Талшықты оптика көптеген жылдар бойы байланыс технологиясы саласындағы дамудың орталық бағыттарының бірі болып саналды. Мамандар бастапқыда бұл тұжырымдамаға үлкен үміт артты, бұл бүгінгі күнге дейін әртүрлі өлшемдегі байланыс желілерін тартудағы мерзімді табыстармен расталады. Атап айтқанда, талшықты-оптикалық байланыс Тынық мұхиттық байланыс желілерінің мысалында өзінің тиімділігін көрсетті және болашақта бұл негізді лазерлік және сенсорлық жүйелерде пайдалану жоспарлануда.
Талшық дегеніміз не?
Талшықты-оптикалық желілер негізіндегі байланыс электромагниттік сәулелену принципі бойынша қалыптасады, соның арқасында сигнал беріледі. Физикалық тасымалдаушы – кедергілерге төзімділігімен және өткізу қабілетінің жоғарылығымен сипатталатын жарық бағыттағыштары. Сонымен, жарық нұсқаулығы дегеніміз не және оның деректерді жіберуге қандай қатысы бар? Бұл талшық шыныдан жасалғанкейбір қоспалар, олардың арқасында өндіруші жеке оптикалық сипаттамаларды өзгерте алады. Кем дегенде, талшықты сыртқы зақымданудан қорғау үшін полимерлі жабын қажет. Шындығында, бұл талшық құрылымы жағынан да гетерогенді. Ол диаметрі шамамен 8-10 микрон болатын өзектен, сондай-ақ қалыңдығы шамамен 100-125 мкм цилиндрді құрайтын қоршаған қабықтан тұрады. Оптикалық талшықты байланыс арнасының жұмыс істеу принципі жарық бағыттағышының белгілі бір сыну көрсеткіштері бар электромагниттік толқындардың ішкі шағылуын қамтамасыз ету қабілетінде жатыр. Оптикалық талшық ішіндегі қозғалыс процесінде шартты жарық сәулесі контурдан шықпай, ішкі жағынан қабықшадан шағылысады. Осылайша, сигнал әртүрлі жоғалту мәндерімен жеткізіледі.
Талшықты-оптикалық желілердің өнімділік сипаттамалары
Талшықты-оптикалық желілер жұмысының негізгі оң аспектілері ақпаратты жеткізудің жоғары жылдамдығымен байланысты. Соңғы уақытқа дейін бұл мән секундына 1 Терабит рекордтық көрсеткіш ретінде көрсетілді. Дегенмен, қазірдің өзінде бұл деректер рекордтық көрсеткіштер тұрғысынан маңызды емес деп саналады. Осылайша, толқынды мультиплексирлеу жүйелерінің жаңа технологиялары оптикалық талшықтарға 15 Тбит/с сигналдың қызмет көрсету жылдамдығын қамтамасыз етуге мүмкіндік берді. Ірі телекоммуникациялық корпорациялар 100 Гбит/с жылдамдықты қолдайтын 10 000 км-ге дейінгі қашықтықта көп арналы талшықты-оптикалық байланысты қолдануды тәжірибеден өткізеді. Айтпақшы, бір ізде 150-200 арна болуы мүмкін, оларталшықтардың диаметрінің аздығына байланысты. Сыртқы қорғаныс қабығы жоқ бір магистральдық желінің қалыңдығы 1 см-ден аспайды. Тек жылдамдыққа ғана емес, сонымен қатар сигнал берудің жалпы сапасына әсер ететін әлсіреу мөлшеріне келетін болсақ, бұл көрсеткіш оптикалық талшықты жағдайда 5 дБ/км. Бұл дәстүрлі электр желілерімен салыстырғанда өте жақсы көрсеткіш, бұл сигналдың аралық түрлендіру нүктелерінсіз 100 км немесе одан да көп қашықтыққа желілерді тартуға мүмкіндік береді.
Технологияның артықшылықтары
Жоғары тасымалдау жылдамдығымен және төмен әлсірету әсерімен қатар талшықты оптиканың келесі артықшылықтары бар:
- Желі жұмысының ұзақтылығы.
- Процесс сенімділігі.
- Сыртқы электромагниттік әсерлерден қорғау.
- Деректерді ұстап алу мүмкіндігін іс жүзінде жоққа шығаратын сигналды кодтаудың жоғары деңгейі.
- Кең жолақты.
- Жеңіл салмақ және қарапайым өлшем.
Белгілі бір талшықты-оптикалық байланыс желісінде жоғарыда аталған артықшылықтардың қаншалықты ашылатыны оны төсеу әдістеріне және материалдың сапасына байланысты. Мәселен, Ресейде коммуникацияларды ұйымдастырудың бұл әдісіне жаппай көшудегі ең маңызды кедергілердің бірі осы саладағы мамандардың төмен деңгейі және шығын материалдарының қанағаттанарлықсыз сапасы болып табылады.
Технологияның кемшіліктері
Талшықты-оптикалық желілердің тән кемшіліктері де бар, олар тіпті пайда болуы мүмкінбайланыс арналарын техникалық іске асыру сапасына қарамастан. Олардың арасында атап өтілген:
- Бағасы жоғары. Техникалық инфрақұрылымды ұйымдастыру кезеңінде де, оған қызмет көрсету процесінде де шығындар бұрынғысынша таныс байланыс желілерін орнату және пайдалану шығындарынан асып түседі.
- Құрылымның сынғыштығы. Оптикалық талшықтардың ең сезімтал кемшіліктерінің бірі оларды орнатудағы шектеулер болып табылады. Жоғары деңгейлі талшықты-оптикалық байланыстың беріктігін желілерді тікелей жүргізгенде ғана қамтамасыз етуге болады. Дегенмен, бұл мәселе талшық өзегінің құрылымына арнайы қоспаларды енгізу арқылы біртіндеп шешілуде.
- Телекоммуникациялық инфрақұрылымға жоғары талаптар. Тағы да, жүйе заманауи желілік жабдықта ұйымдастырылған жағдайда ғана талшықты-оптикалық желілерді пайдалану кезінде жоғары өнімділікке сене аласыз.
Ресейде талшықты-оптикалық байланысты қолдану
Технологиясы дамыған басқа елдердегі сияқты Ресейде де талшықты оптика телекоммуникация саласында өз орнын табады. Дегенмен, бұл технологияны игеретін жалғыз облыс емес. Оптикалық талшықтар өлшеу жабдықтарында, рентген аппараттарында (соның ішінде МРТ), гироскоптарда және күзет дабылында қолданылады. Сонымен қатар, техникалық интеграция әдістері жиі ұқсас сипатта болады, бұл сондай-ақ осындай жүйелерді ұйымдастыру үшін қажетті жұмысшылар ауқымымен расталады. Атап айтқанда, талшықты-оптикалық байланыс бойынша бос орындардәнекерлеушілер, слесарлар және жүйелік инженерлерге арналған жұмыстарды қамтиды. Бұл талшықты-оптикалық инфрақұрылымға қызмет көрсетуге де қатысты.
Талшықты-оптикалық байланысты енгізудегі мәселелер
Телекоммуникация саласында жұмыс істейтін бірқатар ірі ресейлік провайдерлер желілерді ұйымдастырудың жаңа технологияларына көшу кезінде қаржылық қиындықтарды бастан кешіруде. Бұл бір жағынан сигнал тасымалдаушыларды да, операциялық жабдықты да толық ауыстыру арқылы желілерді техникалық жаңартудың жоғары шығындарымен байланысты. Елордалық MGTS компаниясы талшықты-оптикалық байланыстарды бүгінгі дамудың негізгі бағыттарының бірі ретінде қарастырады, бірақ сонымен бірге оның өкілдері абоненттердің жаңа технологиялық құралдарға көшуді қаламауымен байланысты қиындықтарды да атап өтеді. Көптеген пайдаланушылар тұтынушылардың деректерін жіберудің жеткілікті сипаттамаларын қамтамасыз ететін дәстүрлі мыс сым желісімен қанағаттанады. Олар инновациялар үшін артық ақы алғысы келмейді, бұл операторды телекоммуникация желілерінің екі түріне қызмет көрсету шығындарын көтеруге мәжбүр етеді.
Талшықты-оптикалық байланысты дамыту перспективалары
Егер жаппай тұтыну нарығы әлі де талшықты оптикаға көшудің эволюциялық процесіне сабырлы түрде бейімделсе, онда әлемнің жетекші корпорациялары әртүрлі салалардағы талшықты-оптикалық байланыс технологиялары арқылы ашылатын болашаққа қазірдің өзінде қарап жатыр. Қазіргі уақыттаЕң перспективалы салаларға бөлінген сенсорлық жүйелер мен талшықты-оптикалық лазерлер жатады. Бірінші технология құрылыс және инженерлік құрылымдарды талдаудың шығыс деректерінің кең спектрімен - атап айтқанда, температураның, қысымның және объектінің деформация процестерінің дәл көрсеткіштерімен бұзылмайтын сынақтарды жүргізуге мүмкіндік береді. Талшықты лазерлерге келетін болсақ, олардың қасиеттері мен шығарылатын толқын сипаттамалары қатты материалдарды физикалық өңдеуде бұрын-соңды болмаған мүмкіндіктер бере алады.
Қорытынды
Талшықты-оптикалық технологияға негізделген байланыс, қолданудың барлық жағымсыз факторларымен қамту аясын кеңейтуде. Көбінесе бұған талшықты-оптикалық магистральдық желілердің оңтайландырылған тұжырымдамасы болып табылатын GPON желісінің технологиялық форматы ықпал етті. «Ростелеком» Ресейдегі ең ірі телекоммуникациялық компаниялардың бірі ретінде осы форматтың технологиялық дамуында үлкен қадам жасады. Бүгінгі таңда ол 20-дан 60 км-ге дейінгі қашықтыққа аралық күшейткіш түйіндерсіз төсеу желілерін 1,25 Гб/с жылдамдыққа дейін қолдайды. Бұл бүгінгі күні телекоммуникация индустриясында талшықты пайдаланудың мүмкін форматтарының бірі ғана.
