Sieci optyczne

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.

Sieci optyczne

Typy światłowodów

W zastosowaniach sieciowych używane są włókna światłowodowe dwóch rodzajów: jednomodowe SM (Single-mode) i wielodomowe MM (Multi-mode). Rdzeń pierwszego z nich ma średnicę 9 µm i jest używany do transmisji pojedynczego modu sygnału optycznego, co przekłada się na efektywność przy przesyłaniu danych na duże odległości. Włókna tego rodzaju stosowane są najczęściej do budowy sieci szkieletowych oraz dostępowych. Źródłem sygnału jest laser emitujący światło w paśmie podczerwieni w zakresie 1310 nm i 1550 nm wykorzystywany opcjonalnie na potrzeby przesyłu telewizji w standardach CATV, (np. DVB-C, DVB-T lub transmisji analogowych)

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.

Sieci optyczne

Pasywna Sieć Optyczna (PON)

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.


TOP 200