Сегодня в статье мы постараемся как можно подробнее и понятнее рассказать про оптическое волокно. Данный способ связи используется не только в интернете или связи сетей, но также в промышленности, медицине и многих других отраслях. В частности, мы говорим про волоконно-оптические линии связи или сокращенно ВОЛС.
По-другому и сокращённо, в кругах системах администратором в инженеров IT ещё называют как «Оптика», хотя это не совсем верное название. Оптоволокно — это провод очень тонкого диаметра с круглым стержнем, по которому путём пучка света передается информация. Сам проводок имеет достаточно малые размеры. Длина электромагнитной волны начинается от 100 нм и заканчивается 1мм. Но чаще используют инфракрасный диапазон от 755 до 1550 нм.
Строение и передача данных
Строение достаточно простое в центре находится само ядро. Обычно ядро делается из кварцевого, стеклянного или полимерного волокна. Далее идёт оболочка и защитное покрытие. Примерное строение можно увидеть на картинке ниже.
Свет распространяется по закону Снеллиуса путём полного внутреннего преломления. Если сравнивать передачу данных с витой парой, то за счет частоты скорость передачи данных возрастает. Также есть и другой плюс, а именно параметр затухания. У оптоволокна также есть параметр затухания, но он в разы меньше чем у витой пары.
Витая пара при максимальных возможностях может передавать данные на расстоянии до 100 метров. При большем количестве передаваемых данных расстояние может уменьшаться. Также плюсом является защищённость от электромагнитного воздействия. Витая пара имеет такое строение, что при передаче без дополнительной фальгированной оплетки одну и ту же информацию передают сразу по двум проводкам. Именно поэтому и называется витая пара.
В результате в конце сигналы складываются, чтобы исключить помехи. В оптике за счет передачи данных пучком света дополнительный экран не нужен. Также за счет того, что в витой паре информация передаётся путем электрического импульса, для увеличения скорости нужен более толстый материал с большим сопротивлением. Толщина «оптики» в разы меньше стандартного сетевого кабеля.
Сама идея оптического кабеля в передачи закодированной информации. Кодировка идёт в виде нулей и единиц об этом я думаю знают все. К сожалению, компьютеры и другое подобные устройства могут пока понимать только подобные данные. Но, чтобы добиться максимального расстояние передачи луч должен постоянно отражаться внутри сердцевины.
Для этого в самом начале пытались использовать подобие зеркал. Из-за чего стоимость такого оптоволокна была бы не соизмерима велика. И тогда придумали использования второго слоя. Принцип достаточно просто, второй слой имеет другое строение и плотность из-за чего свет начинает отражаться.
Использования для передачи интернета
Когда-то давно, когда я был молод, а борода моя была короткой и редкой, в нашей стране был популярный aDSL интернет. То есть передача данных была именно по телефонным линиям. Как вы, наверное, догадались, связь при этом была отвратительная, а максимальная скорость у провайдера не превышала 500 Кбит в секунду. Постоянные лаги, высокий пинг, прерывания и конечно же заоблачная цена за интернет.
Вот тут-то все ждали, когда в нашей глуши проведут оптоволокно. Тогда никто толком не знал, что это такое. Даже прочесть в интернете об этом было дорого, так как за каждый мегабайт нужно было платить по 2 рубля. Но ходил слух, что с приходом этой технологии интернет станет дешевле и быстрее.
Прошло несколько лет и первую оптику, как помню провела компания «Ростелеком». Скорость выросла, и цена стала приемлемой. Теперь телефонные кабеля стали свободны, а интернет гулял, там, где положено в оптической структуре. На данные момент почти во всех регионах и крупных городах интернет передаётся путем оптического пучка. А вот до каждой квартиры от коммутаторов приёмников идёт витая пара.
Сейчас максимальная скорость по парно витому кабелю достигает 1 Гбит в секунду. Можно, конечно, использовать более дорогие кабеля типа Cat. 7, но они толще, дороже и не всё оборудование работает с подобными проводами. При использовании 2 пар или 4 проводов, скорость достигает 100 Мбит в секунду. При использовании 4 пар или 8 проводков скорость может быть 1 Гбит в секунду.
У оптики при меньшем диаметре жилы, скорость будет в разы больше. Ну и как сказано было раньше надёжность передачи будет выше. Если кто, когда-нибудь протягивал сетевые кабеля, знает, что пучок из 8 кабелей помещается не в каждый кабель-канал. Оптика более компактная и она спокойно переносит внешнее воздействие и перепад температуры.
Сейчас провайдеры стали потихоньку переводить своих клиентов на оптику то есть от коммутатора в подъезде уже идёт не витая пара, а «стекло». На практике это может немного сократить потери скорости, но на деле большого преимущества не даст. С другой стороны, при подключении крупного предприятия, которые активно использует интернет или свою корпоративную сеть оптика может стать спасением при увеличении скорость выше 1 Гигабита.
Скорость передачи и дистанция является выигрышным для «световода». Но как говорят инженеры и химики они ещё работают над созданием идеальной сердцевины и оболочки. Таким образом естественное затухание электромагнитной световой волны будет меньше, а отражение от вторичного материала будет с большим процентом.