Sieci optyczne
- Krzysztof Jański,
- 14.10.2013
Teoretycznie promień świetlny raz wpuszczony do światłowodu pod odpowiednim kątem odbija się w nieskończoność, lecz w rzeczywistości jego rozchodzenie jest hamowane przez tłumienie fali w światłowodzie (np. spowodowane przez jony OH pozostałe po procesie wytwarzania) i jej dyspersję, co skutkuje rozmyciem sygnału. Tłumienie fali w tym samym fizycznym włóknie światłowodu jest inne dla różnych długości fal. Wykorzystanie najbardziej efektywnych z nich do przesyłu sygnału określa się jako „okna transmisyjne” pozwalające na przesłanie sygnału na maksymalne odległości dla danego medium.
Włókna wielomodowe są masywniejsze – średnica ich rdzenia to 50–62,5 mm, ponieważ przeznaczone są do równoczesnej transmisji wielu składowych sygnału optycznego (modów). Większa przepustowość okupiona jest jednak szybko rosnącą wrażliwością na zakłócenia i interferencyjne zniekształcenia sygnału w miarę wzrostu odległości od punktu nadawania, stąd stosuje się je do budowy stosunkowo mniej rozległych systemów LAN – do kilku kilometrów. Światło wysyłane jest w tym przypadku przez diody (LED) lub lasery o emisji powierzchniowej (VCSEL) operujące w zakresach fal 850 nm (1 okno transmisyjne) i 1300 nm (2 okno transmisyjne). Wielomody są stosowane w sieciach coraz rzadziej, skutecznie wypierane przez włókna jednomodowe.
FTTx – światłowód dla Kowalskiego
Pasywna Sieć Optyczna – system sieciowy oparty na światłowodach, jest to rozwiązanie telekomunikacyjne, w którym sygnał do użytkownika końcowego na całej długości jest przesyłany przez włókna optyczne w tzw. architekturze określanej jako punkt-wielopunkt (P2M), w odróżnieniu od systemów punkt-punkt (P2P). Oparcie infrastruktury sieci na sygnale świetlnym zapewnia niedostępne inną drogą, ogromne prędkości przesyłu. Wyróżnikiem tej technologii jest brak konieczności wzmacniania sygnału optycznego. Na drodze pomiędzy operatorem a końcówką sieci w lokalu odbiorcy, w celu zapewnienia poprawnej transmisji, nie ma potrzeby instalacji żadnych dodatkowych urządzeń potrzebujących zasilania elektrycznego. Oznacza to, że sprzęt aktywny znajduje się tylko na początku trasy w urządzeniu nadawczym OLT (np. koncentrator GEPON), i na jej końcu ONU/ONT (np. modem światłowodowy u użytkownika). Pomiędzy nimi z reguły znajduje się spliter (rozgałęźnik) dzielący sygnał na odpowiednią liczbę odbiorców, natomiast jest to urządzenie pasywne, niewymagające zasilania. Zważywszy że efektywny przesył danych z użyciem jednego włókna optycznego może być realizowany na odległość kilkudziesięciu kilometrów, jego zastosowanie przekłada się na ogromne oszczędności w porównaniu np. z oferującą 900 m zasięgu, opartą na miedzianej skrętce, siecią xDSL.
Ponadto – inaczej niż w infrastrukturze przesyłania danych przewodami miedzianymi – sieć światłowodowa nie jest wrażliwa na przepięcia (np. spowodowane wyładowaniami w trakcie burzy) czy inne zakłócenia elektromagnetyczne. Ma to zasadnicze znaczenie dla zapewnienia dłuższej żywotności sieci – w tradycyjnej gros awarii i związanych z tym kosztownej obsługi serwisowej wynika z przepięć, które poza zerwaniem łączności grożą też uszkodzeniem sprzętu operatora oraz urządzeń po stronie użytkownika końcowego. W przypadku sygnału optycznego takie niebezpieczeństwo po prostu nie istnieje. Nieoczywistym, dostrzeganym jednak przez operatorów, pozytywnym aspektem wykorzystania instalacji światłowodowej jest brak zainteresowania złodziei takim okablowaniem, w przeciwieństwie do przewodów z miedzi.
Warto wspomnieć, ze sam światłowód nie generuje zewnętrznego pola elektromagnetycznego, co stanowi dodatkowy argument na korzyść tego rozwiązania, bo zapewnia maksymalne bezpieczeństwo przesyłania danych – właściwie nie sposób „podsłuchać” takiej transmisji.
Pasywne sieci optyczne są panaceum na problemy związane z pojęciem „ostatniej mili” w telekomunikacji, czyli zagadnień związanych z dostarczeniem łącza z sieci rozległej (metropolitalnej, WAN) do klienta końcowego. Jedna mila to maksymalny zasięg przesyłu sygnału z użyciem tradycyjnej miedziano-elektrycznej technologii. Jest to najbardziej kosztowny ze względu na wrażliwość na uszkodzenia przy braku redundancji element struktury sieci.