Технология передачи все более зрелых оптоволоконных кабелей
Волоконно-оптические носители - это любые сетевые среды передачи, которые обычно используют стекло или пластиковое волокно в некоторых особых случаях для передачи сетевых данных в виде световых импульсов. В течение последнего десятилетия оптическое волокно становится все более популярным типом сетевых сред передачи, поскольку потребность в более высокой пропускной способности и более длинных промежутках сохраняется.
Волоконно-оптическая технология отличается по своей работе от стандартных медных сред, потому что передачи представляют собой «цифровые» световые импульсы, а не переходы электрического напряжения. Очень просто, волоконно-оптические передачи кодируют единицы и нули передачи цифровой сети путем включения и выключения световых импульсов лазерного источника света заданной длины волны на очень высоких частотах. Источником света обычно является лазер или какой-нибудь светодиод. Свет от источника света включается и выключается в соответствии с шаблоном кодируемых данных. Свет распространяется внутри волокна до тех пор, пока световой сигнал не достигнет своего предназначения и не будет считан оптическим детектором.
Оптоволоконные кабели оптимизированы для одной или нескольких длин волн света. Длина волны конкретного источника света - это длина, измеренная в нанометрах (миллиардные доли метра, сокращенно «нм»), между пиками волны в типичной световой волне от этого источника света. Вы можете думать о длине волны как о цвете света, и она равна скорости света, деленной на частоту. В случае одномодового волокна (SMF) много разных длин волн света могут передаваться по одному и тому же оптическому волокну в одно и то же время. Это полезно для увеличения пропускной способности оптоволоконного кабеля, поскольку каждая длина волны света является отдельным сигналом. Поэтому многие сигналы могут передаваться по одной и той же нити оптического волокна. Это требует нескольких лазеров и детекторов и называется мультиплексированием с разделением по длине волны (WDM).
Обычно в оптических волокнах используются длины волн от 850 до 1550 нм, в зависимости от источника света. В частности, многомодовое волокно (MMF) используется при 850 или 1300 нм, а SMF обычно используется при 1310, 1490 и 1550 нм (и, в системах WDM, на длинах волн вокруг этих основных длин волн). Новейшая технология расширяет это до 1625 нм для SMF, которая используется для пассивных оптических сетей (PON) следующего поколения для приложений FTTH (Fibre-To-The-Home). Стекло на основе диоксида кремния является наиболее прозрачным на этих длинах волн, и, следовательно, передача в этом диапазоне более эффективна (затухание сигнала меньше). Для сравнения, видимый свет (свет, который вы можете видеть) имеет длины волн в диапазоне от 400 до 700 нм. Большинство оптоволоконных источников света работают в ближнем инфракрасном диапазоне (от 750 до 2500 нм). Вы не можете видеть инфракрасный свет, но это очень эффективный оптоволоконный источник света.
Советы: большинство традиционных волоконно-оптических источников света могут работать только в видимом спектре длин волн и в диапазоне длин волн, а не на одной конкретной длине волны. Лазеры (усиление света за счет стимулированного излучения) и светодиоды производят свет в более ограниченном, даже одноволновом, спектре.
ВНИМАНИЕ: Лазерные источники света, используемые с оптоволоконными кабелями (например, кабели OM3), чрезвычайно опасны для вашего зрения. Если смотреть прямо на конец действующего оптического волокна, это может привести к серьезным повреждениям сетчатки. Вы могли бы стать постоянно слепым. Никогда не смотрите на конец оптоволоконного кабеля, не зная, что источник света не активен.
Затухание оптических волокон (как SMF, так и MMF) ниже на более длинных волнах. В результате более длинная дистанционная связь имеет тенденцию происходить на длинах волн 1310 и 1550 нм по SMF. Типичные оптические волокна имеют большее затухание при 1385 нм. Этот пик воды является результатом очень малых количеств (в части на миллион) воды, включенной в процессе производства. В частности, это концевая молекула -ОН (гидроксил), которая имеет характерную вибрацию на длине волны 1385 нм; тем самым способствуя высокому затуханию на этой длине волны. Исторически системы связи работали по обе стороны от этого пика.
Когда световые импульсы достигают пункта назначения, датчик улавливает наличие или отсутствие светового сигнала и преобразует световые импульсы обратно в электрические сигналы. Чем больше световой сигнал рассеивает или сталкивается с границами, тем больше вероятность потери сигнала (затухания). Кроме того, каждый оптоволоконный соединитель между источником сигнала и пунктом назначения дает возможность потери сигнала. Таким образом, разъемы должны быть правильно установлены при каждом подключении.
Большинство волоконно-оптических систем передачи LAN / WAN используют одно волокно для передачи и одно для приема. Однако новейшая технология позволяет волоконно-оптическому передатчику передавать в двух направлениях по одной и той же жиле (например, пассивный CWDM MUX с использованием технологии WDM). Различные длины волн света не мешают друг другу, так как детекторы настроены на считывание только определенных длин волн. Следовательно, чем больше длин волн вы посылаете по одной нити оптического волокна, тем больше детекторов вам нужно.
