Кабель волс это. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС): технология будущего в телекоммуникациях — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое волоконно-оптические линии связи. Как работает технология ВОЛС. Каковы основные преимущества оптоволоконной связи. Где применяются ВОЛС в современном мире. Как ВОЛС меняют телекоммуникационную отрасль.

Содержание

Что такое волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — это современная технология передачи информации, использующая в качестве носителя сигнала свет, распространяющийся по оптическому волокну. ВОЛС пришли на смену традиционным медным кабелям связи и обладают рядом существенных преимуществ.

Основные компоненты ВОЛС включают:

Оптическое волокно — тонкие стеклянные или пластиковые нити, по которым распространяется световой сигнал
Передатчик — преобразует электрический сигнал в световой
Приемник — преобразует световой сигнал обратно в электрический
Усилители и регенераторы сигнала — для передачи на большие расстояния
Коммутационное оборудование

Принцип работы волоконно-оптической связи

Передача данных по ВОЛС осуществляется следующим образом:

Электрический сигнал преобразуется в световой с помощью лазера или светодиода
Световой сигнал распространяется по оптическому волокну
На приемной стороне фотодетектор преобразует свет обратно в электрический сигнал

Для передачи используются инфракрасные световые волны, невидимые человеческому глазу. Свет распространяется внутри оптического волокна за счет эффекта полного внутреннего отражения.

Основные преимущества волоконно-оптических линий связи

ВОЛС обладают целым рядом важных достоинств по сравнению с традиционными медными кабелями:

Огромная пропускная способность — до нескольких терабит в секунду по одному волокну
Низкое затухание сигнала — возможность передачи на большие расстояния без усиления
Невосприимчивость к электромагнитным помехам
Высокая помехозащищенность и защита от несанкционированного доступа

Малый вес и габариты кабеля
Долговечность — срок службы 25-30 лет
Экологичность и пожаробезопасность

Сферы применения технологии ВОЛС

Волоконно-оптические линии связи нашли широкое применение во многих областях:

Магистральные линии связи между городами и странами
Городские телекоммуникационные сети
Сети доступа (FTTH — оптика до дома)
Корпоративные и локальные сети
Системы кабельного телевидения
Мобильная связь (подключение базовых станций)
Промышленные сети
Бортовые системы связи на транспорте

Сравнение ВОЛС и других технологий связи

По сравнению с другими технологиями передачи данных, ВОЛС имеет ряд важных преимуществ:

Выше скорость передачи данных, чем у DSL, кабельных модемов, спутниковых каналов
Меньше задержки сигнала, чем у спутниковой связи

Больше дальность передачи без усиления, чем у медных кабелей
Лучшая защищенность от прослушивания, чем у беспроводных технологий
Не подвержены влиянию электромагнитных помех в отличие от витой пары

Перспективы развития волоконно-оптических сетей

Технологии ВОЛС продолжают активно развиваться. Основные направления совершенствования:

Увеличение пропускной способности волокна (технологии спектрального уплотнения)
Снижение стоимости оборудования и строительства сетей
Разработка новых типов оптических волокон (многосердцевинные, фотонно-кристаллические)
Создание полностью оптических сетей без преобразования сигнала в электрический
Развитие технологий квантовой криптографии для защиты данных

В ближайшие годы ожидается дальнейшее расширение сфер применения ВОЛС и вытеснение ими традиционных технологий связи.

Роль ВОЛС в развитии современных телекоммуникаций

Волоконно-оптические линии связи играют ключевую роль в развитии современных телекоммуникаций:

Обеспечивают основу для высокоскоростного доступа в интернет
Позволяют передавать огромные объемы данных между континентами
Делают возможными такие сервисы как потоковое видео сверхвысокой четкости
Способствуют развитию облачных технологий и больших данных
Создают инфраструктуру для интернета вещей и умных городов

ВОЛС стали незаменимой технологией, обеспечивающей потребности современного информационного общества в высокоскоростной и надежной передаче данных.

Что такое ВОЛС: расшифровка, компоненты, достоинства и недостатки ✅ статья

Главная
Полезная информация
Статьи
Что такое ВОЛС: принцип работы и особенности

Расшифровка ВОЛС – волоконно-оптические линии связи, официально, по ГОСТ Р 54417-2011 применяется термин ВОСП (волоконно-оптические системы передачи). В качестве проводника в таких системах, в отличие от традиционных медных проводов, используются оптические волокна.

Оптические кабели обеспечивают высокую скорость, чистоту и безопасность передачи больших объемов данных на значительные расстояния. Оптоволоконные сети обеспечивают моментальный обмен информацией между городами, странами и континентами.

Принцип работы оптоволоконной сети – передача информации при помощи светового сигнала, обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа, исключает сторонние электромагнитные помехи, позволяет создать качественное широкополосное интернет соединение, телефонную и телевизионную связь.

Уникальные свойства оптического волокна с успехом используются для прогнозирования сейсмической активности, изучения льдов Арктики, мониторинга сложных производственных процессов в нефтехимической, добывающей промышленности.

Компоненты ВОЛС

Построение волоконно-оптической линии связи требует использования активного и пассивного оборудования, которое обеспечивает отправку, передачу и ретрансляцию сигнала.

Активные компоненты оптоволоконной сети подключаются к электросети, пассивные – соединительные, работают без электропитания.

Активное оборудование обеспечивает отправку, ретрансляцию и прием светового сигнала:

усилители – необходимы для координации мощности сигнала при передаче данных на большие расстояния;
регенераторы – восстанавливают искаженные параметры передачи;
лазер – преобразователь электрических сигналов в оптические;
модулятор – корректирует оптическую волну;
маршрутизаторы – распределительные устройства, координирующие отправку данных конкретным абонентам, сетям;
коммутаторы – оборудование перераспределяющие большие объемы данных между группами конечных потребителей;
фотоприёмник – преобразует получаемый оптический сигнал в электрический.

К пассивному оборудованию в первую очередь относится оптический кабель. От его технических характеристик зависит надежность защиты, пропускная способность сетей ВОЛС, чистота, параметры скорости передачи данных.

Одномодовые ОК с одним оптическим волокном, используются для магистральных трасс, между городами, странами, так как обеспечивают высокую пропускную способность линий, прокладываемых на большие расстояния.

Многомодовые кабеля, с большим количеством волокон, позволяют подключать многочисленные группы конечных абонентов, обеспечивают построение сложных отраслевых структурированных кабельных систем (СКС).

Конструктивные параметры оптических кабелей рассчитаны на разные условия эксплуатации, предусмотрена защита от высоких температур, открытого пламени, механических повреждений, динамических и вибрационных нагрузок, несколько степеней модульной защиты хрупких оптических волокон.

К пассивным устройствам относятся все коммутационные компоненты, необходимые для монтажа оптоволоконной линии связи:

муфты, кроссы – для соединения отдельных участков кабеля;
шнуры, коннекторы, разъемы, патч-корды – для подключения к активному оборудованию, устройствам конечных пользователей;
распределительные шкафы, стойки – монтажные элементы сетей СКС;
адаптеры – элементы, соединяющие линии с различными техническими параметрами.

Проектирование оптоволоконных сетей требует точного расчета технических параметров, возможностей компонентов, используемого активного и пассивного оборудования. Учитывается степень затухания, сила, дисперсия светового сигнала, пропускная способность сети, количество подключаемых абонентов, протяженность линии связи.

Основные преимущества и недостатки ВОЛС

Оптоволоконные сети успешно заменяют традиционные линии связи во всех отраслях современных средств коммуникаций благодаря ряду технологических преимуществ:

на качество сигнала не влияют электромагнитные помехи, ОК можно прокладывать по линиям ЛЭП, параллельно с электрическими проводниками;
небольшой вес кабелей существенно облегчает и ускоряет монтаж, снижает себестоимость линий связи;
благодаря низкому затуханию сигнала возможна передача информации на большие расстояния (до 100 км и больше) с минимальными искажениями, без установки дополнительных ретрансляторов;

высокая скорость, пропускная способность линии – по одному волокну можно передавать терабиты данных в секунду;
пожарная безопасность, стойкость к негативному влиянию высокой влажности, агрессивных химических сред, коррозии;
полная безопасность соединения, исключены сторонние несанкционированные подключения к сети, перехват передаваемой информации;
длительный безремонтный срок эксплуатации;
низкая стоимость комплектующих – в отличие от медных проводников, стеклянные волокна стоят недорого, дальнейшее усовершенствование и модернизация активного оборудования в ближайшем будущем существенно удешевит стоимость ВОЛС.

Кроме неоспоримых достоинств оптоволоконные сети имеют и ряд недостатков:

необходимо профессиональное проектирование, подбор комплектующих и оборудования, с учетом эксплуатационных, монтажных параметров, геологических и природных условий прокладки трассы;
цена активного оборудования, монтажных компонентов пока довольно высокая;
необходимо специализированное оборудование, профессиональные инструменты для прокладки, монтажа линий связи;
высокая стоимость ремонтных работ.

Модернизация приемной и передаточной активной аппаратуры, пассивных комплектующих направлена на снижение себестоимости, повышение качества, скорости передачи сигнала. Ведутся научные работы по удешевлению производства оптического кабеля.

ВОЛС – это информационные технологии будущего, которые вскоре полностью заменят традиционные линии связи.

Назад к списку

Введение. Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС)

Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) — это система передачи, в которой информация передается по диэлектрическим волноводам, называемым «оптическое волокно». Для применения на сетях Передача информации по ВОЛС имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю.

Широкомасштабное использование волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) началось около 20 лет назад, когда прогресс в технологии изготовления волокна позволил строить линии большой протяженности. Область применений ВОЛС весьма широка — от линии городской и сельской связи до линий дальней связи с высокой информационной емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданы принципиально новые системы передачи информации.

Весьма перспективно применение волоконно-оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания абонентов. В настоящее время по всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей под землей, по дну рек, на ЛЭП, в тоннелях и коллекторах.

Смотреть каталог ВОК.

Преимущества ВОЛС

Основные преимущества систем волоконно-оптической связи перед традиционными системами связи состоят в следующем:

– Широкая полоса пропускания — обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это дает потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания — это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации.

– Малое затухание. Выпускаемое в настоящее оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и низкий уровень дисперсии позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью до 100 км и более.

– Помехозащищенность. Волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.).

– Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания, путем передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.

– Высокая защищенность от несанкционированного доступа. Передаваемую по ВОК информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи, так как волокно не излучает в радиодиапазоне. Существуют системы мониторинга целостности оптической линии связи, которые используя свойства высокой чувствительности волокна, могут мгновенно отключить «взламываемый» канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы, использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов (как по разным волокнам, так и разной поляризации) имеют очень высокую чувствительность к колебаниям, к небольшим перепадам давления. Такие системы особенно необходимы при создании линий связи в правительственных, банковских и некоторых других специальных службах, предъявляющих повышенные требования к защите данных.

– Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например, 900-парный телефонный кабель диаметром 7,5 см, может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно «одеть» во множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней, диаметр такого ВОК будет 1,5 см, что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.

– Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических «земельных» петель, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной вычислительной сети, связанные медным кабелем, имеют заземления в разных точках здания, например на разных этажах. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.

– Экономичность. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяженных линиях сокращается при использовании ВОК.

– Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений/стандартов приемо-передающих систем.

– Удаленное электропитание. В некоторых случаях требуется удаленное электропитание узла информационной сети. Оптическое волокно не способно выполнять функции силового кабеля. Однако, в этих случаях можно использовать смешанный кабель, когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом.

Волокно и кабель: в чем разница?

Shutterstock / alphaspirit.it

Оставаться на связи в современном мире уже не просто. Вы не только выбираете между провайдерами для своих интернет-привилегий и прав на удаленное управление, вам также придется выбирать технологию, которая поддерживает эти источники развлечений. DSL, спутниковое, оптоволоконное и кабельное — все это варианты интернет- и телевизионных услуг по всей стране, и отслеживание различий может быть сложным и сложным процессом.

Несмотря на то, что услуги DSL и спутниковые доступны, они вряд ли могут конкурировать со скоростью и качеством, предлагаемыми оптоволоконными и кабельными соединениями. Разница между оптоволокном и кабелем немного более тонкая, поэтому мы сравнили две передовые услуги друг с другом, чтобы помочь вам сориентироваться в поиске лучшей телекоммуникационной услуги. Краткая версия: оптоволокно быстрее, надежнее и дороже. Кабель медленнее, но по-прежнему поддерживает высокие скорости и более широко доступен.

В чем разница между оптоволокном и кабелем?

Многие различия между оптоволокном и кабелем можно отнести к тому, как они передают информацию.

Волоконно-оптическая технология использует небольшие гибкие нити стекла для передачи информации в виде света. Нити свернуты в жгут и защищены слоями пластика, что делает волокно более быстрым, четким и способным перемещаться на большие расстояния. Волоконно-оптические кабели также могут передавать больше данных, чем пучок медных кабелей того же диаметра.

Для традиционного кабеля данные передаются с помощью электричества. Для передачи данных используются коаксиальные кабели. Внутри этого коаксиального кабеля находится медная жила, изолированная алюминием, медный экран и внешний пластиковый слой. Кабель более чувствителен к погодным явлениям (таким как сильный холод, буря и т. д.) и электромагнитным помехам, чем оптоволоконный, поскольку в нем используются электрические сигналы.

Есть ли несоответствие в качестве?

Из-за различий в технологиях передачи оптоволоконные услуги обычно обеспечивают более высокое качество. В частности, клетчатка быстрее. Скорость оптоволокна обычно составляет от 250 Мбит/с до 1000 Мбит/с. Чтобы скачать двухчасовой фильм со скоростью 1000 Мбит/с, вам потребуется менее 10 секунд (по сравнению с 10 минутами при скорости соединения 20 Мбит/с). Эти скорости намного превышают среднюю скорость интернета в домашнем хозяйстве, составляющую 72 Мбит/с (по состоянию на сентябрь 2017 года). Оптоволоконные интернет-провайдеры, как правило, предлагают симметричные скорости загрузки и скачивания, что означает, что вы можете загружать информацию в Интернет так же быстро, как и скачивать. Он чрезвычайно уникален и понравится активным пользователям Интернета. Если вы постоянно загружаете информацию и данные (например, проводите видеоконференции для работы или во время игр), эта структура может сэкономить вам много времени и свести к минимуму любые задержки.

Кабельные интернет-сети обычно предлагают клиентам скорость загрузки в диапазоне от 10 Мбит/с до 200+ Мбит/с, хотя скорость загрузки составляет лишь часть от этих чисел. Планов с более высокой скоростью, вероятно, будет достаточно для большинства домохозяйств, исходя из рекомендаций FCC и наших собственных исследований. Возможности кабеля с более низкой скоростью могут удовлетворить потребности небольших домохозяйств и минимальных пользователей Интернета, которые просто немного просматривают страницы и время от времени смотрят потоковое видео. Но один из больших недостатков кабельной технологии заключается в том, что вы делите свою полосу пропускания с соседями: ваша скорость будет снижаться по вечерам, если весь квартал смотрит последний сезон «Очень странных дел». В целом, вы видите более ненадежную сеть, подверженную большему количеству внешних факторов.

Читайте также: Лучшие провайдеры оптоволоконного интернета

Один доступнее другого?

Для клиентов главным отличием оптоволоконных и кабельных услуг будет доступность. По оценкам Федеральной комиссии по связи (FCC), только около 14% территории США могут получить доступ к оптоволокну со скоростью 1000 Мбит/с и выше. По тем же показателям кабельный Интернет покрывает 88% территории страны при скорости 25 Мбит/с и выше. Это означает, что у вас гораздо больше шансов найти кабельных поставщиков, которые обслуживают ваш адрес, чем волоконно-оптических.

Почему эксклюзив? Создание оптоволоконной технологии — длительный и дорогостоящий процесс. Аналитики подсчитали, что первоначальный план общенационального расширения Google Fiber стоил бы компании от 3000 до 8000 долларов за дом. Если такой провайдер, как Verizon FiOS, решил создать сервис в вашем районе, вы, по сути, выиграли в лотерею.

Предприятия, заинтересованные в оптоволоконном соединении как частном, безопасном и надежном сетевом варианте, могут приобрести оптоволокно с прямым доступом в Интернет (DIA) и построить выделенную линию до офиса. Домовладельцам, надеющимся на волокно, придется скрестить пальцы и следить за рынком.

Что для вас лучше: оптоволокно или кабель?

Для большинства людей кабельные технологии предлагают отличные развлекательные услуги. Его скорость интернета более высокого уровня может поддерживать полное домохозяйство интернет-пользователей. Мы также рекомендуем кабельное телевидение для людей, которые хотят объединить свои услуги, чтобы снизить цены. Судя по тому, что мы видели, возможности оптоволоконного телевидения довольно ограничены, и провайдеры часто заключают контракты с другими поставщиками телевизионных услуг, чтобы предложить пакет. Для лучших телевизионных программ и пакетных предложений вам лучше воспользоваться услугами кабельного телевидения.

Скорость оптоволокна, вероятно, больше, чем нужно большинству людей прямо сейчас, но стоит отметить, что оптоволокно рассчитано на будущее. С каждым годом Интернет становится все более важным в нашей жизни, технологии развиваются, а качество мультимедиа растет (от HD до 4K и 8K). С каждым сезоном выпускается больше потокового контента 4K, для запуска которого требуется больше данных и скорости. Николай Тенев, основатель DigidWorks, сказал нам, что энтузиасты техники всех мастей выиграют от оптоволокна — дизайнеры, геймеры, разработчики программного обеспечения и т. д. Тенев сказал: «Геймерам часто нужно загружать видео в режиме реального времени во время игры в онлайн-игру. Даже малейшее падение связи или скорости может привести к тому, что они проиграют матч». Если по вашему адресу будет доступна оптоволоконная технология, больше всего будут пользоваться привилегиями интернет-энтузиасты и большие домохозяйства.

ZDNET Рекомендует

Волоконная оптика — Погружение и открытие

Когда вы читаете эту горячую тему, ваш компьютер, вероятно, подключен к телефонной линии или поставщику услуг Интернета, который использует оптоволоконный кабель для передачи вам информации.

Вы когда-нибудь задумывались, как это работает? Волоконно-оптическая технология была разработана в начале 1970-х годов и быстро заменяет традиционный медный кабель для передачи информации на расстояния от сотен до тысяч миль. Вместо того, чтобы отправлять данные в виде электронов, волоконно-оптическая технология использует фотоны или свет.

Волоконно-оптический кабель состоит из множества тонких нитей стекловолокна с покрытием. Размер каждого составляет около восьми микрон — это меньше, чем прядь человеческого волоса. Оцифрованная информация «кодируется» или помещается в световые импульсы для передачи. Он движется по стеклянному волокну со скоростью света — 186 000 миль в секунду. Когда свет достигает места назначения, декодер преобразует световую информацию в изображение, звуковой сигнал или письменный материал в форме, которую мы можем понять.

Для одного телефонного разговора требуется два медных провода, таких как те, что в вашем телефонном шнуре. Волоконно-оптический кабель несет гораздо больше информации, чем медный кабель. Две жилы оптического стекловолокна могут одновременно передавать эквивалент 24 000 телефонных звонков.

Волоконно-оптические кабели теперь пересекают мировой океан, чтобы соединить многие страны. Находитесь ли вы на Маврикии, в Австралии или в Соединенных Штатах, вы, вероятно, смотрите Dive and Discover на конце крошечных, почти непрерывных нитей стекла, которые простираются от Вудс-Хоул, штат Массачусетс, до вас. Чтобы убедиться, что вы получаете всю информацию, волокна сделаны из сверхчистого стекла, чтобы световые импульсы не искажались и не ослаблялись.

Существует два типа оптоволоконного кабеля, которые позволяют свету проходить по нему разными путями. Сегодня мы используем «одномодовое» волокно, которое позволяет свету следовать только по одному оптическому пути. Это позволяет передавать гораздо больше информации на гораздо большие расстояния.

На борту RV Knorr, мы используем оптоволоконный кабель для подключения различных лабораторий к бортовой компьютерной сети. Но мы также используем оптоволоконный кабель для подключения корабля к ROV Jason, пока он находится под водой. Волоконно-оптический кабель, который мы используем, состоит из трех стеклянных нитей для отправки команд Джейсону, а также для получения данных и изображений, отправленных с морского дна обратно на корабль.