Все про оптоволокно. Що таке і як працює оптоволокно. Оптоволоконний кабель для укладання під водою

Швидкісний інтернет, цифрове телебачення, мобільний зв'язок можливі завдяки тонким скляним ниткам, що тягнуться морським дном між континентами. Якби не оптоволокно, ви навряд чи читали б ці рядки.

Принципові засади цієї технології описані ще в серединіXIXстоліття. Тоді у ролі провідника сигналу намагалися використати воду – безуспішно. Придатні для реалізації сміливої ідеї матеріали були розроблені лише через сто років.

Провідник для світла

У звичайному дроті сигнал передається мідною жилою. Інформація переносить потік електронів – електричний струм. Дані передаються зашифрованими у двійковому коді. Якщо імпульс проходить – це означає одиницю, не проходить – нуль.

У оптоволоконної лінії зв'язку принцип кодування той самий, але інформацію переносять фотони чи світлові хвилі, точніше, і те, й інше одночасно. Вчені так довго сперечалися про природу світла, що зрештою об'єднали несумісні теорії. Але не треба розуміти квантово-хвильовий дуалізм, щоб розібратися, як світло використовують для передачі в телекомунікаційних мережах.

Достатньо зрозуміти, як змусити світло текти по дротах протягом кілометрів.

Перше, що спадає на думку, – дзеркала. Зробіть металеву трубку і покрийте зсередини гладким шаром, наприклад зі срібла.

Світло, потрапивши всередину з одного боку, відбиватиметься від стінок, поки не досягне виходу з іншого боку. Непогана ідея, але вона не працюватиме.

По-перше, виготовлення такої трубки потрібної довжини – надзвичайно складне, а отже, і дороге завдання.

По-друге, коефіцієнт відображення срібла – 99%, тобто світло, що потрапило в трубку, втрачатиме енергію і вже через 100 відображень зовсім згасне.

Набагато краще обійтися без дзеркал. Як це зробити, підкажуть основи геометричної оптики, закладені у XIX столітті.

Основну ідею легко продемонструвати з прикладу акваріума. Промінь світла від джерела під водою проходить через межу води та повітря – двох середовищ з різними оптичними властивостями – і частково змінює напрямок руху, а частково відбивається від кордону двох середовищ як від дзеркала.

Якщо кут падіння променя зменшувати, у певний момент світло перестане виходити з води зовсім і відбиватиметься повністю, на 100%. Кордон двох середовищ працює краще за будь-яке дзеркала.

Як з'ясувалося, щоби створити такий кордон, вода не потрібна. Підійдуть будь-які два матеріали, що по-різному пропускають світло – мають різні коефіцієнти заломлення. Навіть різниці в 1% достатньо створення світловоду.

Скляні дроти

У світильниках та іграшках світловоди роблять із пластмас, але, щоб отримати придатне для зв'язку оптоволокно, необхідні дорожчі та прозоріші матеріали.

Вчені пристосували для цього кварцове скло. Серцевину заготовки для оптоволокна найчастіше роблять із чистого діоксиду кремнію. Зовнішній шар також створюють з кварцу, але з домішкою бору або германію зниження коефіцієнта заломлення.

Раніше, щоб отримати таку заготовку, просто вставляли дві скляні трубки одна в одну, але сьогодні частіше роблять інакше. Порожнисті трубки з чистого кварцу наповнюють сумішшю газів з високим вмістом германію і повільно нагрівають доти, доки германій не осяде рівномірним шаром на внутрішню поверхню.

Після того, як на кварцовому склі наросте досить товстий шар оксиду германію, трубу нагрівають до розм'якшення і витягують доти, поки порожнина всередині не хлопається.

Так виходить стрижень діаметром від 1 до 10 сантиметрів і довжиною приблизно 1 метр, що вже містить в серцевині кварц з добавкою германію, має підвищений показник заломлення та оболонку з чистого кварцу навколо.

Таку заготовку доставляють на вершину вежі заввишки кілька десятків метрів. Там нижню частину заготовки знову нагрівають до півтори тисячі градусів — майже до точки плавлення, і витягають із неї тонку нитку. По дорозі вниз скло остигає і поринає у ванну з полімером, який формує на поверхні кварцу захисний шар. Таким способом з однієї заготовки виходить до 100 км скловолокна. В основі вежі волокно, що охололо намотується на бобіну.

Так, саме намотується: як не дивно, кварцове волокно легко гнеться.

Волокна, що виходять, збираються в пучки по кілька штук і запаюються в поліетилен. Потім із цих пучків сплітаються кабелі.

У кожному кабелі може бути від двох-трьох і кількох сотень світловодів. Зовні вони для міцності обплітаються полімерною ниткою та отримують ще одну захисну оболонку з поліетилену.

Переваги та недоліки оптоволокна

Всі ці складності виправдані тому, що світло – найшвидше, що є у Всесвіті.

Завдяки цій властивості світла оптоволокно має неперевершену інформаційну ємність. Віта пара, подібна до телефонної лінії, або коаксіальний кабель, провідник з екраном, пропускають 100 мегабіт в секунду.

Найпоширеніший для комп'ютерних мереж восьмижильний кабель із 4 скручених пар пропускає до 1000 мегабіт на секунду. Оптоволокно по одній жилі — втричі більше, до 3000 мегабіт на секунду, а за допомогою різних експериментальних хитрощів можна подолати цей поріг.

До того ж оптоволокно значно легше за мідь. При товщині 9 мікрон – тонше за людське волосся – нитка з кварцу довжиною 100 км важить близько 15 г.

Майже всі сучасні магістральні лінії передачі даних прокладені з оптоволоконних кабелів. Вони пов'язують континенти, країни та дата-центри.

У великих містах оптика використовується і при підключенні багатоквартирних будинків до світової мережі, але волокно прокладається між провайдером і будинком, а по квартирах розводиться звичайна кручена пара.

За такої схеми підключення максимальна швидкість доступу до мережі для абонента, як і раніше, не перевищує 100 Мбіт/с. Для порівняння, провівши оптичний кабель прямо в квартиру, можна отримати канал в 1 Гбіт/с, і все ж таки споживач рідко стикається з оптоволоконним Інтернетом.

Справа не тільки в тому, що оптоволокно дороге у виробництві. Прокласти кабель – це лише початок. Сигнали, що йдуть по лінії зв'язку, з відстанню накопичують помилки і зрештою зовсім загасають. У кручений пари це відбувається через 1 км, у коаксіального кабелю приблизно через 5 км. Після цього сигнал доводиться відновлювати і посилювати – регенерувати.

У оптоволокна дистанція регенерації в рази більша, але, хоч би яким чистим було кварцове скло, у ньому залишаються домішки, наприклад, мільйонні частки відсотків води.

Довжина волокна може становити сотні тисяч кілометрів, але через 100–200 км згасання оптичного сигналу все ж таки себе проявляє.

Тому на лініях оптоволоконного зв'язку встановлюються проміжні підсилювачі, які відновлюють амплітуду оптичного сигналу, та регенератори, що видаляють перешкоди. Таке обладнання значно дорожче, ніж підсилювачі на традиційних лініях зв'язку, та потребує кваліфікованого обслуговування.

Але головне, зараз гігабітні канали зв'язку мало потрібні звичайними людьми. Можливо, з появою розумних будинків, комп'ютерів, що носяться, розповсюдженням стримінгу відео в надвисокій роздільній здатності потреба в них зросте, але поки швидкості, що надається крученою парою, середньому споживачеві цілком достатньо.

Навіть не торкаючись цієї технології безпосередньо, кожен з нас користується її перевагами. Стабільність підключення, мала затримка проходження сигналу до найвіддаленіших серверів і висока швидкість отримання відповіді від них, можливість зняти гроші в будь-якому банкоматі та здійснити дзвінок до будь-якої країни світу – все це заслуга оптоволокна, і конкурентів у нього немає і в проекті.

Поки ви читаєте ці рядки, терабайти даних курсують у всьому світі, замкнені у скляних нитках, простягнутих дном океану. Нагадує магію, але це лише просунута технологія. Оптичне волокно - технологія якої, людство зобов'язане дослідникам XIX століття. Спостерігаючи за променями світла лежить на поверхні ставка, вони припустили, що світлом можна керувати, але втілити у життя ту геніальну ідею вдалося лише нещодавно з появою найскладніших заводів і ретельним вивченням оптичних властивостей матеріалів.

Замкнене світло

По мідній кручений парі (як у вашому інтернет-кабелі) у багатьох рухаються електрони. Струм віддається по провіднику і несе із собою закодовану в послідовності імпульсів - інформацію. Нулі та одиниці - двійковий код, про який чули, мабуть, усі. Оптичний провідник сигналу працює за тим самим принципом, але з погляду фізики, з ним все набагато складніше. Тут могла б бути півгодинна лекція про квантової механіки, і про те, як багато іменитих фізиків прийшли в глухий кут, намагаючись зрозуміти природу світла, але постараємося обійтися без великих міркувань.

Досить пам'ятати те, що подібно до електронів, фотони або світлові хвилі (насправді в нашому контексті це одне й те саме), можуть переносити закодовану інформацію. Так, наприклад, на аеродромах у випадках відмови радіозв'язку передають сигнали літакам за допомогою спрямованих прожекторів. Але це примітивний метод, та й працює він лише на відстані прямої видимості. У той же час, по оптоволокну світло передається на кілометри і далеко не прямою траєкторією.

Щоб досягти такого ефекту, можна було б використовувати дзеркала. Власне, з цього інженери-випробувачі почали свої експерименти. Вони покривали металеві труби зсередини дзеркальним шаром і спрямовували всередину промінь світла. Але мало того, що подібні світловоди коштували дуже дорого. Світло багаторазово відбивалося від їхніх стінок і поступово згасало, втрачало силу і зовсім сходило нанівець.

Дзеркала не годилися. Інакше й не могло бути. Навіть найдорожче дзеркало не є ідеальним. Його коефіцієнт відбиття менше 100% і після кожного падіння на дзеркальну поверхню світловий промінь втрачає частину енергії, а в замкнутому обсязі світловода таких заломлень відбувається безліч.

Отут і настав час згадати про ставок і ті давні дослідження, що ґрунтувалися на спостереженні за поведінкою світла у воді. Уявіть, як промінь заходу сонця падає на поверхню води, долає кордон і прямує вниз, до дна ставка.

Ті з читачів, хто пам'ятає шкільний курс фізики, напевно, вже здогадуються, що світло змінить напрямок свого руху. Частина світла пройде під воду, трохи змінивши кут свого руху, а інша незначна частина світла відобразиться назад у небо, тому, як «кут падіння дорівнює куту віддзеркалення». Якщо довгий час спостерігати за цим явищем, одного разу, можна помітити, що світло, відбите від дзеркала під водою, під певним кутом так і не зможе вирватися назовні - відіб'ється від межі води та повітря повністю, краще, ніж від будь-якого дзеркала. Справа не у воді як такій, а в поєднанні двох середовищ з різними оптичними властивостями – неоднаковими коефіцієнтами заломлення. Для створення світлової пастки достатньо мінімальної їхньої відмінності.

Гнучкі світловоди

Матеріали менш важливі. У фізичних дослідах для дітей, які демонструють цей ефект, часто використовують воду та прозору пластмасову трубку. Більш ніж на пару метрів у такому світловоді світловий промінь не передати, але виглядає це красиво. З тієї ж причини світильники та інші декоративні вироби часто мають у своїй конструкції світловоди із пластмас. Але коли йдеться про передачу інформації на багато кілометрів, потрібні особливі, надчисті матеріали, з мінімумом домішок та оптичними властивостями, близькими до ідеальних.

1934 року американець Норман Р. Френч запатентував скляний світловод, який мав забезпечити телефонний зв'язок, але він до ладу не працював. Потрібна була маса часу, щоб знайти матеріал, який би відповідав найвищим вимогам до чистоти та прозорості, винайти оптичне волокно з діоксиду кремнію - найчистішого кварцового скла. Щоб створити в прозорому кремнії різницю коефіцієнтів заломлення, вдаються до хитрощів. Центр прозорої болванки, яка перетвориться на провід, залишають чистим, тоді як зовнішні шари насичують германієм - він змінює оптичні характеристики скла.

У такому разі, болванку зазвичай спікають із двох заздалегідь приготовлених скляних трубок, вставлених одна в одну. Але можна вчинити і навпаки, наситивши серцевину скловолокна германієм. Більш технологічним і якісним скловолокно виходить, коли скляні трубки заповнюють зсередини газом і чекають, поки германій сам осяде на скло найтоншим шаром. Потім трубку розігрівають та розтягують до метрової довжини. У цьому порожнину всередині закривається сама.

стрижень, Що Вийшов, має серцевину з одним коефіцієнтом заломлення і оболонку з іншими оптичними параметрами. Він і послужить виготовлення оптичного волокна. Поки що важка заготівля товщиною в руку нічим не нагадує провід, але кварцове скло добре розтягується.

Підготовлену болванку піднімають на висоту десятиметрової вежі, закріплюють на вершині і рівномірно нагрівають до тих пір, поки по консистенції вона не нагадуватиме нугу. Тоді зі скляної болванки під власною вагою починає тягнутися найтонша нитка. По дорозі вниз вона остигає і набуває гнучкості. Це може здатися дивним, але надтонке скло чудово гнеться.

Готове оптичне волокно, що безперервно надходить донизу, занурюють у ванну з рідким пластиком, що утворює захисний шар на поверхні кварцу, а потім змотують. Так триває доти, доки заготівля на вершині вежі не буде повністю перероблена в єдину нитку із сотні-другої кілометрів оптичного волокна.

З нього, у свою чергу, будуть сплетені кабелі, що містять від пари, до кількох сотень окремих скляних волокон, що зміцнюють вставки, екрануючі шари та захисні оболонки.

Осьовий стрижень.
Оптичне волокно.
Пластиковий захист оптичних волокон.
Плівка із гідрофобним гелем.
Поліетиленова оболонка.
Армування.
Зовнішня поліетиленова оболонка.

Зв'язок зі швидкістю світла

Описаний процес складний, трудомісткий, вимагає спорудження заводів та спеціального навчання від їх персоналу, і, тим не менш, гра коштує свічок. Адже швидкість світла - це непереборна межа, максимальна швидкість, з якою інформація може поширюватись у принципі. Суперничати з оптичним волокном у швидкості передачі можуть, хіба що, лінії прямого оптичного зв'язку, але не мідні провідники, на які б хитрощі не йшли їх автори. Порівняння демонструють перевагу оптичного волокна над іншими засобами передачі найкраще.

Домашній інтернет на пострадянському просторі, найчастіше, проводять двожильною крученою парою з провідниками товщиною в один - два міліметри. Максимумом для неї, виявляється показник у 100 мегабіт на секунду. Цього достатньо для пари комп'ютерів, але, коли в квартирі опиняються розумний телевізор, NAS, що роздає торенти, домашній сервер, кілька смартфонів та розумних девайсів зі світу інтернету речей, не вистачить і восьмижильного дроту. Обмеження каналу зв'язку стають очевидними. Як правило, у вигляді артефактів і кіногероїв, що заїкаються, на екрані телевізора, або лагів в онлайн-іграх. Оптоволокно товщиною 9 мікрон має в 30 разів більшу пропускну здатність, не кажучи вже про те, що таких жил у дроті може бути кілька.

При цьому воно компактніше і важить значно менше звичайних проводів, що виявляється вирішальною перевагою при прокладанні магістральних ліній зв'язку та плануванні міських комунікацій.

Оптичні кабелі з'єднують континенти, міста та датацентри. У Росії перша така лінія з'явилася в Москві. Перший підводний оптичний кабель проліг між Санкт-Петербургом та датським Аберслундом. Потім оптоволокно простяглося між підприємствами, державними установами та банками. У великих містах набула поширення схема, за якої оптичні лінії зв'язку доводять до окремих багатоквартирних будинків, проте для рядового споживача оптичне волокно все ще залишається екзотикою. Нам було б цікаво дізнатися, як багато наших читачів використовує його вдома, тому що, по більшості квартир, як і раніше, тягнеться стара-добра кручена пара.

Оптичне волокно не тільки дороге та складне у виробництві. Ще дорожчим виявляється його кваліфіковане обслуговування. Тут не обійтися без синьої ізоленти. При монтажі волокна кварцу необхідно спеціальним чином зрощувати, а лінії оптоволоконного зв'язку комплектувати додатковим обладнанням.

Незважаючи на те, що різниця коефіцієнтів заломлення в серцевині та оболонці волокна в теорії створює ідеальний світловод, запущений по кварцовому дроту світло все одно згасає через домішки, що містяться у склі. На жаль, позбутися їх повністю практично неможливо. Десятка молекул води на кілометр оптичного волокна вже достатньо, щоб внести у сигнал помилки та знизити відстань, на яку його можна передати.

З подібною проблемою стикаються інженери-електрики і у випадку зі звичайними проводами. Відстань, на яку можна без проблем надіслати сигнал по дроту, вони називають дистанцією регенерації.

Для стандартного телефонного кабелю вона дорівнює кілометру, біля екранованого кабелю - п'ять. Оптоволоконна жила утримує світло на відстані до кількох сотень кілометрів, але зрештою сигнал все одно доводиться посилювати, регенерувати. На класичних лініях зв'язку встановлюються порівняно дешеві та прості підсилювачі. Для оптоволоконних – потрібні складні та високотехнічні агрегати в яких використовуються рідкісноземельні метали та інфрачервоні лазери.

У лінію зв'язку врізають невелику ділянку спеціально підготовленого скловолокна. Воно додатково насичене атомами ербію, рідкісноземельного елемента, що використовується, крім іншого, в атомній промисловості. Атоми ербію в цій ділянці волокна знаходяться у збудженому стані через додаткове накачування світлом. Простіше кажучи, їх підсвічують спеціально налаштованим лазером. Сигнал, що проходить таку область кабелю, посилюється приблизно в два рази, оскільки атоми ербію у відповідь на вплив випромінюють світло тієї ж хвилі, що і сигнал, що входить, а значить, зберігають закодовану в ньому інформацію. Після підсилювача оптичний сигнал може пройти ще близько ста кілометрів, перш ніж процедуру потрібно буде повторити.

Такі системи вимагають навчених фахівців для обслуговування та постійного нагляду, тому економічна вигода від прокладання індивідуальних оптичних ліній для конкретних абонентів залишається сумнівною у більшості країн світу. Тим не менш, всі ми використовуємо скловолокно для передачі повідомлень. Весь сучасний інтернет базується на цій технології і саме завдяки їй стали можливі інтернет трансляції у надвисокій роздільній здатності, відеострімінг, онлайн ігри з мінімальною затримкою, миттєвий зв'язок із практично будь-якою точкою планети та навіть мобільний інтернет. Так, базові станції стільникового зв'язку також зв'язує скловолокно.

Незважаючи на те, що вчені шукають нові шляхи побудови комунікаційних мереж, ми не отримаємо нічого практичного ще дуже довго. Експериментальні технології дозволяють підняти інформаційну ємність скловолокна в два-три рази, все товстіші багатожильні скляні кабелі лягають на морське дно між континентами, проте принципові обмеження, що накладаються швидкістю світла, замкненого в кварцовій жилі, подолати навряд чи вдасться. Виходом бачиться відмова від кварцу та пов'язаних з ним обмежень, передача інформації за допомогою лазерів, але вона можлива лише по прямій. Отже, передавачі доведеться розмістити у космосі чи хоча б у верхніх шарах атмосфери. Подібні експерименти останніми роками привернули увагу найбільших корпорацій, але це вже зовсім інша історія.

Оптоволокно - найшвидша на сьогоднішній день технологія передачі інформації в Інтернеті. Структура оптичного кабелю відрізняється певними особливостями: такий провід складається з маленьких дуже тонких проводків, огороджених спеціальним покриттям, яке відокремлює один проводок від іншого.

По кожному проводку передається світло, яке передає дані. Оптичний кабель здатний передавати дані одночасно, крім інтернет-з'єднання, а також телебачення і стаціонарного телефону.

Тому оптоволоконна мережа дозволяє користувачеві поєднувати всі 3 послуги одного провайдера, підключаючи роутер, ПК, телевізор та телефон до єдиного кабелю.

Інша назва оптоволоконного підключення – фіброоптичний зв'язок. Такий зв'язок дає можливість передавати дані за допомогою лазерного проміння на відстані, що вимірюються сотнями кілометрів.

Оптичний кабель складається з найдрібніших волокон, діаметр яких становить тисячні частки сантиметра. Ці волокна передають оптичні промені, які переносять дані, проходячи через осердя кожного волокна, що складається з кремнію.

Оптичні волокна дають змогу встановити з'єднання між містами, а й між країнами і континентами. Зв'язок по інтернету між різними материками підтримується через оптоволоконні кабелі, прокладені океанським дном.

Оптоволоконний інтернет

Завдяки оптичному кабелю можна налаштовувати високошвидкісне інтернет-з'єднання, яке відіграє величезну роль у сьогоднішньому світі. Оптоволоконний провід є найпрогресивнішою технологією передачі даних через мережу.

Плюси оптичного кабелю:

Довговічність, висока пропускна здатність, що сприяє швидкій передачі даних.
Безпека передачі - оптоволокно дає можливість програмам моментально виявляти несанкціонований доступом до даних, тому доступом до них для зловмисників майже виключено.
Висока захищеність від перешкод, гарне придушення шуму.
Особливості будови оптичного кабелю роблять швидкість передачі через нього у кілька разів вище, ніж швидкість передачі через коаксіальний кабель. Насамперед це стосується відеофайлів та аудіофайлів.
При підключенні оптоволокна можна організувати систему, що реалізує деякі додаткові опції, наприклад відеоспостереження.

Однак найголовнішою перевагою оптоволоконного кабелю є його здатність встановити з'єднання об'єктів, віддалених один від одного на велику відстань. Це можливо завдяки тому, що оптичний кабель не має обмежень по довжині каналів.

Підключення інтернету за допомогою оптоволокна

Найпоширеніший в РФ інтернет, мережа якого функціонує на основі оптоволокна, надається провайдером Ростелеком. Як підключити оптоволоконний інтернет?

Спочатку слід просто переконатися, що оптичний кабель підведений до будинку. Потім необхідно замовити підключення до інтернету у провайдера. Останній повинен повідомити дані, які забезпечують підключення. Потім потрібно виконати налаштування обладнання.

Вона здійснюється так:

Термінал обладнаний спеціальним гніздом, що дозволяє з'єднуватись з комп'ютером та з'єднувати роутер з інтернетом.

Крім того, термінал має 2 додаткові гнізда, що дозволяють підключити до оптоволоконного з'єднання аналоговий домашній телефон, а також кілька гнізд призначені для підключення телебачення.

Волоконно-оптичний кабель – це скляний пучок ниток, який може передавати оптичні сигнали. Ще зовсім недавно такий кабель стали застосовувати для абонентських ліній, а вже зараз - це основне середовище для того, щоб передавати цифрову інформацію на великих відстанях.

Навіщо потрібний кабель ОКГ?

Кабель ОКГ розробили у тому, щоб замінити громіздкі кабелю з міді. Вони можуть випускатися в таких модифікаціях як одномодові (отримали своє застосування в телефонії) і багатомодові (широко застосовуються в мережах). Відмінності між ними полягає в тому, що одномодові волокна можуть передавати сигнали з хвилями однієї довжини, а багатомодові хвилі з різною довгою.

Виробництво

Раніше вже було сказано, що ВОК – це скляні волокна. Спочатку одне волокно - це стрижень зі скла, діаметр якого від п'яти до восьми сантиметрів. Далі такий стрижень завантажується в спеціальну машину, яка шляхом плавки та протягування перетворює його на волокно. Після цього таке волокно покривається оболонкою із внутрішніми силовими компонентами.

Прокладається ВОК майже як і мідний, але різниця полягає у крихкості, тобто. якщо ВОК надмірно згинати чи натягувати – він ламається.

Безпека

p align="justify"> Для роботи з волокно-оптичними кабелями необхідно ні в якому разі не дивитися на торець без спеціального обладнання, т.к. практично невидимий шматок волокна може, потрапивши у вічі завдати їм непоправної шкоди.

Зрощування

ВОК зрощують або механічно (завдяки спеціальному устрою кінці кабелю поліруються, а гель заповнює мікро-порожнини) або за допомогою плавлення (волокна плавляться і стають одним цілим).

Здебільшого зрощують волокна механічно, т.к. Для цього необхідний простий набір інструментів, які пропонують практично всі виробники, а поліруванням може зайнятися будь-який робочий сервіс підтримки. Якщо ж зрощувати волокна методам плавлення, необхідно дороге обладнання, і не кожен монтажник зможе це зробити.

Ремонт кабелю

Конструкція ВОК спочатку досконала і має достатньо каналів у своєму резерві, що дає гарантію роботи мережі із втратами, зведеними до мінімуму, якщо кабель був пошкоджений. Але в той же час, якщо пошкодження сталося, то для ремонту потрібно зробити як мінімум 2 додаткові стики, що може призвести до втрати потужності. Щоб цього не сталося, слід заздалегідь включити в кабельну систему ремонтно-відновлювальні роботи. Звичайно, це вимагатиме зайвих коштів, але допоможе заощадити якщо виникли якісь неполадки в кабелі.

Буквально за кілька останніх десятиліть комп'ютерні пристрої для зв'язку, спілкування, роботи чи розваг з'явилися практично у кожній родині. З'єднання абонентів здійснюються по телефонних лініях, радіоканалах, а останнім часом широко застосовується оптоволокно.

Мені довелося на власному досвіді оцінити можливості цієї технології. На його основі публікую поради домашньому майстру з підключення до інтернету свого комп'ютера з оптоволоконного кабелю та створення квартирної дротової та бездротової мережі з пояснювальними картинками, схемами та відеороликом.

Перше знайомство з новою технологією

Півтора десятки років тому на підстанцію 330 кВ, де я працював, прийшло нове обладнання, яке здійснює реєстрацію та обробку інформації електричних сигналів від мережі дуже великої кількості датчиків, розташованих у різних місцях – реєстратор «Парма».

Це звичайний комп'ютер зі своїми програмним забезпеченням, виконує суто електротехнічні завдання.

Його монтаж, підключення та налагодження були доручені нам за винятком складання та налаштування оптоволоконних магістралей. Досвіду роботи з ними ми не мали.

До цього моменту зв'язок із цими датчиками відбувався за звичайними електричними ланцюгами, які називають вторинними. Однак ціла група цих пристроїв знаходилася на великому видаленні. Проект передбачав обмін інформацією з ними оптоволоконним кабелем. Його всередину кабельного каналу ми укладали самі, а підключенням і перевіркою займався представник виробника, що приїхав з Санкт Петербурга.

Саме тоді стало зрозуміло, що без спеціалізованого обладнання та належних навичок працювати з оптоволокном не можна. Своїми руками з ним нічого вдіяти неможливо.

Конструкція оптоволоконного кабелю

Передача інформації відбувається за оптичними магістралями, що складаються з окремих носіїв, об'єднаних у загальну конструкцію - кабель оптоволокна.

Принцип роботи оптичного носія

Обмін інформацією відбувається за рахунок проходження світла лазера від вбудованого світлодіода. Його передача здійснюється імпульсами двійкового коду одному напрямку. Тому для обміну даними створено відразу два індивідуальні канали.

Про конструкцію кабелю

Скло відноситься до крихких матеріалів. Його можна легко розбити, а оптоволокно працює за рахунок використання скляних волокон. Зрозуміло, що вони вимагають надійного захисту від механічних пошкоджень, так і від втрат світлової енергії.

З цією метою оптичні носії різними способами об'єднують у жорсткі модулі та створюють їх оптоволоконний кабель. Він може бути різної конструкції. Одна з них показана на схемі.

У нас на підстанції було використано два види кабелю: один діаметром 6 мм, а другий завтовшки вказівного пальця руки.

Досить докладно питання цієї технології викладено у відеоролику GalileoRU «Оптоволокно».

Прокладка оптоволокна на місцевості

Минулої зими біля нас проводилося механізоване укладання такого кабелю безпосередньо в ґрунт.

Роботу виконували три, а на складному рельєфі чотири трактори, зчеплені цугом. Вони тягли плуг кабелеукладача, заглиблений у землю на півтора метри. На візку цього механізму розташована велика кабельна котушка, яка при ручному розкручуванні оператором видає кабель через канали плуга в траншею, що проривається.

Зверху оптоволокна на шар землі автоматично укладається добре видима сигнальна стрічка. Відразу відбувається її засипка грунтом, але в поверхні грунту залишається слід поглиблення порядку двадцяти сантиметрів чи трохи більше.

Через якийсь час усі нерівності зрівняли ножем бульдозера легкого колісного трактора. Влітку маршрут прокладання заріс травою. Але біля його можна відновити по бетонним стовпчикам.

Технологія підключення

На під'їзній дошці оголошень побачив повідомлення, що зацікавило мене, від Белтелеком.

Воно ж було розміщене на всіх розташованих будівлях. У такий оригінальний спосіб провайдер повідомляв, що ера користування мідними телефонними кабелями в нашому районі закінчується, а розташовані поряд АТС незабаром припинять свою роботу.

Всі користувачі стаціонарних телефонів мають зробити вибір:

погодитись з переходом на нове обладнання, пропоноване провайдером;
або відмовитися, залишившись на старому мідному кабелі.

Вибір добровільний, але дуже скоро АТС буде зупинено: телефонний зв'язок по мідному кабелю автоматично припиниться до інтернету. Доведеться укладати повторний договір та сплачувати гроші за цю послугу. Заміну старого обладнання та монтаж нового зараз провайдер виконує за власні гроші, клієнтам це все надається безкоштовно.

Відразу зауважу, що мене не задовольняла. Цікавив безлімітний інтернет за вигідним тарифом від провайдера.

Тому дав згоду провайдеру, щоб інтернет підключити через оптоволокно.

Роботи, що проводяться, виконувались у три етапи:

Монтаж мережі оптоволокна;
Отримання нового модему та його встановлення;
Створення та підключення обладнання домашньої мережі до інтернету через оптоволокно.

Монтажні роботи

Буквально через кілька днів після розклеювання оголошень в будинку з'явилися бригади монтажників с. Гуркіт від них не вщухав два дні. Панельна конструкція п'ятиповерхової будівлі має гарну акустику: звуки поширюються на всі боки.

Робота виконувалася одночасно у під'їздах та квартирах.

Монтаж обладнання у під'їзді

Усередині будинку працювали дві окремі бригади.

Перший день

Електромонтажники пробивали невеликі отвори через міжповерхові перекриття, кріпили пластикові пенали та укладали в них оптоволоконний кабель діаметром 6 мм.

До кінця дня він висів згорнутими кільцями над кожними дверима.

Закінчення кожного було закрито спеціальною заглушкою.

Наступні дні

Посередині сходового майданчика вздовж стіни пробивали отвори у бетонних плитах під пластикові труби діаметром 4 см.

Це найгучніший період роботи. Якщо гуркіт першого дня можна задовільно перетерпіти, перебуваючи в квартирі, то на цьому етапі краще піти подалі і до вечора провести час в іншому місці.

Процес закінчується встановленням обладнання оптичних розподільних коробок та пластикових труб для кабелів оптоволокна.

Для живлення потужного перфоратора електромонтажники використовували котушку подовжувача та підключалися до розетки домофону, розкривши загальнопід'їзну коробку.

Висмикуючи шнур живлення електромагнітів двері вони створили несанкціонований доступ будь-яких людей до під'їзду. Свій подовжувач включали до цієї розетки.

Які стояли в повітрі і що було розкидано по всьому під'їзду не описуватиму. Наведення нормального порядку зайняло не один день.

Монтаж обладнання у квартирі

Паралельно з роботами у під'їзді спеціаліст провайдера укладав договір з клієнтами, роз'яснював вимоги безпеки щодо поводження з крихким оптоволокном, допомагав порадами щодо вибору місця встановлення оптичної розетки.

Її монтаж можуть виконати будь-де. Я вибрав кут коридору біля домофону та старої. Висота модему лише на рівні коліна цілком влаштовувала.

Довжина оптоволоконного кабелю по квартирі становила лише кілька десятків сантиметрів. Отвір пробили перфоратором лише на рівні плінтуса.

Через нього з боку під'їзду просунули відрізок сталевого дроту.

На звороті ізолентою був примотаний кінець оптоволоконного кабелю.

Від цього місця закріпили пластикові короби.

Встановили корпус оптичної розетки на стіну.

Уклали оптоволокно, зробивши невелику бухту у спеціальних пазах.

Закрили короби кришками.

Закінчення цих робіт було зафіксовано у документації майстра електромонтажників та завірено моїм підписом.

Важливою вимогою за місцем встановлення модему є наявність поряд з ним розетки для підключення блоку живлення. Його відносно короткий шнур обмежений відстанню до одного метра.

Мені довелося додатково зайнятися спеціально для модему. : біля плінтуса. Розташування в кутку обмежує випадковий доступ до неї.

Отримання модему та підготовка до перемикань на оптоволокно

Через кілька днів у мене в поштовій скриньці з'явилося повідомлення від провайдера з пропозицією прибути до сервісного центру для документального оформлення нового договору.

Організаційні питання

Коли прийшов у сервісний центр, скупчення клієнтів і черги не було. Вказана дата та час прибуття виправдали мої очікування.

Оператор провайдера швидко виконала свою роботу, а я отримав на руки оформлену документацію та коробку з модемом.

Здивувало те, що, отримуючи минулого разу модем ADSL і відповідні аксесуари до нього, все обладнання було укладено у фірмовий поліетиленовий пакет з рекламою компанії. Зараз цю коробку довелося засунути під пахву: провайдер заощадив на тарі.

Оператор роз'яснив, що встановлювати модем і прокладати провідну мережу від нього прибуде бригада електромонтажників. Роботи виконуватимуться за вбранням. Оформлений бланк для його проведення вона вклала у коробку. Момент закінчення монтажу я зобов'язаний підтвердити своїми підписами та повинен передати оформлений документ майстру.

Потім буде черговий етап: прибуде фахівець сервісного центру для підключення до інтернету мого обладнання через оптоволокно. У його завдання входить зняття ADSL модему телефонної мережі, спліттера і зайвих кабелів.
Я як клієнт провайдера зобов'язаний повернути в сервісний центр зняте обладнання в день переходу на оптоволокно або в крайньому випадку на наступний.

Технічні заходи

Через кілька днів після відвідування сервісного центру до мене в квартиру прибули два електромонтажники. Я передав їм модем оптоволокна для встановлення на стіну.

Його монтаж виконаний швидко: пробили два отвори перфоратором і через дюбелі закріпили шурупами корпус, вставили в нього модем, підключили оптоволоконний кабель.

У квартирі по периметру підлоги розташовані пластикові плінтуси. Усередину їх потай проклали два дроти кручений пари від модему до телефону і телевізора. Мене турбувала їхня довжина: припускав, що вона обмежена стандартними розмірами.

Але питання вирішилося дуже просто. У монтажників велика бухта такого кабелю. Вони відрізають необхідний шматок, укладають його, а потім закінчують з усіх боків.

Обтискання наконечників роз'ємами RJ-45 кабелю приставки інтерактивного телебачення та RJ-11 для телефону виконували кліщами REXANT.

Після виконання цих операцій я розписався в одязі і віддав його майстру електромонтажників.

Створення та налаштування мережі інтернет

Схема введення

Фактично мережа для підключення модему оптоволокна до Інтернету була зібрана. Залишилося перекомутувати на нього керування телефоном, телевізором та комп'ютером, подати напругу живлення, виконати налагодження всіх пристроїв.

Ця схема дуже нагадує роботу через мідний телефонний кабель. Відмінність у тому, що тут стаціонарний телефон підключено після модему і втрачає свою автономність при відключенні.

Якщо пропадає напруга живлення побутової мережі 220 вольт, будь-який модем завжди відключається. Коли він працює за технологією ADSL, телефон з лінією АТС залишається з'єднаним через спліттер, а зв'язок старих апаратів без окремого блоку живлення не втрачається. Абонент може зателефонувати будь-куди, включаючи екстрені служби допомоги для вирішення своїх питань.

У схемі підключення до мережі інтернет через оптоволокно цієї можливості немає. Залишається надія лише на мобільний зв'язок.

Налагоджувальні роботи

Після завершення всіх операцій електромонтажниками залишилося підключити оптоволоконне обладнання, виконати налаштування комп'ютера, мережі Wi-Fi, телефону, телевізора під його характеристики. Цими питаннями зайнялися фахівці провайдера, які прибули за три дні очікування.

Один із них подав харчування на модем оптоволокна, дістав ноутбук і почав виконувати його налаштування.

Ввів необхідні дані для підключення телефону по новій мережі.

Налаштування пароля мережі Wi-Fi та всього обладнання виконується спеціалістом провайдера. Це відмінність від підключення до інтернету за кабельною телефонною лінією, де звичайний користувач може входити в налаштування модему через патч корд і змінювати паролі на власний розсуд.

Однак просунутий користувач має можливість змінювати налаштування оптоволоконного модему за рахунок входу до роутера за адресою 192.168.100.1 через заводський логін та пароль, які провайдер не змінює.

Другий працівник за цей час розібрав схему живлення ADSL-модему, переключив кабелі керування телевізором та телефоном на оптоволокно. Він же зібрав усе старе обладнання, яке підлягає здачі.

Перевірили швидкість Інтернету на комп'ютері.

Мене ще раз попередили, що необхідно їхати до сервісного центру провайдера, здати старе обладнання: ADSL-модем, спліттер та кабелі до них, перевести гроші зі старого рахунку на новий.

При переході на оптоволокно користувачеві надається новий кабінет на сервісі провайдера, а старий припиняє діяти: до моменту поповнення грошей на ньому інтернет перестане працювати.

Перспектива залишитись без інтернету на час більше доби мене не влаштовувала. Запитав, як можна вирішити це питання. Мені допомогли оформити обіцяний платіж, який потрібно підтвердити реальною оплатою протягом трьох днів.

Усі ці операції зайняли близько 10 хвилин. Я подякував спеціалістам провайдера за виконану роботу і вирушив до сервісного центру, де швидко вдалося вирішити всі питання та змінити тарифний план на більш вигідний.

Коли ввечері прийшов додому, то виявив, що стаціонарний телефон перестав працювати. Це засмутило. Шукати спеціалістів було пізно. Залишив це заняття наступного дня.

Зранку телефон уже працював на новому номері, а швидкість інтернету різко збільшилась.

Таким чином сталося підключення до мережі інтернет через оптоволокно мого комп'ютера.

Власник відеоролика Diplomatrutube докладно пояснює питання, як «Технологія PON проходить шлях від телефонної станції до квартири».

Якщо у вас залишилися питання на тему, то задавайте їх у коментарях.