Преимущества волоконно-оптического кабеля
Вам наверняка не нужно разъяснять значение линий (каналов) связи в современном мире. Однако стоит напомнить, что передача электрического сигнала может осуществляться по проводам (проводные линии) или радио (воздушные линии). Волоконно-оптический кабель используется в проводных (кабельных) линиях связи, которые принято называть оптическими.
Что такое волоконно-оптический кабель
В технологии создания структурированных кабельных систем (СКС) на базе электрических проводов и кабелей всегда существовала проблема в ограничении скорости передачи данных. Пропускная способность (анг.: throughput) линии связи на электрическом проводе не может превышать нескольких сотен мегабит в секунду.
Например, четырех парный кабель витая пара CAT5e способен поддержать скорость передачи данных не боле 1000 Мбит/сек и это предел для электрических проводов.
Данная проблема не была актуальна, пока объемы данных не увеличились многократно. Решение проблемы было найдено в отказе от электрических проводов и использовании диэлектрических проводов из кварцевого стекла. Пришла эра волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
Волоконно-оптический кабель – это стеклянные волокна по которым луч света переносит информацию. Физическая природа такого переноса, а также преимущества ВОК позволяют по одному волокну передать терабиты информации за секунду.
На сегодня главным практическим недостатком оптического кабеля является его высокая цена. Поэтому его чаще используют в устройстве внешних ВОЛС (волоконно-оптических линий связи), соединяющих города, здания, корпуса, этажи. Внутренними носителями структурированных кабельных систем пока остаются кабели витая пара.
Стоит отметить, что для устройства ВОЛС внутри помещений, например в Дата-центрах, выпускаются специальные оптические кабели. Например, кабель CO-DV8-2. Посмотреть и выбрать зоновый (сотни километров), городской (от 5 до 10 км) и объектовый (внутри зданий) волоконно-оптический кабель вы можете на сайте vionet.ru, компании ООО «Вионет».
Волоконно-оптический кабель: преимущества
Оставим в покое основное преимущество волоконно-оптического кабеля, передачу большого объема информации на высокой скорости, и поговорим о его скрытых достоинствах. А именно:
- Низкие размеры затухания сигнала, хотя сложно зависимые от длинны волны;
- Отсутствие первичных физических параметров линий связи: погонного активного сопротивления, индуктивности, ёмкости и проводимости изоляции;
- Высокая помехоустойчивость из-за малой чувствительности к внешним электромагнитном излучениям;
- Отсутствие влияния соседних кабелей, из-за отсутствия электромагнитных полей вокруг кабеля;
- Низкий уровень помех;
- Пожарная устойчивость, отсутствие образования искр при коммутации;
- Создание линий связи стони километров без усилителей (затухания сигнала ничтожно малы);
- Высочайшая безопасность передачи данных (нет электромагнитных полей и информацию нельзя «считать»);
- Высокий срок службы, низкий вес, эксплуатационная неприхотливость (нет окисления, не боится воды);
- Перспективная экономичность (стекло дешевле меди).
Два типа волоконно-оптического кабеля
Интересуясь оптическим кабелями вы наверняка встретите понятие модовость кабеля. Оно требует пояснения.
Если для передачи информации по кабелю может распространяться только один луч света, такой кабель называют одномодовом. Классы такого кабеля OS1 – обычный светодиод 1310 нм или 1550 нм, OS2 — широкополосный светодиод от 1310 нм до 1550 нм.
Способность кабеля распространить от десятка до тысяч лучей света, делают его многомодовым. Классы таких кабелей OM1 — OM4.
Заключение
В завершении нужно отметить, что волоконно-оптический кабель, так же как и витая пара маркируется цветом, может сращиваться, подключаться через коннекторы. Внешний диаметр любого оптического кабеля 125 мкм.
Почему оптоволоконный кабель является приоритетным для проводных сетей?
Оптоволоконный кабель является приоритетным для современных сетей,так как скорость интернет соединения и чистота сигнала без искажений намного выше, чем по витой паре или телефонному проводу. Но оптоволоконная технология обладает значительно большей стоимостью и в случае повреждения оптоволоконного кабеля необходим специальный прибор для его сварки, а так же прибор, который проверяет качество соединения, что тоже является дорогим удовольствием. Напрямую подключить оптоволоконный кабель к компьютеру или роутеру так же не получится, потребуется дополнительное оборудование, которое так же стоит денег.
Оптоволоконный кабель: плюсы и минусы
Еще каких-то лет десять назад мы и представить не могли, насколько сильно вырастет скорость домашнего интернета. Многие в то время, как и я, пользовались мобильным телефоном или же выходили в сеть через спутниковую тарелку.
Кстати, возможно кто-то помнит те времена, когда вовсю была популярна так называемая «спутниковая рыбалка». Если у вас была тарелка, компьютер и специальная программа Skynet, то можно было перехватывать нешифрованный спутниковый поток данных.
Однако это уже совсем другая история, о которой я поведаю в другой статье на сайте elektrikinfo.ru. В сегодняшней статье речь пойдёт про оптоволоконный кабель, его преимущества и недостатки. Так что если ваш интернет провайдер настойчиво хочет поменять старые медные провода на оптоволоконный кабель, то даже не сомневайтесь, соглашаться или нет. Конечно же, да, и вот почему.
Чем оптоволоконный кабель отличается от медного
В отличие от медного кабеля, где интернет передаётся путем электрических сигналов, в оптоволокне передача сигнала идёт благодаря световому излучению. Оптоволоконный кабель не имеет металлических жил. В нем, вместо них есть тонкие трубки, по которым сигнал трансформируется на трех длинных волнах: 1550 нм, 1310 нм и 850 нм.
То есть, как видно, разница ощутима, правда? Уже хотя бы в принципиально другой схеме передачи данных. Подробно вдаваться в технологию передачи данных по оптоволоконному кабелю я не буду, а уточню лишь все преимущества, которых существует очень большое количество.
Преимущество оптоволоконного кабеля
Итак, мы узнали, что интернет по оптоволоконному кабелю передаётся благодаря световому излучению. Вследствие этого увеличивается не только сама скорость интернета, которая может составлять 10 Гбит/сек и более, но и расстояние передачи данных. При помощи оптоволоконного кабеля можно передавать интернет на расстояние до 250 км.
Кроме этого оптоволоконный кабель имеет ряд других, очень важных преимуществ по сравнению с медным кабелем:
- Высокая пропускная способность независимо от количества подключённых абонентов;
- Большие расстояния передачи данных;
- Высокая безопасность передачи данных. Перехватить данные через оптоволокно очень сложно;
- Оптоволоконный кабель не имеет металлических частей внутри, поэтому он не является предметом внимания для тех, кто промышляет сбором цветных металлов;
- Оптоволокно имеет повышенную стойкость, как к атмосферным осадкам, так и к химическому влиянию.
Ну и самое, пожалуй, главное преимущество заключается в том, что интернету, который передаётся по оптоволокну, не страшна гроза. Сколько у вас уже сгорело роутеров и сетевых карт из-за того, что вы не вовремя выдернули кабель из компьютерного гнезда? Так вот, в случае с оптоволоконным кабелем ничего подобного не случится, поскольку он не проводит электрический сигнал.
Недостатки оптоволоконного кабеля
Настал тот самый черед поговорить о некоторых недостатках оптоволоконного кабеля. В первую очередь следует выделить особую сложность соединения. Если кабель поломался, что для него очень вредно, соединить его может только мастер со специальной паяльной станцией. Скрутки медных проводов, как можно было делать раньше, уже не прокатят.
Второй момент связан с тем, что оптоволоконный кабель нельзя ни в коем случае сгибать. Его можно свернуть в кольцо и скорость интернета никак не пострадает вследствие этого. Однако оптоволокно, как и обычную трубу, нельзя сгибать и ломать. Помните в начале статьи я рассказывал про маленькие трубки в оптоволоконном кабеле? Так вот, они легко ломаются, и кабель в данном месте придётся перепаивать.
Во всем же остальном, оптоволоконный кабель, как и интернет, передаваемый по нему, во всем переигрывает кабеля с медными жилами.
Что такое оптоволокно?
Технология использования оптоволоконных проводов пришла на смену классическому кабелю из меди, и быстро завоевала популярность, которой не теряет до сих пор. Несмотря на стремительное развитие беспроводных технологий, именно оптоволокно все же очень часто выбирают для офисов с большим количеством сотрудников, для дач или частных домов.
Давайте разберемся в основных принципах работы оптоволоконных кабелей, а также в их преимуществах, которые даже в беспроводную эпоху дают им множество сторонников. Не обойдем стороной и недостатки, которые для многих пользователей склоняют чашу весов в пользу беспроводных технологий.
Первым «соперником», которого обошло оптоволокно на своем пути к званию самого быстрого способа подключения интернета был классический медный кабель, который использовался и для телевидения, и для соединения со Всемирной сетью. Медный кабель имел перед оптоволокном всего одно преимущество – если он рвался, его (конечно, при наличии определенных навыков) можно было спаять обратно. Оптоволокно, хотя не обладало этим (при аккуратном пользовании – весьма сомнительным) преимуществом, все же гораздо быстрее передавало данные. Так в чем принципиальная разница?
В основе медного кабеля, как нетрудно догадаться, лежали физические свойства меди (Cu) как проводника электричества. В сердцевине таких проводов находилась чистейшая медь, по которой и двигался поток электронов, передающих информацию. Такое соединение гораздо чаще прерывалось, имело несравнимо меньшую скорость, слабо подходило для скачивания сериалов, онлайн-игр, и всего того, за что мы сегодня так любим интернет.
В оптическом волокне использовался принципиально другой метод передачи данных. В его основе прозрачный материал – как правило, стекло, сквозь которое передаются пучки света. Стекло нагревается, благодаря чему принимает гибкую форму, и его уже можно покрывать изоляционным материалом, не боясь, что при малейшей нагрузке оно сломается. Кроме того, внутренняя полость оптоволоконного провода устроена таким образом, что пучки света отражаются внутри него, благодаря использованию двух разных типов стекла с различными коэффициентами светопроводимости. Поэтому информация не искажается, даже преодолевая большие расстояния.
История такой передачи данных берет свое начало еще с 1934 года, когда посредством световых сигналов в телефоне кодировалась устная речь. Многочисленные доработки, совершенствование технологий производства, и ученым удалось получить метод, при котором информация передается, буквально, со скоростью света.
Метод кодирования данных как в медном, так и в оптоволоконном кабеле, одинаков. Это знаменитый двоичный код, состоящий из нулей и единиц. Только оптический кабель дает возможность передать эти сигналы в миллион (!) раз быстрее.
Мы разобрались, что из себя представляет провод изнутри. Но, понятное дело, невозможно протянуть его прямо от вашего ноутбука к станции связи. Оптоволоконный кабель проводится в квартиру и подсоединяется к так называемому оптическому терминалу. В свою очередь, оптический терминал с помощью классического медного провода подсоединяется к роутеру, который может быть подсоединен уже к любому устройству.
Терминал нужен для того, чтобы переводить световые сигналы в электрические, которые может воспринимать роутер и другие устройства. Возможно и прямое подключение устройства, минуя терминал и витую пару: так скорость соединения увеличивается, но появляется дополнительный риск повредить провода.
У каждого любопытного абонента возникает логичный вопрос: а что же с другой стороны провода? Ответ: коммутатор, или распределительная муфта, расположенная в техническом помещении вашего дома. Именно от нее оптоволокно подходит к квартирам, расположенным в данном доме. В свою очередь, коммутационная станция соединяется с другими точками обмена трафиком с помощью магистральных линий.
Перейдем, наконец, к тем причинам, по которым можно предпочесть оптоволокно мобильному интернету, спутниковой тарелке, WiMAX, и другим способам. Это:
· Максимально возможная скорость подключения интернета среди всех существующих способов. Рекордная цифра принадлежит австралийским исследователям, которым удалось передать объем данных, равный 5,525 тб. За одну секунду. В среднем же скорость соединения составляет около 200-300 мбит/сек. при условии использования «витой пары» — медного провода, и около 1 гбит/сек. при прямом оптоволоконном подключении.
· Независимость от электромагнитных полей. В отличие от обычных роутеров, при использовании которых качество соединения напрямую зависит от наличия электроприборов рядом, оптическое волокно совершенно независимо от условий использования.
· Практически полное отсутствие задержки сигнала. Оптоволокно допускает задержку буквально в несколько миллисекунд, в то время как спутниковый интернет – примерно до 1000, и даже 4G в этом смысле отстает: у него задержка может достигать сотни миллисекунд.
· Защищенность от любых помех и сбоев сигнала.
· Долговечность. При правильном использовании оптокабели могут использоваться по 40-50 лет и больше.
· Пожаростойкость кабеля, не зависит от электромагнитного воздействия, достаточно трудно взломать, подвергнуть другому несанкционированному воздействию.
· Полная универсальность: возможность подключить не только интернет, но и IP-телефонию, камеры видеонаблюдения, Smart-TV и т.д.
Конечно же, главный, и, пожалуй, единственный недостаток оптоволоконных кабелей – это необходимость их проводить и прятать. Проведение всех этих работ можно значительно упростить, если предусмотреть расположение оптоволоконных кабелей еще на этапе проектирования. Обычно для маскировки проводов используют следующие методы:
· Использование кабель-канала. Это декоративные конструкции, полые внутри, а снаружи неотличимые от обычного плинтуса. Бывают деревянными, пластиковыми, либо металлическими.
· Парапетные системы. Это пластиковые накладки, которые устанавливаются на определенной высоте над полом. Они могут довольно сильно выделяться из общего дизайна, поэтому больше подходят для офисов или технических помещений.
· Напольные системы скрытого кабеля. Практически незаметны, очень хорошо подходят для подведения к приборам, расположенным далеко от стен.
Это далеко не полный перечень способов спрятать проводку, однако суть ясна: для проведения оптоволокна потребуются определенные усилия, а значит – либо денежные затраты на оплату работ, либо временные. Именно это – основные причины, по которым люди все чаще обращаются к беспроводным способам интернет-соединения.
Второй недостаток – оптическое волокно достаточно легко портится, достаточно перегнуть его под достаточным углом. Хотя это легко нивелировать за счет грамотного прокладывания и защиты проводов.
Если вы заинтересованы в том, чтобы получить в свою квартиру интернет на максимально возможной среди современных технологий скорости, и при этом готовы потратить время и силы на проведение проводов, ответ будет однозначно положительным.