создания многослойной конструкции кабеля, подходящей для различных экологических и географических условий.HexaCore OPGW был разработан в ответ на потребность в большем количестве волокон, особенно в количестве, превышающем 96.

Самонесущий металлический антенный кабель (MASS) — это альтернативное решение, используемое для прокладки оптического кабеля на линиях электропередач среднего и высокого напряжения.

Как изобретатель и владелец технологии размещения оптических волокон в трубках из нержавеющей стали, AFL предлагает широкий выбор размеров трубок и количества волокон для различных применений.

Волоконно-оптические тестеры | Fluke Networks

Как проверить оптоволоконные соединения и кабели с помощью инструментов Fluke

Как проверить оптоволоконные соединения и кабели с помощью инструментов Fluke

В следующих видеороликах показано, как можно использовать инструменты Fluke для проверки оптоволоконных соединений и кабелей.

Как найти соединения и обрывы в оптоволокне

Для наиболее простого и экономичного способа обнаружения оптоволокна, соединений, изгибов и разрывов используйте VisiFaultTM.Избавьтесь от путаницы, когда вы столкнетесь со сложной сетью волокон, соединителей и коммутационных шнуров, чтобы быстро диагностировать и устранять простые проблемы с оптоволоконным соединением.

Fiber QuickMap

Fluke Networks предлагает более совершенное средство устранения неполадок многомодового волокна для предприятий, которое быстро и эффективно обнаруживает соединения и обрывы в многомодовом волокне. Этот инструмент может мгновенно определять расстояния до отказов, таких как инциденты с высокими потерями и высокой отражательной способностью. Fiber QuickMap может отображать до 9 событий, а их длина может отображаться в футах или метрах.

Видео ниже объясняет, как использовать Fiber QuickMap в полевых условиях, демонстрируя сломанное волокно в демонстрационной коробке и объясняя, как этот инструмент может помочь вам найти проблему быстрее и эффективнее.

Как проверить оптическое волокно на предмет загрязнения

Основной причиной отказов волокна является загрязнение торца. Грязь, пыль и другие загрязнения вызывают вносимые потери и обратное отражение, что останавливает оптоволоконную передачу и наносит ущерб трансиверам.Вот почему вы всегда хотите иметь прицел для оптоволоконного осмотра, чтобы убедиться, что ваш оптоволоконный кабель находится в рабочем состоянии.

Как проверить и очистить оптическое волокно, а также измерить потери и уровни мощности

Устранение неисправностей и проверка волоконно-оптических кабельных систем с помощью подходящих инструментов для измерения потерь и уровней мощности, а также для проверки и очистки торцевых поверхностей соединений. Независимо от того, работаете ли вы над базовыми возможностями проверки оптоволокна или над расширенным поиском и устранением неисправностей и проверкой, измеритель оптической мощности SimpliFiber® Pro и комплекты для тестирования оптоволокна могут похвастаться расширенными, но простыми в использовании возможностями, которые могут сократить время тестирования.

Волоконно-оптические кабели и тестирование 101

Для более глубокого изучения см. Следующий видеоролик «Волоконно-оптические кабели и тестирование 101», выпущенный совместно компаниями Fluke и Corning. В первой части видеоролика компания Corning познакомит вас с теорией оптического волокна, а во второй части, начиная с отметки 34:30, Fluke охватывает бюджеты потерь, загрязнение, очистку, осмотр и то, какие инструменты тестирования использовать для каких работ. Вопросы и ответы начинаются примерно с отметки 54:45.

Fiber Optic: обеспечение Интернета вещей

НАСТОЯЩИЙ ВЕБ-САЙТ (И СОДЕРЖАЩАЯСЯ ЗДЕСЬ ИНФОРМАЦИЯ) НЕ СОДЕРЖИТ И НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ НА ПРОДАЖУ ЦЕННЫХ БУМАГ ИЛИ ВЫПОЛНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА ПОКУПКУ ИЛИ ПОДПИСКУ НА ЦЕННЫЕ БУМАГИ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ, АВСТРАЛИИ, КАНАДЕ ИЛИ ЯПОНИИ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ИЛИ ЗАЯВЛЕНИЕ ТРЕБУЕТ РАЗРЕШЕНИЯ МЕСТНЫХ ОРГАНОВ, ИНАЧЕ БУДЕТ НЕЗАКОННЫМ (« ДРУГИЕ СТРАНЫ, »). ЛЮБОЕ ПУБЛИЧНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ БУДЕТ ПРОВОДИТЬСЯ В ИТАЛИИ В СООТВЕТСТВИИ С ПЕРСПЕКТИВОМ, ДОЛЖНЫМ ОБРАЗОМ РАЗРЕШЕНО CONSOB В СООТВЕТСТВИИ С ДЕЙСТВУЮЩИМИ НОРМАМИ.ЦЕННЫЕ БУМАГИ, УКАЗАННЫЕ ЗДЕСЬ, НЕ БЫЛИ ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ И НЕ БУДУТ ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ В соответствии с Законом США о ценных бумагах от 1933 года с внесенными в него поправками («Закон о ценных бумагах № ») ИЛИ В СООТВЕТСТВИИ С СООТВЕТСТВУЮЩИМ ДЕЙСТВУЮЩИМ ПОЛОЖЕНИЯМ СТРАН И НЕ МОГУТ ПРЕДЛОЖИТЬСЯ ИЛИ ПРОДАТЬ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ ИЛИ «U. S. PERSONS », ЕСЛИ ТАКИЕ ЦЕННЫЕ БУМАГИ НЕ ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ В соответствии с Законом о ценных бумагах, ИЛИ ДОСТУПНО ОСВОБОЖДЕНИЕ ОТ РЕГИСТРАЦИОННЫХ ТРЕБОВАНИЙ Закона о ценных бумагах. КОМПАНИЯ НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНА РЕГИСТРАЦИЯ КАКОЙ-ЛИБО ЧАСТИ ПРЕДЛОЖЕНИЙ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ.

ЛЮБОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЦЕННЫХ БУМАГ В ЛЮБОМ ГОСУДАРСТВЕ-ЧЛЕНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЗОНЫ (« EEA »), КОТОРОЕ ВЫПОЛНЯЛО ДИРЕКТИВУ ПРОЕКТА (КАЖДЫЙ, « СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ГОСУДАРСТВУ ЧЛЕНА »), БУДЕТ ПРЕДСТАВЛЯТЬСЯ УТВЕРЖДЕНО КОМПЕТЕНТНЫМ ОРГАНОМ И ОПУБЛИКОВАНО В СООТВЕТСТВИИ С ДИРЕКТИВОМ PROSPECTUS («РАЗРЕШЕННОЕ ПУБЛИЧНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ , ») И / ИЛИ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ИСКЛЮЧЕНИЕМ ПО ДИРЕКТИВЕ PROSPECTUS ОТ ТРЕБОВАНИЯ К ПУБЛИЧНОМУ ПРЕДЛОЖЕНИЮ НА ПУБЛИКАЦИЮ.

СОГЛАСНО, ЛЮБОЕ ЛИЦО, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЕ ИЛИ НАМЕРЕННОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЦЕННЫХ БУМАГ В СООТВЕТСТВУЮЩЕМУ ГОСУДАРСТВЕ-ЧЛЕНАХ, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ РАЗРЕШЕННОГО ПУБЛИЧНОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ, МОЖЕТ СДЕЛАТЬ ЭТО ТОЛЬКО В ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ, В КОТОРЫХ НЕТ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ ИЛИ КОМПАНИИ ИЛИ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ МЕНЕДЖЕРОВ ОПУБЛИКОВАТЬ ПРОЕКТ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАТЬЕЙ 3 ДИРЕКТИВЫ ПРОЕКТА ИЛИ ДОПОЛНИТЕЛЬНО В СООТВЕТСТВИИ СО СТАТЬЕЙ 16 ДИРЕКТИВЫ ПРОСПЕКТА В КАЖДОМ СЛУЧАЕ В ОТНОШЕНИИ ТАКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

ВЫРАЖЕНИЕ «ДИРЕКТИВА ПРОСПЕКТА» ОЗНАЧАЕТ ДИРЕКТИВУ 2003/71 / EC (ДАННАЯ ДИРЕКТИВА И ПОПРАВКИ К НЕЙ, ВКЛЮЧАЯ ДИРЕКТИВУ 2010/73 / EC, В СТЕПЕНИ, ВНЕДРЕННОЙ В СООТВЕТСТВУЮЩЕМ ГОСУДАРСТВЕ-ЧЛЕНАХ, ВМЕСТЕ С ЛЮБЫМ УЧАСТНИКОМ) .ИНВЕСТОРАМ НЕ СЛЕДУЕТ ПОДПИСАТЬСЯ НА ЦЕННЫЕ БУМАГИ, УКАЗАННЫЕ В ДАННОМ ДОКУМЕНТЕ, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ИНФОРМАЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙСЯ В ЛЮБОМ ПЕРСПЕКТИВЕ.

Подтверждение того, что сертифицирующая сторона понимает и принимает вышеуказанный отказ от ответственности.

Информация, содержащаяся в этом разделе, предназначена только для информационных целей и не предназначена и не открыта для доступа кем-либо, кто находится или проживает в США, Австралии, Канаде, Японии или в любой из других стран.Я заявляю, что я не проживаю и не проживаю в США, Австралии, Канаде, Японии или других странах, и я не являюсь «США». Лицо »(согласно Положению S Закона о ценных бумагах). Я прочитал и понял вышеуказанный отказ от ответственности. Я понимаю, что это может повлиять на мои права. Я согласен соблюдать его условия.

Questo SITO интернет (Е LE Informazioni IVI CONTENUTE) НЕ CONTIENE Н.Е. COSTITUISCE UN’OFFERTA Д.И. Vendita Д.И. Strumenti FINANZIARI О РАС SOLLECITAZIONE ДИ ДИ Acquisto Оферта О SOTTOSCRIZIONE Д.И. Strumenti FINANZIARI NEGLI Stati Uniti, в Австралии, Канаде О Giappone О В QUALSIASI ALTRO PAESE NEL QUALE L’OFFERTA O SOLLECITAZIONE DEGLI STRUMENTI FINANZIARI SAREBBERO SOGGETTE ALL’AUTORIZZAZIONE DA PARTE DI AUTORITÀ LOCALI O COMUNQUE VIETATE AI SENSI DI LEGGE (GLI « » PAESI).QUALUNQUE OFFERTA PUBBLICA SARÀ REALIZZATA В ИТАЛИИ SULLA BASE DI UN PROSPETTO, APPROVATO DA CONSOB IN CONFORMITÀ ALLA REGOLAMENTAZIONE APPLICABILE. GLI STRUMENTI FINANZIARI IVI INDICATI NON SONO STATI E NON SARANNO REGISTRATI AI SENSI DELLO US SECURITIES ACT DEL 1933, COME SUCCESSIVAMENTE MODIFICATO (IL « SECURITIES ACT »), O AI SECURITIES ACT «O AI SECURITIES ACT », O AI SECURITIES ACT », O AI SENISPONDESPARINES PAINDO NORI SENISPOLLE PALES, PORI NISPOLLE, PA ПРЕДЛОЖЕНИЕ O VENDUTI NEGLI STATI UNITI OA «США ЛИЦА »SALVO CHE I TITOLI SIANO REGISTRATI AI SENSI DEL SECURITIES ACT O IN PRESENZA DI UN’ESENZIONE DALLA REGISTRAZIONE APPLICABILE AI SENSI DEL SECURITIES ACT.NON SI INTENDE EFFETTUARE ALCUNA OFFERTA AL PUBBLICO DI TALI STRUMENTI FINANZIARI NEGLI STATI UNITI.

QUALSIASI DI Strumenti Оферта FINANZIARI В QUALSIASI Stato MEMBRO DELLO SPAZIO ECONOMICO EUROPEO ( « СМ ») CHE ABBIA RECEPITO LA DIRETTIVA PROSPETTI (CIASCUNO ООН « Stato MEMBRO RILEVANTE ») SARA EFFETTUATA SULLA БАЗА DI UN PROSPETTO APPROVATO DALL’AUTORITÀ COMPETENTE E PUBBLICATO IN CONFORMITÀ A QUANTO PREVISTO DALLA DIRETTIVA PROSPETTI (L ‘» OFFERTA PUBBLICA CONSENTITA «) E / O AI SENSI DI UN’ESENZIONE DAL REQUISITO DIRETTIVA PUBBL.

CONSEGUENTEMENTE, CHIUNQUE EFFETTUI O INTENDA EFFETTUARE UN’OFFERTA DI Strumenti FINANZIARI В UNO Stato MEMBRO RILEVANTE Диверса ДАЛЛ «Pubblica CONSENTITA Оферта» può FARLO ESCLUSIVAMENTE LADDOVE NON SIA PREVISTO ALCUN OBBLIGO PER LA Societa O UNO DEI СОВМЕСТНОЕ GLOBAL КООРДИНАТОРОВ O DEI МЕНЕДЖЕР DI PUBBLICARE RISPETTIVAMENTE UN PROSPETTO AI SENSI DELL’ARTICOLO 3 DELLA DIRETTIVA PROSPETTO O INTEGRARE UN PROSPETTO AI SENSI DELL’ARTICOLO 16 DELLA DIRETTIVA PROSPETTO, В RELAZIONE СКАЗОЧНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ.

L’Espressione «DIRETTIVA PROSPETTI» INDICA LA DIRETTIVA 2003/71 / CE (СКАЗКА DIRETTIVA E LE RELATIVE MODIFICHE, нонче LA DIRETTIVA 2010/73 / UE, NELLA MISURA В НПИ SIA RECEPITA NELLO Stato MEMBRO RILEVANTE, UNITAMENTE QUALSIASI MISURA DI ATTUAZIONE NEL RELATIVO STATO MEMBRO). GLI INVESTITORI NON DOVREBBERO SOTTOSCRIVERE ALCUNO STRUMENTO FINANZIARIO SE NON SULLA BASE DELLE INFORMAZIONI CONTENUTE NEL RELATIVO PROSPETTO.

Conferma, который соответствует сертификату и принимает заявление об отказе от ответственности.

У меня есть документы, которые содержат информацию, представленную в окончательной версии, и не имеют прямого доступа к получению доступа ко всем лицам, которые находятся в негражданском государстве, в Австралии, Канаде или в Джаппоне или уно дельи Алтри Паэзи. Dichiaro di non essere soggetto резидент или trovarmi negli Stati Uniti, в Австралии, Канаде или Giappone o uno degli Altri Paesi e di non essere una «лицо США» (ai sensi della Regulation S del Securities Act). Ho letto e compreso il отказ от ответственности sopraesposto.Comprendo Che può condizionare i miei diritti. Accetto di rispettarne i vincoli.

Optics & Photonics News — Масштабирование оптоволоконных сетей: проблемы и решения

Peter J. Winzer

Повышение потребительского спроса и межмашинного сетевого трафика создают большие проблемы, позволяющие оптической связи продолжать рентабельно масштабироваться. Для удовлетворения этих требований потребуются новые формы оптического параллелизма.

[iStock]

Практически каждый телефонный звонок, который мы делаем сегодня, каждое текстовое сообщение, которое мы отправляем, каждый загружаемый фильм, каждое Интернет-приложение и услуга, которые мы используем, в какой-то момент преобразуются в фотоны, которые перемещаются по обширной сети оптических волокон.Было проложено более двух миллиардов километров оптических волокон, нитка стекла, которую можно было бы обернуть вокруг земного шара более 50 000 раз. Сегодня более 100 миллионов человек пользуются оптоволоконным подключением прямо к дому. Оптические волокна также соединяют большинство вышек сотовой связи, где радиочастотные фотоны, поступающие от миллиардов пользователей мобильных телефонов, немедленно преобразуются в инфракрасные фотоны для эффективного оптоволоконного транзита в полностью оптоволоконные столичные, региональные, дальние и подводные сети, которые соединять города, страны и континенты.

Благодаря непрерывной смене в значительной степени неожиданных новых приложений и технологий, сетевой трафик на протяжении десятилетий рос экспоненциально. В последнее время уже не только способность человека потреблять информацию может в конечном итоге установить ограничения на требуемую пропускную способность сети, но и преобладающий к настоящему моменту объем межмашинного трафика, возникающий из приложений, ориентированных на данные, сенсорных сетей и растущего проникновения Интернета вещей, пределы которого в первую очередь основаны на экономической ценности, которую эти услуги могут принести обществу.Хотя исторические данные и прогнозы сетевого трафика сильно различаются между поставщиками услуг, географическими регионами и областями приложений, часто сообщается о ежегодных темпах роста трафика от 20 до 90 процентов, при этом около 60 процентов являются типичным значением, наблюдаемым для расширения Северной Америки. Интернет-трафик с конца 1990-х гг.

Роль волоконно-оптических коммуникационных технологий заключается в обеспечении того, чтобы рентабельное масштабирование сетевого трафика могло и дальше обеспечивать будущие услуги связи в качестве основы современного цифрового информационного общества.В этой статье дается обзор масштабирования оптоволоконной связи, освещаются как практические, так и фундаментальные проблемы масштабируемости сети, а также указываются некоторые решения, которые в настоящее время исследуются мировым сообществом оптоволоконной связи.

Современная транспортная сеть

Оптическая транспортная сеть (см. Рисунок на лицевой странице) соединяет маршрутизаторы пакетов Интернет-протокола (IP), которые передают пакеты данных от источника данных предполагаемому получателю, предпочтительно по путям передачи с минимальным интервалом.Эти маршрутизаторы подключаются через оптические клиентские интерфейсы, которые сегодня предлагают соединения со скоростью до 100 Гбит / с на расстояниях около 40 км. Компактные и недорогие клиентские интерфейсы могут напрямую связать маршрутизатор с другими ближайшими маршрутизаторами или подключить маршрутизатор к оптической транспортной системе, которая, в свою очередь, устанавливает соединение с удаленными маршрутизаторами.

На своей стороне, обращенной к клиенту, оптическая транспортная система завершает один или несколько сигналов клиентского интерфейса малой досягаемости и преобразует их в сигналы большой досягаемости, которые она впоследствии передает по своим линейным интерфейсам.Эти сигналы могут проходить тысячи километров по оптоволокну без какой-либо промежуточной электронной обработки, проходя только через оптические усилители и компоненты оптических фильтров, которые можно динамически реконфигурировать, чтобы добавлять и отбрасывать сигналы или переключать их в разные части сети с помощью реконфигурируемых оптических добавок. отбрасывать мультиплексоры (см. «ROADM»).

В отличие от оптических клиентских сигналов, оптические линейные сигналы разработаны с учетом спектрального суммирования. Современные оптические транспортные системы с мультиплексированием по длине волны (WDM) несут около 100 оптических сигналов со скоростью до 200 Гбит / с каждый в оптической сетке частот 50 ГГц, что обеспечивает общую пропускную способность около 20 Тбит / с по одному оптическому волокну.

Необходимость оптического параллелизма

Исторически сложилось так, что скорость интерфейсов коммерческих линий — скорости передачи данных на одной длине волны в оптической транспортной системе — постоянно увеличивалась примерно на 20 процентов в год, и этого достаточно для масштабирования сетей с преобладанием голоса. Однако рост трафика данных, начавшийся в 1990-х годах, изменил эту картину. Емкость маршрутизатора показала гораздо более высокие темпы роста — примерно от 40 до 60 процентов, как и скорость интерфейса маршрутизатора. Эти скорости связаны с развитием скоростей компьютерных интерфейсов, которые сами по себе обусловлены развитием вычислительных возможностей микропроцессоров, в конечном итоге основанными на законе Мура.

Масштабирование скорости интерфейса и емкости WDM

В результате этих различий в масштабировании между коммутацией пакетов и оптическим транспортом возможности интерфейсов оптических линий начали ограничивать рост скорости интерфейса маршрутизатора примерно к 2005 г. (см. Рисунок справа). Стандартизация 100G Ethernet и оптической транспортной сети (OTN) 100 Гбит / с в качестве общей скорости пакетно-оптического интерфейса в 2010 году и ожидаемая стандартизация 400G Ethernet в конце 2017 года подчеркивают эту эволюцию.Другим прямым следствием диспаратности пакетно-оптического масштабирования является сниженный потенциал агрегации нескольких интерфейсов маршрутизатора в один оптический канал, что имеет последствия для общей конструкции сети, так как не подчеркивает необходимость в возможностях добавления / удаления субволновых сигналов в базовых сетях.

Интересно, что не отставать от 20-процентного ежегодного масштабирования скорости коммерческих оптических интерфейсов, которое было достигнуто в последнее десятилетие, путем простого увеличения скорости модуляции с 10 Гбит / с до 40 Гбит / с до 100 Гбит / с.Скорее, системы должны были полагаться на оптический параллелизм и, таким образом, использовать другие физические параметры в дополнение к модуляции только интенсивности оптических импульсов, преобладающей техники, используемой на скоростях до 10 Гбит / с.

Как видно на рисунке выше, оптический параллелизм был введен путем независимой модуляции действительной и мнимой частей сложного оптического поля — или, с технической точки зрения, его синфазной и квадратурной составляющих — а также путем модуляции обеих поляризаций отдельными потоками сигналов ( мультиплексирование с поляризационным разделением каналов или PDM).Большинство оптических линейных интерфейсов 100 Гбит / с модулируют четыре параллельных электрических сигнала с более удобной скоростью электроники около 30 Гбит / с (25 Гбит / с, плюс служебные данные для упреждающего исправления ошибок). Чтобы это произошло, требовалось извлекать полную информацию об оптическом поле на приемнике, что, в свою очередь, означало, что системы должны были перейти от прямого обнаружения интенсивности оптического импульса к когерентному обнаружению оптического поля.

Когерентное детектирование и оптические суперканалы

Несмотря на интенсивные исследования в 1980-х годах, от оптического когерентного детектирования отказались с появлением в начале 1990-х годов оптических усилителей, легированных эрбием.Возрождение когерентного обнаружения в 2000-х годах стало технологически возможным благодаря возможностям цифровой электронной обработки сигналов (DSP), включая необходимые цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

Сегодня технология CMOS может обеспечить преобразователь скорости до 90 Гвыб / с, интегрированный с процессорами DSP, содержащими ~ 100 миллионов логических элементов. Использование ЦАП позволяет генерировать в передатчике оптические импульсы, имеющие форму Найквиста и предыскаженные по величине / фазе, в то время как АЦП позволяют точно преобразовывать полное оптическое поле высокоскоростных принимаемых сигналов в цифровую электронную область для дальнейшей цифровой обработки.В исследовательских экспериментах лидирующие записи быстро приближаются к 1 Тбит / с на длину оптической волны со скоростью передачи символов около 100 ГБод, несут форматы квадратурной амплитудной модуляции (QAM) более высокого уровня со скоростью передачи до 864 Гбит / с сегодня.

Чтобы еще больше увеличить масштабирование скоростей оптического интерфейса, необходимо использовать оптический параллелизм в большем количестве физических измерений. При уже принятых временном, квадратурном и поляризационном измерениях масштабирование скорости оптического интерфейса зависит от частотного измерения, чтобы преодолеть узкое место масштабируемости.Это достигается путем группирования нескольких несущих для формирования единого логического интерфейса, называемого оптическим суперканалом, повышения эффективности за счет плотной упаковки частот сигнала и повышения экономичности за счет общих или интегрированных компонентов транспондера. Используя суперканальные технологии, сегодня возможны скорости оптического интерфейса до терабит в секунду и выше.

Пределы спектральной эффективности

Чтобы наиболее эффективно использовать встроенную дорогостоящую оптоволоконную инфраструктуру, системы WDM стараются упаковать как можно больше оптических сигналов в оптическое волокно — или, более конкретно, в ограниченную полосу пропускания оптических усилителей, периодически размещаемых вдоль линии передачи.Например, усилители на волокне, легированном эрбием, обычно покрывают C-диапазон между 1530 и 1565 нм.

Однако спектральная плотность информации (спектральная эффективность), которая может передаваться по волокну заданной длины, сталкивается с некоторыми жесткими ограничениями — фундаментальными ограничениями, связанными с шумом усиления и керровскими нелинейностями, которые приводят к различным типам искажений сигнала, и практическими ограничениями, препятствующими возникновению от технологических недостатков транспондеров и оптических усилителей, а также от возникновения катастрофических повреждений из-за плавления оптоволокна.

Превышение предела Шеннона: спектральная эффективность (левая шкала) и приблизительная пропускная способность WDM C-диапазона (правая шкала) в зависимости от расстояния передачи.

Первый фундаментальный предел называется нелинейным пределом Шеннона и показан на диаграмме ниже. Логарифмическое масштабирование расстояния передачи по сравнению с линейным масштабированием спектральной эффективности позволяет ограничению пропускной способности волокна лишь умеренно зависеть от расстояния передачи. Неудивительно, что компромисс между расстоянием передачи и спектральной эффективностью экспериментов WDM с записью имеет наклон, аналогичный фундаментальному пределу пропускной способности.Существует ряд доступных коммерческих продуктов WDM (желтый эллипс на диаграмме), многие из которых, называемые «гибкими ответчиками», предлагают адаптируемость к динамическому формату модуляции, позволяя системам находить компромисс между пропускной способностью и охватом передачи в реальном времени в программном обеспечении. определенным образом.

В 2013 году ведущие системные интеграторы начали предлагать, а ведущие поставщики услуг приступили к развертыванию продуктов WDM, которые после того, как будут полностью заполнены сигналами WDM, будут поддерживать скорость около 20 Тбит / с на расстоянии около 1000 км.Если предположить, что ежегодные темпы роста трафика составят 20, 30 или 60 процентов, ведущие поставщики услуг, скорее всего, потребуют системы, которые могут масштабироваться до 75 Тбит / с на том же расстоянии к 2021, 2018 или 2016 году.

Следующий рубеж параллелизма: пространственное мультиплексирование

Нелинейный предел Шеннона, конечно, делает такие системы принципиально невозможными. Тем не менее, спрос на эти системы не так уж далек в будущем и потребует разработки совершенно новых технологий для удовлетворения этих потребностей в емкости.Эта загадка стала известна как «нехватка емкости» в оптических сетях.

Нелинейный предел Шеннона довольно нечувствителен даже к резким изменениям параметров волокна, таких как потери в волокне или коэффициент нелинейности. Параллельное движение в частотном измерении за счет использования большего количества полос оптического усиления в окне с низкими потерями развернутого оптического волокна может привести к увеличению пропускной способности только примерно в пять раз. Несомненно, в ближайшем будущем использование как более качественных волокон, так и более широких полос усиления обеспечит критически важные временные решения.Однако ни один из этих методов не может обеспечить надежный путь к преодолению нехватки пропускной способности оптической сети. Чтобы масштабировать оптические сети на следующие несколько десятилетий, оптический параллелизм должен распространиться на еще одно физическое измерение, и единственное измерение, которое еще не использовалось, — это пространство. Это означает, что пространственное мультиплексирование или мультиплексирование с пространственным разделением (SDM) — это не просто привлекательное долгосрочное решение, а единственное жизнеспособное решение на горизонте.

Два ключевых фактора будут способствовать внедрению SDM в будущих оптических сетях:

Интеграция .Параллельное развертывание отдельных оптических транспортных систем, простейшей формы SDM, увеличивает пропускную способность, но при этом сохраняет неизменными стоимость и потребление энергии на бит. Следовательно, эта форма SDM не обеспечивает экспоненциального снижения стоимости и энергопотребления, которое исторически ожидалось от оборудования для оптических сетей и которое экономически позволило Интернету с соответствующим ростом сетевого трафика. Таким образом, интеграция является важным элементом устойчивой экономики. Примеры включают интеграцию транспондеров для формирования пространственного суперканального транспондера, интеграцию оптических усилителей в массивы оптических усилителей, которые используют общие аппаратные средства и элементы управления, или интеграцию нескольких оптических переключающих элементов в коммутационные матрицы, которые обрабатывают несколько пространственных путей при сниженной стоимости на тракт. .

Другой аспект интеграции заключается в новых передающих волноводах, таких как многожильные или маломодовые оптические волокна. Это может дать экономию как капитальных, так и эксплуатационных затрат, например, если соответствующие соединители, сращивания или межкристальные соединения можно сделать дешевле с помощью нового волокна SDM по сравнению с массивом отдельных одномодовых волокон. Исследовательские лаборатории по всему миру добились огромного прогресса за последние несколько лет в разработке новых волоконных структур и связанных с ними элементов связи мод и сердцевины, с увлекательным междисциплинарным взаимодействием с другими областями, такими как многомодовая астрономия и эндоскопия.Впечатляющие рекордные результаты оптической передачи по таким волокнам были продемонстрированы на системном и сетевом уровне.

Часто в инженерной практике интеграция происходит за счет перекрестных помех. К счастью, с помощью мощных механизмов DSP, перекрестные помехи могут быть обработаны с использованием методов множественного ввода / множественного вывода (MIMO), первоначально разработанных для сотовых беспроводных и цифровых абонентских линий (DSL). Фактически, когерентные системы с поляризационным мультиплексированием, представленные сегодня на рынке, уже используют обработку MIMO 2 × 2 (требуемую из-за собственных вращений поляризации, происходящих вдоль одномодового передающего волокна).Поскольку микросхемы DSP обычно имеют низкую стоимость, но имеют высокую мощность, а компоненты оптоэлектронных транспондеров обычно имеют высокую стоимость, но низкое энергопотребление, разработка успешных систем SDM будет критически зависеть от поиска наилучшего баланса между оптоэлектронной интеграцией и DSP для приложений SDM.

Плавный путь обновления . Какая бы технология ни использовалась, важно обеспечить плавный переход от существующих волоконно-оптических сетей. Операторы не примут системы, которые принципиально требуют развертывания нового передающего волокна, если только эти новые волноводы не предлагали столь же революционное преимущество, как волокно, когда оно начало заменять коаксиальные кабели и микроволновые реле в конце 1970-х — середине 1980-х годов.В то время оптоволоконные кабели могли передавать в 100 раз больше трафика, чем коаксиальные кабели, с потенциалом увеличения пропускной способности еще на пять порядков; они также были в 10 раз тоньше и в 100 раз легче, а расстояние между повторителями увеличивалось в 10 раз, что упростило их установку. В современных условиях, чтобы вызвать подобное нарушение, новый волновод должен поддерживать скорость в несколько петабит (тысяч терабит) в секунду без усиления на протяжении 1000 км, с возможностью масштабирования для поддержки нескольких сотен эксабит (тысяч петабит) ) в секунду.

По крайней мере, сейчас такие волноводы явно принадлежат области фантастики. Следовательно, системы SDM должны повторно использовать существующую оптоволоконную инфраструктуру и доступные компоненты оптической системы в максимально возможной степени. Сети SDM должны будут работать на смешанной инфраструктуре из параллельно развернутых одномодовых волокон, которые, когда они исчерпаны на определенных участках, могут постепенно заменяться новыми волноводными технологиями, над которыми сегодня так интенсивно работают исследования в области оптических коммуникаций.

Я благодарен за ценные обсуждения с С. Чандрасекар, А. Храпливым, Н. Фонтейном, Р.-Дж. Essiambre, S. Korotky, X. Liu, D. Neilson., S. Randel, G. Raybon, R. Ryf, R. Tkach и S. Trowbridge. Фотографии поперечного сечения волокна были любезно предоставлены Р. Линглом и Б. Чжу (OFS), Т. Сасаки (Сумитомо), К. Имамура (Фурукава), Ю. Миямото (NTT), С. Мацуо (Фудзикура), М. -J. Ли (Corning), Д. Ричардсон (ORC Southampton), Г. Ли (CREOL), Р. Риф и Н. Фонтейн (Alcatel-Lucent Bell Labs).

---

Питер Дж. Винцер работает в Bell Labs, Alcatel-Lucent, Холмдел, Нью-Джерси, США.

Ссылки и ресурсы

• А. Храплый. «Грядущий кризис емкости», пленарный доклад, Европейская конференция по оптической связи (ECOC), Вена, Австрия (2009).
• Т. Мориока. «Технологии оптической инфраструктуры нового поколения: инициатива EXAT к 2020 году и далее», Proc. Оптоэлектрон. Commun. Конф. (OECC), FT4 (2009).
• Р.В. Ткач. «Масштабирование оптических коммуникаций на следующее десятилетие и далее», — Bell Labs Tech. J. 14 , 3 (2010).
• Р.С. Такер. «Зеленая оптическая связь — часть I: Энергетические ограничения на транспорте», IEEE J. Sel. Темы Квантовой электроники. 17 (2), 245 (2011).
• R.-J. Эссиамбре и Р.В. Ткач. «Тенденции и ограничения пропускной способности оптических сетей связи», Proc. IEEE 100 (5), 1035 (2012).
• Д.Дж. Ричардсон и др.«Мультиплексирование с пространственным разделением в оптических волокнах», Нац. Фотон. 7, 354 (2013).
• К. Лаперле и М. О’Салливан. «Достижения в области высокоскоростных ЦАП, АЦП и DSP для оптических когерентных трансиверов», J. Lightwave Tech. 32 (4), 629 (2014).
• S.G. Леон-Саваль. «Многомодовая фотоника, устройства на оптических переходах для многомодового управления», Тр. OECC, 2014.
• X. Liu et al. «Методы цифровой обработки сигналов, обеспечивающие суперканальную передачу с несколькими Тбит / с», журнал IEEE Signal Processing Magazine 31 (2), 16 (2014).
• Ю. Миямото и Х. Такенучи. «Технология оптической связи с плотным пространственным разделением каналов для передачи класса петабит в секунду», — NTT Tech. Ред. 12 (12), 1 (2014).
• P.J. Winzer. «Пространственное мультиплексирование в волоконной оптике: 10-кратное увеличение пропускной способности городской сети / ядра сети», Bell Labs Tech. J. 19 , 22 (2014).
• К. Кикучи. «Технология когерентной оптической связи», Proc. Опт. Fiber Commun. Конф. (OFC), бумага Th5F.4 (2015).
• г. Райбон. «Системы передачи с высокой символьной скоростью для скоростей передачи данных от 400 Гбит / с до 1 Тбит / с», OFC, документ M3G.1 (2015).

Система защиты оптической линии

— Руководства по оптоволоконным изделиям

Повышение стабильности и надежности оптической сети действительно важно для нашей оптической сети. Однако такие проблемы, как сбои оптического волокна и прерывание линии, представляют собой самые большие риски, влияющие на связь и услуги, передаваемые по оптоволоконным кабелям.Чтобы свести к минимуму влияние этих проблем, системы защиты оптических линий (OLP) обычно встраиваются в сегодняшние оптические сети, особенно для магистральных сетей и важных бизнес-направлений. Защита оптической линии использует принцип оптического переключателя для создания резервного тракта на свободном оптическом волокне. Простая защита оптической линии должна содержать основной путь и дополнительный путь.

OLP 1: 1 и OLP 1 + 1

Существуют различные типы устройств защиты оптических линий для защиты сети.Наиболее часто используемые OLP — это OLP 1: 1 и OLP 1 + 1. Оба они требуют запасного оптоволоконного тракта. Но они используют разные методы для защиты оптических сетей связи.

На следующем рисунке показан метод передачи оптоволоконной сети, развернутой с OLP 1: 1. Система защиты оптической линии 1: 1 использует режимы выборочной передачи и выборочного приема. Между двумя объектами есть основной и резервный маршруты. Порт Tx подключен к оптическому коммутатору внутри устройства OLP.При возникновении неисправности на основном маршруте порт Rx обнаружит снижение оптической мощности. Затем эта система OLP 1: 1 переключит передающие и принимающие предприятия с основного маршрута на резервный. Система OLP 1: 1 имеет низкие вносимые потери и поддерживает мониторинг пути резервного копирования. В этой системе OLP оптическое волокно для резервного тракта может использоваться для других целей.

Для OLP 1 + 1 все будет иначе, как показано на следующем рисунке. Система OLP 1 + 1 выбирает режим двойной передачи и выборочного приема.В OLP 1 + 1 оптическая мощность от Tx разделяется с соотношением 50:50 на основном маршруте и резервном маршруте, что означает, что и основной, и резервный маршруты используются независимо от того, есть ли неисправность в основной маршрут. В то время как для Rx будет выбран оптический сигнал с лучшим качеством. Преимущество системы OLP 1 + 1 — быстрое переключение и невысокая стоимость. Однако вносимые потери будут больше по сравнению с системой OLP 1: 1. Эту систему OLP 1 + 1 предлагается использовать с оптическими линиями на короткие расстояния с большим избытком.

OBP (Оптическая защита байпаса)

OLP 1 + 1 и OLP 1: 1 используются для обеспечения оптической передачи при неисправностях оптических волокон. Однако некоторые проблемы оптических сетей вызваны устройствами, развернутыми в оптической сети, что влияет на передачу по всему каналу. Для повышения стабильности в этой ситуации в сети развернуты устройства защиты оптического обхода. На следующем рисунке показано, как устройство защиты байпаса защищает оптическую линию от нормального состояния до барьерного.Когда оптический сигнал устройства отсутствует или происходит отключение питания, оно автоматически обходит устройство, чтобы обеспечить нормальную связь.

Решение OLP и OBP

Системы OLP и OBP — это экономичные решения для защиты нашей оптической сети. Эти устройства бывают в основном в двух вариантах исполнения — в версии с подключаемой платой и в автономной версии. Ниже перечислены несколько OLP и OBP для справки.

ID	Описание продукта
66007	Защита оптической линии (OLP) 1: 1, установка в стойку 1U
66008	Защита оптической линии (OLP) 1 + 1, установка в стойку 1U
66009	Защита оптической линии (OLP) 1: 1, съемная карта типа
66010	Защита оптической линии (OLP) 1 + 1, съемная карта, тип
66011	Защита оптического байпаса (OBP), установка в стойку 1U
66012	Защита оптического байпаса (OBP), вставная карта, тип

.