La fibra ottica è considerata da molti anni una delle aree centrali di sviluppo nel campo delle tecnologie della comunicazione. Gli specialisti inizialmente riponevano grandi speranze su questo concetto, che fino ad oggi sono confermate solo da periodici successi nella posa di reti di comunicazione di varie dimensioni. In particolare, la comunicazione in fibra ottica ha già dimostrato la sua efficacia sull'esempio delle linee di comunicazione del Pacifico e in futuro si prevede che questa base sarà utilizzata nei sistemi laser e sensori.
Cos'è la fibra?
La comunicazione basata su reti in fibra ottica si forma sul principio della radiazione elettromagnetica, a causa della quale viene trasmesso un segnale. Il vettore fisico sono le guide di luce, caratterizzate da resistenza alle interferenze e larghezza di banda elevata. Quindi, cos'è una guida di luce e cosa ha a che fare con la trasmissione dei dati? Questa fibra è realizzata in vetro conalcuni additivi, grazie ai quali il produttore può variare le singole caratteristiche ottiche. Come minimo, è necessario un rivestimento polimerico per proteggere la fibra da danni esterni. In re altà, anche questa fibra è eterogenea nella sua struttura. È costituito da un nucleo con un diametro di circa 8-10 micron, nonché da un guscio circostante che forma un cilindro con uno spessore di circa 100-125 micron. Il principio di funzionamento di un canale di comunicazione in fibra ottica risiede nella capacità della guida di luce di fornire la riflessione interna delle onde elettromagnetiche con determinati indici di rifrazione. Un raggio di luce condizionale in movimento all'interno della fibra ottica viene riflesso dal guscio dall'interno, senza uscire dal circuito. In questo modo viene fornito un segnale con diversi valori di perdita.
Caratteristiche prestazionali delle reti in fibra ottica
I principali aspetti positivi del funzionamento delle linee in fibra ottica sono associati ad un'elevata velocità di consegna delle informazioni. Fino a poco tempo, questo valore era espresso come cifra record di 1 Terabit al secondo. Tuttavia, anche ora questi dati sono considerati irrilevanti in termini di cifre record. Pertanto, le nuove tecnologie dei sistemi di multiplexing delle onde hanno consentito alle fibre ottiche di fornire una velocità di servizio del segnale di 15 Tbps. Le grandi società di telecomunicazioni praticano l'uso della comunicazione in fibra ottica multicanale su distanze fino a 10.000 km con supporto per velocità di 100 Gbps. A proposito, una traccia può contenere fino a 150-200 canali, cheper il piccolo diametro delle fibre. Una linea principale senza guaina protettiva esterna ha uno spessore non superiore a 1 cm Per quanto riguarda la quantità di attenuazione, che influisce non solo sulla velocità, ma anche sulla qualità complessiva della trasmissione del segnale, questa cifra nel caso della fibra ottica è 5dB/km. Si tratta di un indicatore estremamente valido rispetto alle reti elettriche tradizionali, che consente di posare linee per 100 km o più senza punti di conversione del segnale intermedi.
Pro della tecnologia
Oltre all'elevata velocità di trasmissione e al basso effetto di attenuazione, le fibre ottiche presentano i seguenti vantaggi:
- Durata del funzionamento in linea.
- Affidabilità del processo.
- Protezione da influenze elettromagnetiche esterne.
- Alto livello di codifica del segnale, eliminando virtualmente la possibilità di intercettazione dei dati.
- Banda larga.
- Leggero e di dimensioni modeste.
La misura in cui i vantaggi di cui sopra verranno rivelati in una particolare linea di comunicazione in fibra ottica dipende dalle modalità di posa e dalla qualità del materiale. Quindi, ad esempio, uno degli ostacoli più importanti a una transizione di massa a questo metodo di organizzazione delle comunicazioni in Russia è il basso livello di specialisti in questo campo e la qualità insoddisfacente dei materiali di consumo.
Contro della tecnologia
Ci sono anche svantaggi caratteristici delle reti in fibra ottica, che possono anche apparireindipendentemente dalla qualità dell'implementazione tecnica dei canali di comunicazione. Tra questi si segnala:
- Costo elevato. Sia nella fase di organizzazione dell'infrastruttura tecnica che nel processo di manutenzione, i costi superano comunque i costi di creazione e gestione di linee di comunicazione più familiari.
- La fragilità della struttura. Uno degli svantaggi più sensibili delle fibre ottiche sono i loro limiti di installazione. È possibile garantire la durata della comunicazione in fibra ottica di alto livello solo se le linee vengono posate direttamente. Tuttavia, questo problema viene gradualmente risolto con l'introduzione di speciali additivi nella struttura dell'anima in fibra.
- Elevate richieste di infrastrutture di telecomunicazioni. Anche in questo caso, puoi contare su prestazioni elevate quando utilizzi le linee in fibra ottica solo se il sistema è organizzato su moderne apparecchiature di rete.
Applicazione della comunicazione in fibra ottica in Russia
Come in altri paesi con uno sviluppo tecnologico avanzato, in Russia la fibra ottica trova il suo posto principalmente nel settore delle telecomunicazioni. Tuttavia, questa non è l'unica area che padroneggia questa tecnologia. Le fibre ottiche sono utilizzate nelle apparecchiature di misurazione, nelle macchine a raggi X (inclusa la risonanza magnetica), nei giroscopi e nei sistemi di allarme di sicurezza. Allo stesso tempo, i metodi di integrazione tecnica sono spesso di natura simile, il che è confermato anche dalla gamma di lavoratori necessari per organizzare tali sistemi. In particolare, posti vacanti per la comunicazione in fibra otticainclude lavori per saldatori, installatori e ingegneri di sistema Lo stesso vale per la manutenzione dell'infrastruttura in fibra ottica.
Problemi nell'implementazione delle comunicazioni in fibra ottica
Un certo numero di grandi fornitori russi che lavorano nel campo delle telecomunicazioni stanno incontrando difficoltà finanziarie con il passaggio alle nuove tecnologie per l'organizzazione delle reti. Ciò è in parte dovuto agli elevati costi di rinnovo tecnico delle reti con la sostituzione completa sia dei portanti del segnale che delle apparecchiature operative. L'azienda metropolitana MGTS considera le comunicazioni in fibra ottica come una delle aree chiave di sviluppo oggi, ma allo stesso tempo i suoi rappresentanti rilevano anche le difficoltà associate alla riluttanza degli abbonati stessi a passare a nuovi mezzi tecnologici. Molti utenti sono soddisfatti della tradizionale rete in filo di rame, che fornisce sufficienti caratteristiche di trasmissione dei dati ai consumatori. Non vogliono pagare più del dovuto per le innovazioni, il che costringe l'operatore a sostenere i costi di manutenzione di due tipi di reti di telecomunicazioni.
Prospettive per lo sviluppo della comunicazione in fibra ottica
Se il mercato dei consumatori di massa è ancora riservato al processo evolutivo di transizione alla fibra ottica, allora le principali aziende mondiali stanno già guardando al futuro, che viene aperto dalle tecnologie di comunicazione in fibra ottica in vari campi. AttualmenteLe aree più promettenti includono i sistemi di sensori distribuiti e i laser a fibra ottica. La prima tecnologia consentirà di eseguire prove non distruttive di strutture edilizie e ingegneristiche con un'ampia gamma di dati di output dell'analisi, in particolare con indicatori accurati di temperatura, pressione e processi di deformazione dell'oggetto. Per quanto riguarda i laser a fibra, le loro proprietà e le caratteristiche delle onde emesse possono fornire opportunità senza precedenti nella lavorazione fisica dei materiali solidi.
Conclusione
La comunicazione basata sulla tecnologia in fibra ottica, con tutti i fattori negativi di applicazione, amplia il proprio raggio di copertura. Ciò è stato in gran parte facilitato dal formato tecnologico della rete GPON, che è un concetto ottimizzato di linee principali in fibra ottica. Rostelecom, come una delle più grandi società di telecomunicazioni in Russia, ha fatto un grande passo avanti nello sviluppo tecnologico di questo formato. Oggi esegue la posa di linee senza nodi di amplificazione intermedi su distanze da 20 a 60 km con supporto per velocità fino a 1,25 Gb/s. E questo è solo uno dei possibili formati per l'utilizzo della fibra nel settore delle telecomunicazioni oggi.
