Sve o optičkim vlaknima. Što je optičko vlakno i kako radi? Optički kabel za podvodnu instalaciju

Brzi internet, digitalna televizija i mobilne komunikacije mogući su zahvaljujući tankim staklenim nitima koje se protežu duž morskog dna između kontinenata. Da nije bilo optičkih vlakana, teško da biste čitali ove retke.

Temeljni principi ove tehnologije opisani su u srediniXIXstoljeća. Zatim su pokušali koristiti vodu kao vodič signala – bez uspjeha. Materijali prikladni za provedbu hrabre ideje razvijeni su tek nakon više od sto godina.

Provodnik za svjetlo

U običnoj žici signal se prenosi kroz bakrenu jezgru. Informacije se prenose protokom elektrona – električnom strujom. Podaci se prenose šifrirani u binarnom kodu. Ako puls prođe, znači jedan, ako ne prođe, znači nula.

U optičkoj komunikacijskoj liniji princip kodiranja je isti, ali informaciju prenose fotoni ili svjetlosni valovi, bolje rečeno oboje u isto vrijeme. Znanstvenici su toliko dugo raspravljali o prirodi svjetlosti da su na kraju spojili nekompatibilne teorije. Ali ne morate razumjeti dualnost kvantnog vala da biste razumjeli kako se svjetlost koristi za prijenos informacija u telekomunikacijskim mrežama.

Dovoljno je razumjeti kako svjetlost kilometrima teče kroz žice.

Prvo što pada na pamet su ogledala. Napravite metalnu cijev i prekrijte unutrašnjost glatkim slojem, na primjer, srebrom.

Svjetlost koja ulazi s jedne strane odbija se od zidova sve dok ne dođe do izlaza s druge strane. Nije loša ideja, ali neće uspjeti.

Prvo, izrada takve cijevi potrebne duljine iznimno je težak, a samim time i skup zadatak.

Drugo, koeficijent refleksije srebra je 99%, odnosno svjetlost koja ulazi u cijev će izgubiti energiju i potpuno će se ugasiti nakon 100 refleksija.

Mnogo je bolje bez ogledala. Temelji geometrijske optike postavljeni u 19. stoljeću reći će vam kako to učiniti.

Osnovnu ideju lako je demonstrirati na primjeru akvarija. Zraka svjetlosti iz izvora pod vodom prolazi kroz granicu vode i zraka - dva medija s različitim optičkim svojstvima - i djelomično mijenja smjer kretanja, a dijelom se odbija od granice dvaju medija kao od zrcala.

Ako se upadni kut zrake smanji, u određenom trenutku svjetlost će uopće prestati izlaziti iz vode i potpuno će se reflektirati, 100%. Granica između dva okruženja funkcionira bolje od bilo kojeg zrcala.

Kako se pokazalo, za stvaranje takve granice voda nije potrebna. Dovoljna su bilo koja dva materijala koji različito propuštaju svjetlost - imaju različite indekse loma. Čak je i 1% razlike dovoljan za stvaranje svjetlosnog vodiča.

Staklene žice

Vodiči svjetla u svjetiljkama i igračkama izrađeni su od plastike, no potrebni su skuplji i prozirniji materijali kako bi optička vlakna bila prikladna za komunikaciju.

Znanstvenici su za tu svrhu prilagodili kvarcno staklo. Jezgra predforme optičkog vlakna najčešće je izrađena od čistog silicijevog dioksida. Vanjski sloj je također izrađen od kvarca, ali s dodatkom bora ili germanija za smanjenje indeksa loma.

Ranije su, da bi dobili takvu prazninu, jednostavno umetnuli dvije staklene cijevi jednu u drugu, ali danas to često rade drugačije. Šuplje cijevi od čistog kvarca pune se mješavinom plinova s visokim udjelom germanija i polagano zagrijavaju dok se germanij ne smjesti u ravnomjernom sloju na unutarnjoj površini.

Nakon što na kvarcnom staklu izraste dovoljno debeo sloj germanijevog oksida, cijev se zagrijava dok ne omekša i povlači dok se unutarnja šupljina ne uruši.

Time se dobije štapić promjera od 1 do 10 centimetara i duljine od približno 1 metra, koji već sadrži kvarc u jezgri s dodatkom germanija, s povećanim indeksom loma i omotačem od čistog kvarca oko sebe.

Takav obradak se isporučuje na vrh tornja visine do nekoliko desetaka metara. Tamo se donji dio obratka ponovno zagrijava na tisuću i pol stupnjeva - gotovo do točke taljenja, a iz njega se izvlači najtanja nit. Na putu prema dolje, staklo se hladi i uranja u kupku od polimera, koji stvara zaštitni sloj na površini kvarca. Ova metoda proizvodi do 100 km stakloplastike iz jednog komada. U podnožju tornja, ohlađeno vlakno se namotava na špulicu.

Da, precizno je namotan: čudno, kvarcno vlakno se lako savija.

Dobivena vlakna skupljaju se u snopove od nekoliko komada i zatvaraju u polietilen. Zatim se iz tih snopova pletu kablovi.

Svaki kabel može imati od dva ili tri do nekoliko stotina optičkih vlakana. Izvana su opleteni polimernom niti za čvrstoću i dobivaju još jednu zaštitnu školjku od polietilena.

Prednosti i nedostaci optičkih vlakana

Sve ove poteškoće su opravdane jer je svjetlost najbrža stvar u Svemiru.

Zahvaljujući ovom svojstvu svjetlosti, optičko vlakno ima nenadmašan informacijski kapacitet. Upletena parica, poput telefonske linije ili koaksijalnog kabela, vodiča s oklopom, prenosi 100 megabita u sekundi.

Najčešći osmožilni kabel od 4 upletene parice za računalne mreže prenosi do 1000 megabita u sekundi. Optičko vlakno uz jednu jezgru je tri puta veće, do 3000 megabita u sekundi, a uz pomoć raznih eksperimentalnih trikova taj se prag može premostiti.

Osim toga, optičko vlakno puno je lakše od bakra. S debljinom od 9 mikrona – tanjom od ljudske dlake – kvarcna nit duga 100 km teži oko 15 g.

Gotovo sve moderne okosnice prijenosa podataka polažu se od optičkih kabela. Oni povezuju kontinente, zemlje i podatkovne centre.

U velikim gradovima "optika" se također koristi pri povezivanju stambenih zgrada s globalnom mrežom, ali vlakno je položeno između davatelja usluga i kuće, a obična upredena parica je usmjerena kroz stanove.

S ovom shemom povezivanja maksimalna brzina pristupa mreži za pretplatnika još uvijek ne prelazi 100 Mbit/s. Usporedbe radi, provođenjem optičkog kabela direktno u stan, može se dobiti kanal od 1 Gbit/s, a potrošač se ipak rijetko susreće s optičkim internetom.

Nije samo činjenica da su vlakna skupa za proizvodnju. Polaganje kabela samo je početak. Signali koji putuju duž komunikacijske linije gomilaju pogreške na udaljenosti i na kraju potpuno nestaju. Za upredenu paricu to se događa nakon 1 km, za koaksijalni kabel nakon otprilike 5 km. Nakon toga signal se mora obnoviti i pojačati – regenerirati.

Kod optičkog vlakna put regeneracije je višestruko veći, ali koliko god kvarcno staklo bilo čisto, u njemu ostaju nečistoće, primjerice milijunti dijelovi postotka vode.

Duljina vlakna može biti stotine tisuća kilometara, ali nakon 100-200 km slabljenje optičkog signala i dalje se očituje.

Stoga se na svjetlovodnim komunikacijskim vodovima ugrađuju međupojačala koja vraćaju amplitudu optičkog signala i regeneratori koji uklanjaju smetnje. Takva oprema je mnogo skuplja od pojačala na tradicionalnim komunikacijskim linijama i zahtijeva kvalificirano održavanje.

Ali što je najvažnije, u ovom trenutku obični ljudi malo traže gigabitne komunikacijske kanale. Možda će dolaskom pametnih domova, nosivih računala i širenjem video streaminga ultravisoke rezolucije potreba za njima porasti, ali za sada je brzina koju pruža dvožilni kabel sasvim dovoljna za prosječnog potrošača.

Čak i bez izravnog kontakta s ovom tehnologijom, svatko od nas uživa u njezinim prednostima. Stabilna veza, malo kašnjenje u prijenosu signala do najudaljenijih poslužitelja i velika brzina primanja odgovora od njih, mogućnost podizanja novca s bilo kojeg bankomata i upućivanja poziva u bilo koju zemlju svijeta - sve je to zasluga optičkih vlakana , i nema konkurenciju u projektu.

Dok čitate ove retke, terabajti podataka plutaju svijetom, zaključani u staklenim nitima razapetim duž dna oceana. Podsjeća me na magiju, ali to je samo napredna tehnologija. Optičko vlakno je tehnologija koju čovječanstvo duguje prirodoslovcima 19. stoljeća. Promatrajući zrake svjetlosti na površini ribnjaka, pretpostavili su da se svjetlom može upravljati, no ta je briljantna ideja ostvarena tek nedavno pojavom sofisticiranih tvornica i temeljitim proučavanjem optičkih svojstava materijala.

Zaključano svjetlo

Bakrena upredena parica (poput vašeg internetskog kabela) nosi elektrone u izobilju. Struja se prenosi kroz vodič i nosi sa sobom informacije kodirane u nizu impulsa. Nule i jedinice su binarni kod za koji su vjerojatno svi čuli. Vodič optičkog signala radi na istom principu, ali s fizičke točke gledišta sve je s njim puno kompliciranije. Moglo bi biti polusatno predavanje o kvantnoj mehanici i koliko je eminentnih fizičara došlo u slijepu ulicu pokušavajući razumjeti prirodu svjetlosti, ali pokušat ćemo bez dugih rasprava.

Dovoljno je imati na umu da, poput elektrona, fotoni ili svjetlosni valovi (zapravo, u našem kontekstu to su ista stvar), mogu nositi kodiranu informaciju. Na primjer, na aerodromima, u slučaju kvara radiokomunikacije, signali se do zrakoplova prenose pomoću usmjerenih reflektora. Ali ovo je primitivna metoda i radi samo na vidljivoj udaljenosti. U isto vrijeme, optičko vlakno prenosi svjetlost kilometrima i daleko od ravne staze.

Da biste postigli ovaj učinak, možete koristiti ogledala. Zapravo, ovdje su inženjeri za ispitivanje započeli svoje eksperimente. Prekrivali su metalne cijevi iznutra slojem ogledala i usmjeravali snop svjetla unutra. Ali ne samo to, takvi svjetlovodi bili su pretjerano skupi. Svjetlost se više puta odbijala od njihovih zidova i postupno blijedila, gubila snagu i potpuno nestajala.

Ogledala nisu bila dobra. Nije moglo biti drugačije. Čak ni najskuplje ogledalo nije savršeno. Njegov koeficijent refleksije manji je od 100% i nakon svakog pada na površinu zrcala svjetlosni snop gubi dio svoje energije, au zatvorenom volumenu svjetlovoda događa se bezbroj takvih loma.

Ovdje je vrijeme da se prisjetimo ribnjaka i onih drevnih studija koje su se temeljile na promatranju ponašanja svjetlosti u vodi. Zamislite kako zraka zalazećeg sunca pada na površinu vode, prelazi granicu i spušta se na dno ribnjaka.

Oni čitatelji koji se sjećaju školskog tečaja fizike vjerojatno već pretpostavljaju da će svjetlost promijeniti smjer kretanja. Dio svjetlosti će proći ispod vode, lagano mijenjajući kut svog kretanja, a drugi beznačajni dio svjetlosti će se reflektirati natrag u nebo, jer je "upadni kut jednak kutu refleksije". Ako dugo promatrate ovu pojavu, jednog dana ćete primijetiti da svjetlost koja se reflektira od zrcala ispod vode, pod određenim kutom, neće moći pobjeći van - reflektirat će se u potpunosti od granice vode i zraka. , bolje nego iz bilo kojeg ogledala. Nije stvar u vodi kao takvoj, već u spoju dvaju medija s različitim optičkim svojstvima - nejednakim indeksima loma. Za stvaranje svjetlosne zamke dovoljna je minimalna razlika između njih.

Fleksibilni svjetlovodi

Materijali nisu toliko bitni. Fizički eksperimenti za djecu koji demonstriraju ovaj učinak često koriste vodu i prozirnu plastičnu cijev. Takav svjetlosni vodič ne može prenijeti svjetlosni snop više od nekoliko metara, ali izgleda lijepo. Iz istog razloga, svjetiljke i drugi ukrasni proizvodi često imaju plastične svjetlovode u svom dizajnu. Ali kada je riječ o prijenosu informacija na više kilometara, potrebni su posebni, ultra čisti materijali, s minimalnim nečistoćama i optičkim svojstvima blizu idealnih.

Godine 1934. Amerikanac Norman R. French patentirao je stakleni svjetlovod koji je trebao omogućiti telefonsku komunikaciju, ali nije baš funkcionirao. Bilo je potrebno dosta vremena da se pronađe materijal koji će zadovoljiti najviše zahtjeve čistoće i prozirnosti, da se izumi optičko vlakno od silicijeva dioksida – najčišćeg kvarcnog stakla. Kako bi stvorili razliku u indeksu loma u prozirnom siliciju, pribjegavaju se trikovima. Središte prozirne praznine, koja će se pretvoriti u žicu, ostaje čisto, dok su vanjski slojevi zasićeni germanijem - on mijenja optičke karakteristike stakla.

U tom slučaju, sirovina se obično sinteruje iz dvije prethodno pripremljene staklene cijevi umetnute jedna u drugu. Ali možete učiniti suprotno zasićujući jezgru od fiberglasa germanijem. Tehnološki naprednija i kvalitetnija staklena vlakna dobivaju se kada se staklene cijevi iznutra napune plinom i čekaju da se sam germanij u tankom sloju slegne na staklo. Zatim se cijev zagrijava i rasteže na metar duljine. U tom se slučaju unutarnja šupljina sama zatvara.

Dobivena šipka ima jezgru s jednim indeksom loma i omotač s drugim optičkim parametrima. Zatim će se koristiti za proizvodnju optičkih vlakana. Dok teški obradak, debeo kao šaka, ni na koji način ne podsjeća na žicu, ali kvarcno staklo se dobro rasteže.

Pripremljena praznina se podiže na visinu tornja od deset metara, učvršćuje se na vrhu i ravnomjerno zagrijava dok njegova konzistencija ne podsjeća na nugat. Tada se najtanja nit počinje rastezati iz staklene plohe pod vlastitom težinom. Na spuštanju se hladi i postaje fleksibilan. Možda se čini čudnim, ali ultra tanko staklo se jako dobro savija.

Gotovo optičko vlakno, koje neprestano teče prema dolje, uranja se u kupku od tekuće plastike, koja stvara zaštitni sloj na površini kvarca, a zatim se namotava. To se nastavlja sve dok se praznina na vrhu tornja potpuno ne preradi u jednu nit od stotina kilometara optičkog vlakna.

Od njega će se, zauzvrat, tkati kabeli koji će sadržavati od par do nekoliko stotina pojedinačnih staklenih vlakana, umetke za ojačanje, zaštitne slojeve i zaštitne ljuske.

Aksijalna šipka.
Optičko vlakno.
Plastična zaštita za optička vlakna.
Film s hidrofobnim gelom.
Polietilenska školjka.
Pojačanje.
Vanjska polietilenska školjka.

Veza s brzinom svjetlosti

Opisani proces je složen, radno intenzivan, zahtijeva izgradnju tvornica i posebnu obuku njihovog osoblja, a ipak je igra vrijedna svijeća. Uostalom, brzina svjetlosti je nepremostiva granica, maksimalna brzina kojom se informacija u načelu može širiti. S optičkim vlaknima u brzini prijenosa informacija mogu se natjecati samo izravne optičke komunikacijske linije, ali ne i bakreni vodiči, bez obzira na kakve trikove išli njihovi kreatori. Usporedbe najbolje pokazuju superiornost optičkih vlakana u odnosu na druge načine prijenosa informacija.

Kućni internet u post-sovjetskom prostoru često se provodi preko dvožilnog kabela s upletenim paricama s vodičima debljine jednog do dva milimetra. Maksimum za njega je 100 megabita u sekundi. To je dovoljno za par računala, ali kada stan ima smart TV, NAS koji distribuira torrente, kućni server, nekoliko pametnih telefona i pametnih uređaja iz svijeta interneta stvari, ni osmožilna žica nije dovoljno. Ograničenja komunikacijskog kanala postaju očita. U pravilu, u obliku artefakata i mucanja filmskih likova na TV ekranu ili zaostajanja u online igrama. Optičko vlakno debljine 9 mikrona ima 30 puta veću propusnost, a da ne spominjemo činjenicu da u žici može biti nekoliko takvih jezgri.

Istovremeno je kompaktniji i teži znatno manje od konvencionalnih žica, što se pokazalo odlučujućom prednošću pri postavljanju magistralnih komunikacijskih vodova i planiranju urbanih komunikacija.

Optički kabeli povezuju kontinente, gradove i podatkovne centre. U Rusiji se prva takva linija pojavila u Moskvi. Prvi podvodni optički kabel vodio je između St. Petersburga i danskog Aberslunda. Vlakno je zatim prošireno između poduzeća, državnih agencija i banaka. U velikim gradovima postala je široko rasprostranjena shema u kojoj se optičke komunikacijske linije proširuju na pojedinačne stambene zgrade, a unatoč tome za prosječnog potrošača optička vlakna i dalje ostaju egzotična. Zanimalo bi nas koliko ga naših čitatelja koristi kod kuće, jer većina stanova još uvijek ima staru dobru upredenu paricu.

Optička vlakna nisu samo skupa i teška za proizvodnju. Njegova kvalificirana usluga je još skuplja. Ovdje ne možete bez plave električne trake. Prilikom ugradnje, kvarcna vlakna moraju biti spojena na poseban način, a svjetlovodne komunikacijske linije moraju biti opremljene dodatnom opremom.

Unatoč činjenici da razlika u indeksima loma u jezgri i omotaču vlakna u teoriji stvara idealan svjetlovod, svjetlost koja se lansira kroz kvarcnu žicu ipak je prigušena zbog nečistoća sadržanih u staklu. Nažalost, gotovo ih je nemoguće potpuno se riješiti. Desetak molekula vode po kilometru optičkog vlakna već je dovoljno da unese pogreške u signal i smanji udaljenost na koju se može prenijeti.

Inženjeri elektrotehnike suočavaju se sa sličnim problemom s konvencionalnim žicama. Udaljenost do koje se signal može poslati žicom bez problema naziva se udaljenost regeneracije.

Za standardni telefonski kabel jednak je kilometru, za oklopljeni kabel - pet. Jezgra optičkog vlakna drži svjetlost na udaljenosti i do nekoliko stotina kilometara, ali na kraju signal ipak treba pojačati i regenerirati. Na klasične komunikacijske vodove ugrađuju se relativno jeftina i jednostavna pojačala. Za optička vlakna potrebne su složene i visoko tehničke jedinice koje koriste metale rijetke zemlje i infracrvene lasere.

Mali dio posebno pripremljenog fiberglasa izrezan je u komunikacijsku liniju. Dodatno je zasićen atomima erbija, rijetkog zemnog elementa koji se, između ostalog, koristi u nuklearnoj industriji. Atomi erbija u ovom dijelu vlakna su u pobuđenom stanju zbog dodatnog pumpanja svjetlom. Jednostavno rečeno, osvijetljeni su posebno podešenim laserom. Signal koji prolazi kroz takvo područje kabela pojačava se približno dvostruko, budući da atomi erbija, kao odgovor na udar, emitiraju svjetlost iste valne duljine kao i dolazni signal, te stoga zadržavaju informacije kodirane u njemu. Nakon pojačala, optički signal može prijeći još stotinjak kilometara prije nego što se postupak treba ponoviti.

Takvi sustavi zahtijevaju educirane stručnjake za održavanje i stalni nadzor, pa je ekonomska korist od postavljanja pojedinačnih optičkih linija za određene pretplatnike u većini zemalja svijeta upitna. Pa ipak, svi koristimo staklena vlakna za prenošenje poruka. Cjelokupni moderni internet temelji se na ovoj tehnologiji, a zahvaljujući njoj postali su mogući internetski prijenosi u ultra-visokoj rezoluciji, video streaming, online igrice s minimalnom latencijom, trenutna komunikacija s gotovo bilo kojim mjestom na planetu, pa čak i mobilni internet . Da, bazne stanice mobitela također su povezane staklenim vlaknima.

Iako znanstvenici traže nove načine za izgradnju komunikacijskih mreža, još dugo nećemo dobiti ništa praktičnije. Eksperimentalne tehnologije omogućuju povećanje informacijskog kapaciteta staklenih vlakana za dva do tri puta, sve deblji višežilni stakleni kabeli leže na morskom dnu između kontinenata, ali temeljna ograničenja koja nameće brzina svjetlosti zaključana u kvarcnoj žili nisu vjerojatna biti prevladan. Čini se da je rješenje odustajanje od kvarca i ograničenja vezanih uz njega, prijenos informacija pomoću lasera, ali to je moguće samo u ravnoj liniji. Posljedično, odašiljači će morati biti smješteni u svemiru ili barem u gornjim slojevima atmosfere. Slični eksperimenti su posljednjih godina privukli pozornost velikih korporacija, ali to je druga priča.

Optika je najbrža tehnologija za prijenos informacija na Internetu današnjice. Struktura optičkog kabela ima određene značajke: takva se žica sastoji od malih, vrlo tankih žica, zaštićenih posebnim premazom koji odvaja jednu žicu od druge.

Svaka žica nosi svjetlost koja prenosi podatke. Optički kabel sposoban je istovremeno prenositi podatke, uz internetsku vezu, i televiziju te fiksni telefon.

Dakle, svjetlovodna mreža omogućuje korisniku da kombinira sve 3 usluge jednog pružatelja, povezujući usmjerivač, računalo, TV i telefon na jedan kabel.

Drugi naziv za optičku vezu je optička komunikacija. Takva komunikacija omogućuje prijenos podataka pomoću laserskih zraka na udaljenosti mjerene stotinama kilometara.

Optički kabel sastoji se od sićušnih vlakana čiji je promjer tisućinke centimetra. Ova vlakna prenose optičke zrake koje prenose podatke dok prolaze kroz silicijsku jezgru svakog vlakna.

Optička vlakna omogućuju uspostavljanje veza ne samo između gradova, već i između država i kontinenata. Internetske komunikacije između različitih kontinenata održavaju se putem optičkih kabela položenih duž dna oceana.

Fiber Internet

Zahvaljujući optičkom kabelu možete uspostaviti brzu internetsku vezu, koja igra veliku ulogu u današnjem svijetu. Optička žica je najnaprednija tehnologija za prijenos podataka preko mreže.

Prednosti optičkog kabela:

Izdržljiv, velike propusnosti, omogućava brz prijenos podataka.
Sigurnost prijenosa podataka - optičko vlakno omogućuje programima trenutno detektiranje neovlaštenog pristupa podacima, pa je pristup njima uljezima gotovo onemogućen.
Visoka otpornost na smetnje, dobro potiskivanje buke.
Strukturne značajke optičkog kabela čine brzinu prijenosa podataka kroz njega nekoliko puta veću od brzine prijenosa podataka kroz koaksijalni kabel. To se prvenstveno odnosi na video i audio datoteke.
Pri povezivanju optičkih vlakana možete organizirati sustav koji implementira neke dodatne opcije, na primjer, video nadzor.

Međutim, najvažnija prednost optičkog kabela je njegova sposobnost povezivanja objekata koji se nalaze na velikoj udaljenosti jedan od drugog. To je moguće zahvaljujući činjenici da optički kabel nema ograničenja u pogledu duljine kanala.

Internetska veza putem optičkog vlakna

Najrasprostranjeniji Internet u Ruskoj Federaciji, čija mreža radi na temelju optičkih vlakana, pruža davatelj Rostelecom. Kako spojiti optički internet?

Prvo samo trebate provjeriti je li optički kabel spojen na kuću. Zatim trebate naručiti internetsku vezu od svog davatelja usluga. Potonji mora pružiti podatke o vezi. Zatim morate konfigurirati opremu.

Radi se ovako:

Terminal je opremljen posebnom utičnicom koja vam omogućuje povezivanje s računalom i povezivanje usmjerivača s internetom.

Osim toga, terminal ima 2 dodatne utičnice koje omogućuju spajanje analognog kućnog telefona na optički priključak, a predviđeno je još nekoliko utičnica za spajanje televizije.

Optički kabel je snop staklenih niti koji mogu prenositi optičke signale. Nedavno se takav kabel počeo koristiti za pretplatničke linije, a sada je glavni medij za prijenos digitalnih informacija na velike udaljenosti.

Zašto vam je potreban OCG kabel?

OKG kabel je razvijen da zamijeni glomazne bakrene kabele. Mogu se proizvoditi u takvim modifikacijama kao što su single-mode (pronašli su svoju upotrebu u telefoniji) i multimode (široko korišteni u mrežama). Razlika između njih je u tome što jednomodna vlakna mogu odašiljati signale s valnim duljinama iste duljine, dok višemodna vlakna mogu odašiljati signale s različitim valnim duljinama.

Proizvodnja

Već je ranije rečeno da su FOC staklena vlakna. U početku, jedno vlakno je staklena šipka promjera od pet do osam centimetara. Zatim se takva šipka ubacuje u poseban stroj koji je topljenjem i izvlačenjem pretvara u vlakno. Nakon toga se takvo vlakno prekriva omotačem s unutarnjim komponentama čvrstoće.

FOC se polaže gotovo na isti način kao i bakreni, ali razlika je u krhkosti, tj. ako se FOC pretjerano savije ili napregne, pukne.

Sigurnost

Za rad s optičkim kabelima nikada ne smijete gledati na kraj bez posebne opreme, jer Gotovo nevidljivi komadić vlakna može uzrokovati nepopravljivu štetu ako vam dospije u oči.

Spoj

FOC se spajaju ili mehanički (zahvaljujući posebnom uređaju, krajevi kabela se poliraju, a gel ispunjava mikro-šupljine) ili topljenjem (vlakna se tope i postaju jedno).

Vlakna se uglavnom spajaju mehanički, jer Za to je potreban jednostavan skup alata, koji nude gotovo svi proizvođači, a poliranje može obaviti svaki pomoćni radnik. Ako vlakna spajate metodama taljenja, tada je potrebna skupa oprema, a neće svaki instalater to moći učiniti.

Popravak kabela

Dizajn FOC-a je inicijalno savršen i ima dovoljno kanala u rezervi, što jamči rad mreže uz minimizirane gubitke u slučaju oštećenja kabela. Ali u isto vrijeme, ako dođe do oštećenja, popravci će zahtijevati najmanje 2 dodatna zgloba, što može dovesti do gubitka snage. Kako se to ne bi dogodilo, potrebno je unaprijed uključiti radove na popravku i restauraciji kabelskog sustava. Naravno, to će zahtijevati dodatni novac, ali će vam pomoći uštedjeti novac ako postoje problemi s kabelom.

Samo u posljednjih nekoliko desetljeća, računalni uređaji za komunikaciju, komunikaciju, rad ili zabavu pojavili su se u gotovo svakoj obitelji. Priključci pretplatnika ostvaruju se telefonskim linijama, radio kanalima, au novije vrijeme sve se više koriste svjetlovodna vlakna.

Morao sam procijeniti mogućnosti ove tehnologije iz vlastitog iskustva. Na temelju njega objavljujem savjete za kućne majstore o povezivanju računala s internetom putem optičkog kabela i stvaranju stanske žične i bežične mreže s objašnjenjima slika, dijagrama i videa.

Prvo upoznavanje s novom tehnologijom

Prije desetljeće i pol u trafostanicu 330 kV u kojoj sam radio stigla je nova oprema koja bilježi i obrađuje informacije iz električnih signala iz mreže vrlo velikog broja senzora smještenih na različitim mjestima - snimač Parma.

Ovo je obično računalo s vlastitim softverom koje obavlja isključivo električne zadatke.

Njegova montaža, spajanje i puštanje u rad povjereni su nama, osim montaže i konfiguracije svjetlovodnih vodova. Nismo imali iskustva u radu s njima.

Do ove točke, komunikacija s ovim senzorima odvijala se putem konvencionalnih električnih krugova, koji se nazivaju sekundarni. Međutim, cijela skupina ovih uređaja nalazila se na velikoj udaljenosti. Projekt je uključivao razmjenu informacija s njima putem optičkog kabela. Sami smo ga postavili unutar kabelskog kanala, au spajanju i provjeri sudjelovao je predstavnik proizvođača koji je došao iz Sankt Peterburga.

Tada je postalo jasno da je nemoguće raditi s optičkim vlaknima bez specijalizirane opreme i odgovarajućih vještina. Nemoguće je učiniti bilo što s njim vlastitim rukama.

Dizajn optičkog kabela

Prijenos informacija odvija se putem optičkih magistrala, koje se sastoje od pojedinačnih medija spojenih u zajedničku strukturu - optički kabel.

Princip rada optičkih medija

Razmjena informacija odvija se prolaskom laserskog svjetla iz ugrađene LED diode. Njegov prijenos se provodi impulsima binarnog koda u jednom smjeru. Stoga su stvorena dva pojedinačna kanala za razmjenu informacija.

O dizajnu kabela

Staklo je krhki materijal. Može se lako slomiti, a optička vlakna rade pomoću staklenih vlakana. Jasno je da zahtijevaju pouzdanu zaštitu i od mehaničkih oštećenja i od gubitka svjetlosne energije.

U tu se svrhu optički mediji na različite načine kombiniraju u krute module i iz njih stvaraju optičke kabele. Može biti različitih dizajna. Jedan od njih prikazan je na dijagramu.

U našoj trafostanici koristili smo dvije vrste kabela: jedan promjera 6 mm, a drugi debljine kao kažiprst ruke.

Problem ove tehnologije je detaljno opisan u GalileoRU videu “Optička vlakna”.

Polaganje optičkih vlakana na licu mjesta

Prošle zime u našoj blizini izvedeno je mehanizirano polaganje takvog kabela izravno u zemlju.

Radove su obavljala tri, odnosno na teškom terenu četiri traktora spojena u vlak. Vukli su ralicu za polaganje kablova ukopanu metar i pol u zemlju. Na kolicima ovog mehanizma nalazi se veliki kotur kabela, koji, kada ga rukovatelj ručno odvrne, pušta kabel kroz kanale pluga u rov koji se kopa.

Jasno vidljiva signalna traka automatski se postavlja na vrh optičkog vlakna na sloju tla. Odmah se zatrpa zemljom, a na površini zemlje ostaje trag udubljenja od dvadesetak centimetara ili nešto više.

Nakon nekog vremena sve neravnine poravnate su buldožerskim nožem lakog traktora na kotačima. Ljeti je ruta zarasla u travu. Ali na terenu se može obnoviti pomoću betonskih stupova.

Tehnologija spajanja

Na ulaznoj oglasnoj ploči vidio sam poruku Beltelecoma koja me zainteresirala.

Postavljen je i na sve obližnje zgrade. Na ovaj originalan način provajder je poručio da završava era korištenja bakrenih telefonskih kabela na našim prostorima, a uskoro će prestati raditi i obližnje telefonske centrale.

Svi korisnici fiksne telefonije moraju odabrati:

pristati na prijelaz na novu opremu koju nudi dobavljač;
ili odbiti, ostajući sa starim bakrenim kabelom.

Izbor je dobrovoljan, ali vrlo brzo će telefonska centrala biti zaustavljena: telefonska komunikacija putem bakrenog kabela automatski će prestati spajati se na Internet. Morat ćete sklopiti ponovni ugovor i platiti novac za ovu uslugu. Ponuditelj sada o svom trošku mijenja staru opremu i ugrađuje novu, a sve to klijentima daje besplatno.

Odmah ću napomenuti da nisam bio zadovoljan. Zanima me neograničeni internet po povoljnoj cijeni od provajdera.

Stoga sam davatelju dao suglasnost za spajanje interneta putem svjetlovoda.

Radovi su izvedeni u tri faze:

Montaža svjetlovodne mreže;
Nabavka novog modema i njegova instalacija;
Izrada i povezivanje kućne mrežne opreme na Internet putem optičkih vlakana.

Instalacijski radovi

Doslovno nekoliko dana nakon objave oglasa, u kući su se pojavile ekipe instalatera. Graja iz njih nije prestajala dva dana. Struktura panela peterokatnice ima dobru akustiku: zvukovi putuju u svim smjerovima.

Radovi su se odvijali istovremeno u ulazima i stanovima.

Montaža opreme na ulazu

Dva odvojena tima radila su unutar kuće.

Prvi dan

Električari su izbušili male rupe u podovima, pričvrstili plastične spremnike i u njih položili optički kabel promjera 6 mm.

Do kraja dana visio je u uvijenim kolutima iznad svih vrata.

Kraj svakog bio je zatvoren posebnim čepom.

Sljedećih dana

U sredini podesta uz zid izbušene su rupe u betonskim pločama za plastične cijevi promjera 4 cm.

Ovo je najglasnije razdoblje rada. Ako se buka prvog dana može zadovoljavajuće podnijeti dok ste bili u stanu, tada je u ovoj fazi bolje odmaknuti se i provesti vrijeme na drugom mjestu do večeri.

Proces završava ugradnjom opreme optičkih razvodnih kutija i plastičnih cijevi za svjetlovodne kabele.

Za napajanje snažne udarne bušilice električari su upotrijebili produžni kabel i spojili ga na portafonsku utičnicu, otvarajući javnu kutiju.

Izvlačenjem strujnog kabela elektromagneta vrata stvaraju neovlašteni pristup bilo kojim osobama ulazu. Uključili smo produžni kabel u ovu utičnicu.

Neću opisivati što je bilo u zraku i što je bilo razbacano po ulazu. Vraćanje uobičajenog reda trajalo je više od jednog dana.

Ugradnja opreme u stan

Paralelno s radom u ulazu, stručnjak pružatelja usluga sklopio je ugovor s klijentima, objasnio sigurnosne zahtjeve za rukovanje lomljivim optičkim vlaknima te pomogao savjetima pri odabiru mjesta za postavljanje optičke utičnice.

Njegova instalacija može se obaviti bilo gdje. Odabrao sam ugao hodnika blizu portafona i starog. Visina modema u razini koljena bila je sasvim zadovoljavajuća.

Duljina svjetlovodnog kabela u cijelom stanu bila je tek nekoliko desetaka centimetara. Rupa je probušena čekićem u razini postolja.

Kroz nju je s ulaza provučen komad čelične žice.

Na stražnjoj strani, kraj optičkog kabela bio je zalijepljen električnom trakom.

S ovog mjesta osigurane su plastične kutije.

Montirali smo kućište optičke utičnice na zid.

Svjetlovod smo položili tako da smo u posebne utore napravili malu zavojnicu.

Pokrijte kutije poklopcima.

Završetak ovih radova evidentiran je u dokumentaciji elektromontera i ovjeren mojim potpisom.

Važan uvjet za mjesto ugradnje modema je prisutnost električne utičnice pored njega za spajanje napajanja. Njegov relativno kratki kabel ograničen je na udaljenost od jednog metra.

Morao sam dodatno raditi posebno za modem. : u blizini postolja. Mjesto u kutu ograničava slučajni pristup do njega.

Nabavka modema i priprema za prelazak na optičku vezu

Nekoliko dana kasnije, u mom sandučiću se pojavila obavijest od provajdera s ponudom da dođem u servisni centar kako bih dokumentirao novi ugovor.

Organizacijska pitanja

Kad sam stigao u servis, nije bilo gužve niti reda. Navedeni datum i vrijeme dolaska ispunili su moja očekivanja.

Operaterka pružatelja brzo je završila svoj posao, a ja sam dobio kompletiranu dokumentaciju i kutiju s modemom.

Iznenadilo me da je zadnji put kada sam dobio ADSL modem i pripadajući pribor za njega, sva oprema bila upakirana u brendiranu plastičnu vrećicu s reklamom tvrtke. Sada sam ovu kutiju morao staviti ispod ruke: dobavljač je štedio na pakiranju.

Operater je objasnio da će od njega doći tim električara koji će instalirati modem i postaviti žičanu mrežu. Radovi će se izvoditi prema narudžbi. Ispunjeni obrazac za to stavila je u kutiju. Svojim potpisom moram potvrditi trenutak završetka montaže i predati izrađeni dokument voditelju radova.

Zatim slijedi sljedeća faza: doći će stručnjak iz servisnog centra koji će moju opremu spojiti na internet putem optičkih vlakana. Njegov zadatak uključuje uklanjanje ADSL modema telefonske mreže, razdjelnika i viška kablova.
Ja, kao klijent davatelja, dužan sam skinuti opremu vratiti u servis na dan prelaska na svjetlovod ili, u ekstremnim slučajevima, sljedeći dan.

Tehnički događaji

Nekoliko dana nakon posjeta servisu, u moj stan su stigla dva električara. Dao sam im optički modem da montiraju na zid.

Njegova montaža obavljena je brzo: probušili smo dvije rupe čekićem i učvrstili kućište tiplama pomoću samoreznih vijaka, u njega umetnuli modem i spojili optički kabel.

Po obodu poda u stanu postavljene su plastične lajsne. U njih su potajno položene dvije upletene parice od modema do telefona i TV-a. Brinula me njihova duljina: pretpostavila sam da je ograničena na standardne veličine.

Ali problem je riješen vrlo jednostavno. Instalateri imaju veliki odjeljak takvog kabela. Izrežu željeni komad, polože ga i zatim dorade sa svih strana.

Krimpovanje terminala s RJ-45 konektorima kabela interaktivne televizije set-top box i RJ-11 konektora za telefon izvršeno je pomoću kliješta REXANT.

Nakon obavljenih ovih radova potpisao sam radni nalog i predao ga voditelju elektromontera.

Izrada interneta i postavke

Ulazni krug

Zapravo je sastavljena mreža za spajanje optičkog modema na Internet. Sve što preostaje je ponovno spojiti telefon, TV i kontrole računala na njega, priključiti napon napajanja i konfigurirati sve uređaje.

Ovaj krug je vrlo sličan radu kroz bakreni telefonski kabel. Razlika je u tome što je ovdje fiksni telefon spojen nakon modema i gubi autonomiju kada se isključi.

Ako napon napajanja u kućanstvu od 220 volti nestane, tada se svaki modem uvijek isključuje. Kada radi pomoću ADSL tehnologije, telefon s PBX linijom ostaje povezan preko razdjelnika, a veza starijih uređaja bez zasebnog napajanja se ne gubi. Pretplatnik može nazvati bilo gdje, uključujući hitne službe, kako bi riješio svoje probleme.

U shemi povezivanja na Internet putem svjetlovoda ova mogućnost nije dostupna. Jedina preostala nada su mobilne komunikacije.

Rad na prilagodbi

Nakon završetka svih operacija, električari samo trebaju spojiti optičku opremu, konfigurirati računalo, Wi-Fi mrežu, telefon i TV prema svojim specifikacijama. Ovim su se problemima pozabavili stručnjaci pružatelja koji su stigli nakon tri dana čekanja.

Jedan od njih uključio je napajanje optičkog modema, izvadio laptop i počeo ga konfigurirati.

Unio sam potrebne podatke za spajanje telefona preko nove mreže.

Postavljanje lozinke Wi-Fi mreže i svu opremu provodi stručnjak davatelja usluga. To je u suprotnosti s povezivanjem na Internet putem kabelske telefonske linije, gdje obični korisnik može unijeti postavke modema putem patch kabela i promijeniti lozinke po vlastitom nahođenju.

Međutim, napredni korisnik ima mogućnost promijeniti postavke optičkog modema prijavom na usmjerivač na 192.168.100.1 koristeći tvorničku prijavu i lozinku, koju pružatelj ne mijenja.

Za to vrijeme drugi je radnik rastavljao strujni krug ADSL modema i prebacivao TV i telefonske upravljačke kabele na svjetlovod. Prikupio je i svu staru opremu koja je bila za predaju.

Provjerili smo brzinu interneta na računalu.

Još jednom sam upozoren da je potrebno otići u servisni centar provajdera, predati staru opremu: ADSL modem, razdjelnik i kablove za njih, prebaciti novac sa starog računa na novi.

Prilikom prelaska na svjetlovodnu optiku, korisnik dobiva novi račun na usluzi davatelja usluga, a stari prestaje funkcionirati: dok se novac ne nadopuni, Internet će prestati raditi na njemu.

Nije mi odgovarala mogućnost da ostanem bez interneta više od jednog dana. Pitao sam kako se ovaj problem može riješiti. Pomogli su mi obraditi obećanu uplatu, koja mora biti potvrđena stvarnom uplatom u roku od tri dana.

Sve te operacije trajale su oko 10 minuta. Zahvalio sam stručnjacima pružatelja usluga na obavljenom poslu i otišao u servisni centar, gdje sam brzo riješio sve probleme i promijenio tarifni plan na isplativiji.

Kad sam navečer došao kući, otkrio sam da je fiksni telefon prestao raditi. Bilo je uznemirujuće. Bilo je prekasno tražiti specijaliste. Ovu sam aktivnost ostavio za sljedeći dan.

Ujutro je telefon već radio na novom broju, a brzina interneta se naglo povećala.

Tako sam se spojio na Internet preko optičkog vlakna svog računala.

Vlasnik videa, Diplomatrutube, detaljno objašnjava pitanje kako “PON tehnologija ide od telefonske centrale do stana”.

Ako imate pitanja o ovoj temi, postavite ih u komentarima.