Sieci optyczne

Systemy przesyłania danych kablami miedzianymi (tzw. skrętką) dochodzą do maksimum swych możliwości. Rozwiązaniem problemu rosnącej ilości przesyłanych danych mają być sieci optyczne. Szczególne nadzieje pokłada się w najbardziej ekonomicznych, wymagających minimalnego utrzymania Pasywnych Sieciach Optycznych (PON).

Współczesna gospodarka, ale także życie codzienne i rozrywka nie mogą już obejść się bez układu nerwowego, jakim jest wszechobecna sieć. Pod tą nazwą kryje się nie tylko przesyłanie danych, ale też powszechne, stałe obciążenie komunikacyjne w postaci systemów monitoringu czy lawinowo rosnącej ilości inteligentnych urządzeń komunikujących się samoistnie (tzw. internet rzeczy). Na poziomie świadomego wykorzystania pasma przez użytkownika indywidualnego konsumowane jest ono przez usługi, o których do niedawna nie myślało się w kontekście internetu, takie jak inteligentna telewizja IP TV w standardzie HD czy wciąż walcząca o swe miejsce na rynku 3D, oglądana na wielu odbiornikach równocześnie. Gros stacjonarnych usług telefonicznych bazuje również na cyfrowym transferze danych VoIP.

Wielkość transmisji w internecie podwaja się co trzy lata dzięki popularności wideo wykorzystywanego już nie tylko jako medium rozrywkowe, ale pełniącego funkcje edukacyjne, komunikacji informacyjnej, marketingowej, narzędzia diagnostyki medycznej, e-urzędu itp. Niebywale rośnie także zapotrzebowanie na pasmo ze strony samej zaawansowanej infrastruktury XXI wieku (m.in. monitoringu), biznesu przenoszącego coraz więcej systemów i procesów do „zawsze dostępnej” chmury oraz oczekiwań odbiorców odnośnie do cyfrowej rozrywki i błyskawicznych transferów. W sposób oczywisty generuje to wyzwania technologiczne dotyczące zaplecza infrastrukturalnego na poziomie okablowania, przesyłu, urządzeń transmisyjnych i odbiorczych oraz metod transferowania strumieni danych. Sklasyfikowane standardy wideo, z których wdrażane są dopiero podstawowe, dają wyobrażenie, z jakim „głodem pasma” przyjdzie się mierzyć:

• Standard TV – 2 Mb/s

• HDTV – 12 Mb/s

• HDTV Super – 50 Mb/s (Wg Specyfikacji ITU J601)

• DTV Ultra – 200 Mb/s (Wg Specyfikacji ITU J601)

• 3D HDTV – ponad 280 Mb/s

Po raz pierwszy efekt przewodzenia światła został opisany w 1856 roku przez irlandzkiego filozofa przyrody i fizyka – Johna Tyndalla. Pierwszym światłowodem był… strumień wody wypływający z oświetlonego słońcem wiadra przenoszący światło do zaciemnionego pokoju, dzięki zjawisku odbicia światła na granicy różnych ośrodków (w tym przypadku woda/powietrze). Zastosowania technologiczne światłowodów analogiczne do dzisiejszych pojawiły się na początku lat 70. XX wieku.

Najpopularniejszą obecnie metodą przesyłu danych wciąż są systemy xDSL (ADSL i VDSL) oparte na łączach miedzianych, bazujące na architekturze punkt-punkt. W swej najszybszej wersji (VDSL) mogą teoretycznie udostępnić aż 52 Mb/s na użytkownika, jednak są bardzo wrażliwe na zakłócenia rosnące lawinowo wraz ze zwiększaniem odległości. Maksymalną przepustowość uzyskać można tylko w zasięgu 300 metrów od koncentratora.

W tej sytuacji z odsieczą idzie technologia światłowodowa, a w szczególności najtańsze w eksploatacji Pasywne Sieci Optyczne (PON – Passive Optical Networks).

Komunikacja światłem

Technologia światłowodowa pozwalająca na tworzenie PON, to wykorzystanie odpowiednio modulowanego światła, spełniającego tę samą rolę co impulsy elektromagnetyczne w sieciach xDSL czy innych opartych na okablowaniu tradycyjnym (skrętce lub kablu koncentrycznym) do przesyłania danych.

Pojedynczy sygnał lub kilka jego strumieni jest przesyłanych wewnątrz kwarcowych włókien, na które składają się trzy warstwy: rdzeń, płaszcz i pokrycie (warstwa ochronna z polimeru). Obie warstwy wewnętrzne są tworzone ze szkła krzemionkowego (rzadziej plastiku), natomiast różnią się współczynnikiem załamania światła, dzięki czemu fala przebiegająca w rdzeniu całkowicie odbija się od zewnętrznego płaszcza i w sposób właściwie niezakłócony dociera do punktu finalnego. Do nadawania sygnału stosowana jest w każdym ze standardów modulowana fala świetlna w podczerwieni – zakresie niewidocznym dla ludzkiego oka.


TOP 200