fbpx
Назад
18 мая, 2021

Неограниченные возможности оптоволоконных линий связи

Оптоволоконные линии связи – один из лучших способов передачи информации. Они имеют большую пропускную способность, надежно защищены от атмосферных явлений, пожаро- и взрывобезопасны, обеспечивают высокий уровень информационной безопасности. Но вместе с тем, их использование не всегда оправдано. Дорогостоящее оборудование, относительная хрупкость волокна и его сложное изготовление – главные факторы, влияющие на выбор потребителя.

 

Источник фото: timestech.in

 

Впрочем, несмотря на перечисленные недостатки, оптоволоконные линии связи используются и в домашних, и корпоративных сетях, и даже в межконтинентальных магистралях

 

 

Проблема передачи оптического сигнала на большие расстояния

 

Благодаря малому затуханию сигнала в оптическом волокне (0,19-0,22 дБ/км, по некоторым данным – до 0,15 дБ/км на длине волны 1550 нм) информацию можно передавать на расстояния в десятки километров. Правда, иногда и этого недостаточно.

Например, когда нужна связь между островами, буровыми платформами, прибрежными городами, либо населенными пунктами в пустынных и малоосвоенных районах. Чтобы соединить между собой вышеприведенные пункты необходима линия связи длиной в сотни километров. Это в свою очередь влечет за собой дополнительные расходы и неоправданные траты на вспомогательные усилители, электрогенераторы, и защиту линий от воздействий окружающей среды. Не говоря уже о том, что обслуживать подобный канал связи сложно в техническом плане.

 

Однопролетные линии связи: а – между островами; б – для соединения прибрежных городов; в – для соединения с буровыми платформами; г – для соединения городов, разделенных пустыней; д – для прокладки по дну рек; е – для прокладки в малонаселенных районах. Источник фото: В.В. Гайнов и др. Однопролетные оптические линии связи большой протяженности. — Прикладная фотоника, Т. 2, №1 — 2015

 

А однопролетные линии оптической связи большой протяженности решают эту проблему. В настоящее время они позволяют передавать информацию на сотни километров без подведения дополнительного электропитания. Сигнал передается по специальному волокну с малыми потерями, а для усиления используют ROPA (remote optically pumped amplifier) – оптические усилители с удаленной накачкой.

 

 

Пропускная способность и протяженность однопролетных линий оптической связи

Однопролетная линия оптической связи состоит из: стандартного волокна и двух эрбиевых усилителей. Один стоит на входе в линию, другой – перед приемником. Этого достаточно, чтобы получить канал с пропускной способностью 100 Гбит/с и длиной до 250 км.

 

Простейшая схема однопролетной линии оптической связи. Источник фото: В.В. Гайнов и др. Однопролетные оптические линии связи большой протяженности. — Прикладная фотоника, Т. 2, №1 — 2015

 

Для увеличения дальности и пропускной способности можно использовать:

  • специализированное волокно со сверхнизкими потерями;
  • эрбиевые усилители с удаленной накачкой;
  • рамановское усиление сигнала за счет встречной и попутной дополнительной накачки на длине воны 1480 нм;
  • разделение линии на несколько участков с использованием эрбиевых усилителей с удаленной накачкой между ними.

 

Применение этих технологий позволило достичь длины однопролетной линии свыше 500 км, и пропускной способности до 600 Гбит/с на одной длине волны. Исследования продолжаются, и в будущем мы можем стать свидетелями новых прорывов.

Российская компания «Т8» – один из лидеров рынка по построению телекоммуникационных сетей. Также ее специалисты занимаются исследованиями в этой области и смогли достичь ряда рекордных показателей. В их числе: передача 10 каналов по 100 Гбит/с на 502,8 км в 2013 году, и отправка сигнала 200 Гбит/с на расстояние 520 км в 2018 году.

Схема эксперимента по передаче 10 каналов по 100 Гбит/с на расстояние 502,8 км. Источник фото: В.В. Гайнов и др. Однопролетные оптические линии связи большой протяженности. — Прикладная фотоника, Т. 2, №1 — 2015

 

 

Заключение

 

В современном мире передача информации имеет огромное значение, а количество данных постоянно растет. В таких условиях только использование оптоволоконных систем обеспечивает требуемые ширину и надежность канала. И хотя рекордные результаты получены в ходе лабораторных экспериментов, потенциал однопролетных линий оптической связи не исчерпан до конца. А значит, в будущем схемы будут усовершенствованы.