Волоконно- оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (ВОК) - среда передачи данных, состоящая из оптических волокон (стеклянных или пластиковых), заключенных в защитную герметичную оболочку.

Информация в ВОК переносится модулированным световым потоком, генерируемым светодиодами или диодными лазерами.

Достоинства ВОКпо сравнению с электрическими кабелями:

• высокая пропускная способность;

• отсутствие электромагнитного излучения, что исключает утечку информации;

• помехоустойчивость;

• большое расстояние передачи (не менее 2 км без повторителей);

• малый вес;

• высокое электрическое сопротивление, обеспечивающее гальваническую развязку соединяемых устройств;

• умеренная стоимость, незначительно превышающая стоимость медного кабеля.

Недостатки ВОК:

• трудоемкость монтажа, требующая специального оборудования;

• высокая стоимость сетевых устройств.

Оптические компоненты

Оптические компоненты включают в себя:

• оптические соединители;

• системы спектрального уплотнения;

• оптические шнуры;

• оптические разветвители;

• распределительные панели;

• кроссовые шкафы;

• соединительные муфты;

• аттенюаторы и т.д.

Оптические соединители (коннекторы) предназначены для соединения ВОК с приёмо-передающей аппаратурой через специальные розетки.

Системы спектрального (волнового) уплотнения WDM (фильтры WDM) реализуют мультиплексирование и демультиплексирование оптических сигналов.

Оптический шнур - это оптический миникабель, оба конца которого снабжены соединителями.

Оптический разветвителъ - многополюсное устройство, в котором подаваемый на вход оптический сигнал разветвляется по нескольким выходным направлениям.

Типы оптических разветвителей:

• древовидный (рис. 2.41,а) - разветвляет один входной оптический сигнал по нескольким выходам (в равной степени по мощности) или наоборот объединяет несколько сигналов в один выходной;

• звездообразный (рис. 2.41,6) - разветвляет поступающий по одному из входов оптический сигнал по нескольким выходам (в равной степени по мощности);

• ответвитель (рис. 2.41,в), где большая часть мощности остается в магистральном канале.

Аттенюаторы используются для уменьшения мощности входного оптического сигнала.

Особенности. ВОЛС

Физические свойства ВОЛС:

• высокая частота несущей (f_H = 10¹⁴ Гц), обусловливающая широкополосность оптических сигналов, то есть возможность передачи данных со скоростью порядка 10¹² бит/с = 1 Тбит/с;

• высокая пропускная способность за счет передачи данных в одном оптическом волокне сразу на нескольких длинах волн;

• малое затухание светового сигнала, что позволяет строить протяженные ЛС до сотен километров без регенерации сигналов.

ДостоинстваВОЛС:

• невысокая стоимость материала - кварца (основу которого составляет двуокись кремния), из которого изготавливается волокно, по сравнению с медью;

• оптические волокна компактны и легки (их диаметр около 100 мкм), а, следовательно, перспективны для использования в авиации, приборостроении и т.д.;

• обеспечивается гальваническая развязка сегментов, так как стеклянные волокна не проводят электричество;

• безопасны в электрическом отношении, так как не содержат металла, и, следовательно, могут монтироваться на мачтах существующих линий электропередач;

• устойчивы к электромагнитным помехам;

• данные, передаваемые по ВОЛС, защищены от несанкционированного доступа, так как ВОЛС чрезвычайно трудно подслушать неразрушающим способом, а всякие воздействия на ВОЛС могут быть зарегистрированы с помощью мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии;

• возможно применение разных вариантов скрытой передачи информации, например путем:

■ модулирования сигналов по фазе и их перемешивания со смещенным на некоторое время сигналом из того же информационного потока;

■ распределения передаваемой информации по множеству сигналов;

■ передачи нескольких шумовых сигналов;

• долговечность, означающая сохранение свойств волокна в определенных пределах в течение 25 и более лет;

• обеспечивают сверхвысокие скорости передачи данных - десятки и более Гбит/с.

НедостаткиВОЛС:

• необходимы специальные технические средства, а именно:

■ высоконадежные адаптеры, преобразующие электрические сигналы в световые и обратно;

■ оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на включение-выключение;

• для монтажа оптических волокон необходимо прецизионное, а, следовательно, дорогое технологическое оборудование;

• высокие затраты по сравнению с медным кабелем на восстановление оптического кабеля при его повреждении (обрыве).

Применение ВОЛС в ЛВС

Наряду с глобальными сетями оптическое волокно широко используется и при создании ЛВС - Ethernet, FDDI, Token Ring. Основные преимуществаприменения ВОЛС в ЛВС:

• не требуются повторители на протяженных сегментах ЛВС;

• вероятность искажения информации - не более 10"¹⁰ благодаря низкому уровню шумов в оптических линиях связи;

• возможность наращивания вычислительной мощности сети без замены кабельных коммуникаций.

Недостаткииспользования ВОЛС в ЛВС:

• несмотря на возможно невысокую стоимость кабеля, стоимость
работы по его прокладке может быть значительной.

В состав схемы ВОЛС (рис.2.42) входят:

• сетевой адаптер, устанавливаемый в рабочую станцию или сервер;

• приемопередатчик (трансивер), преобразующий электрический сигнал в оптический (Э/О) и обратно (О/Э);

• оптический соединитель (ОС);

• оптический кабель.