У ВОЛЗ (волоконно-оптичні лінії зв'язку) передачі сигналу використовуються хвилі в оптичному діапазоні (найчастіше — у ближньому інфрачервоному). Основною складовою при цьому є оптичний кабель, а в мережу крім нього входять активні та пасивні компоненти для посилення, фільтрації, захисту та модифікації сигналу.

Застосування ВОЛЗ

На сьогоднішній день ВОЛЗ (ВОЛП) поступово витісняють традиційне кабельне проведення, оскільки відрізняються набагато кращими характеристиками, зокрема, більшою пропускною здатністю, несприйнятливістю до впливу навколишнього середовища, меншим загасанням сигналу та ін.

Основною сферою застосування ВОЛЗє мережі передачі інформаційних сигналів ( обчислювальні мережі, відеоспостереження, телекомунікаційні системи контролю доступу та ін.).

У цьому лише на рівні магістральних (до межконтинентальных) ліній передачі сигналів оптоволокно займає вже зараз домінуюче становище, тоді як у підсистемах внутрішніх магістралей ВОЛП використовується поруч із кручений парою.

Характеристики типів оптичного волокна

Порівняння типів оптичних кабелів (для збільшення зображення -):

Головні переваги ВОЛЗ

1. Мале згасання сигналу (близько 0,15 дБ/км у 3-му вікні прозорості). Це дає можливість транслювати інформацію на значно більші дистанції щодо традиційної проводки без застосування підсилювачів. Для оптичних ліній підсилювачі зазвичай встановлюються через 40-120 км, що визначається класом кінцевого обладнання;
2. мала вага та габарити;
3. високий рівень екранованості ліній від міжволоконних впливів (більше 100 дБ).
   

   Таким чином, випромінювання сусідніх ліній практично не взаємодіє між собою та не надає взаємного впливу;

4. висока вибухо- та пожежна безпека в ситуаціях зміни хімічних або фізичних параметрів;
5. інформаційна безпека. Через оптоволокно інформація транслюється з точки в точку, причому перехопити або підслухати сигнал можливо виключно при фізичному втручанні;
6. оптичні волокна мають високу надійність і довговічність. Оптичні волокна не схильні до окислення, слабкого електромагнітного впливу і руйнування під дією вологи;
7. висока пропускна спроможність. Інші способи передачі відстають за цим показником від оптичного середовища.

Недоліки ВОЛЗ

1. низька стійкість стандартного волокна проти радіаційного випромінювання (є леговані волокна, що відрізняються великою радіаційною стійкістю);
2. велика вартість оптичного кінцевого обладнання порівняно із системами, що застосовуються для традиційних ліній. Хоча якщо порівнювати з кінцевою вартістю співвідношення витрат на дистанцію і пропускну здатність, то оптоволокно сьогодні показує найкращі результати щодо конкуруючих систем;
3. складність відновлення зв'язку у випадках обриву лінії;
4. складність перетворення сигналу (для інтерфейсного устаткування);
5. складна технологія виготовлення волокна та інших компонентів мережі ВОЛЗ;
6. крихкість волокна. При значних деформаціях, наприклад, згинах, волокна можуть руйнуватися, піддаватися тріщиноутворення та замутнення.
   

   Щоб уникнути пошкоджень волокна, потрібно дотримуватися рекомендацій виробника, де вказаний серед іншого мінімальний радіус вигину.

Волоконно-оптичними називають лінії, призначені передачі інформації в оптичному діапазоні. За даними радянського Інформбюро, на кінець 80-х темпи зростання застосування волоконно-оптичних ліній становив 40%. Експерти Союзу передбачали повну відмову деяких країн від мідної жили. З'їзд ухвалив на 12-у п'ятирічку 25% приріст обсягу ліній зв'язку. Тринадцята, також покликана розвивати волоконну оптику, застала розвал СРСР, з'явилися перші стільникові оператори. До речі, прогноз експертів щодо зростання потреби у кваліфікованих кадрах провалився...

Принцип дії

Які причини різкого зростання популярності високочастотних сигналів? Сучасні підручники згадують зниження потреби у регенерації сигналу, вартості, підвищення ємності каналів. Радянські інженери визнали, міркуючи інакше: мідний кабель, броня, екран беруть 50% світового виробництва міді, 25% – свинцю. Недостатньо відомий факт став головною причиною залишення спонсорами Ніколи Тесли, проекту вежі Ворденкліфф (назву дало прізвище мецената, який пожертвував землю). Відомий сербський учений зажадав передавати інформацію, енергію бездротовим шляхом, налякавши чимало локальних господарів мідеплавильних заводів. Через 80 років картина змінилася кардинально: люди усвідомили необхідність заощадження кольорових металів.

Матеріалом виготовлення волокна є скло. Звичайний силікат, присмачений неабиякою часткою модифікуючих властивості полімерів. Радянські підручники, крім зазначених причин популярності нової технології, називають:

1. Мале згасання сигналів, що стало причиною зниження потреби в регенерації.
2. Відсутність іскріння, отже, пожежна безпека, нульова вибухонебезпечність.
3. Неможливість короткого замикання, знижена потреба у обслуговуванні.
4. Нечутливість до електромагнітних перешкод.
5. Низька вага, порівняно малі габарити.

Спочатку оптоволоконні лінії мали об'єднати великі магістралі: між містами, передмістями, АТС. Експерти СРСР назвали кабельну революцію схожі на появу твердотільної електроніки. Розвиток технології дозволило побудувати мережі, позбавлені струмів витоку, перехресних перешкод. Ділянка завдовжки сотню км позбавлена ​​активних методів регенерації сигналу. Бухта одномодового кабелю становить 12 км, багатомодового – 4 км. Останню милю найчастіше покривають міддю. Провайдери звикли призначати кінцеві ділянки індивідуальним користувачам. Відсутні високі швидкості, приймачі дешеві, можливість підвести одночасно живлення пристрою, простота використання лінійних режимів.

Передавач

Типовим формувачем променя виступають напівпровідникові світлодіоди, включаючи твердотільні лазери. Ширина спектра сигналу, що випромінюється типовим p-n-переходом, становить 30-60 нм. ККД перших твердотільних пристроїв ледь сягав 1%. Основою зв'язних світлодіодів частіше виступає структура індій-галій-миш'як-фосфор. Випромінюючи більше низьку частоту(1,3 мкм), прилади забезпечують значне розсіювання спектру. Результуюча дисперсія сильно обмежує бітрейт (10-100 Мбіт/с). Тому світлодіоди є придатними для побудови локальних мережевих ресурсів (дистанція 2-3 км).

Частотний поділ з мультиплексування здійснюється багаточастотними діодами. Сьогодні недосконалі напівпровідникові структури активно витісняються вертикальними випромінюючими лазерами, що значно покращують спектральні характеристики. що підвищують швидкість. Ціна одного порядку. Технологія вимушеного випромінювання приносить набагато більші потужності (сотні мВт). Когерентне випромінювання забезпечує ККД одномодових ліній 50%. Ефект хроматичної дисперсії знижується, дозволяючи підвищити бітрейт.

Малий час рекомбінації зарядів дозволяє легко модулювати випромінювання високими частотами струму живлення. Крім вертикальних застосовують:

1. Лазери із зворотним зв'язком.
2. Резонатори Фабрі-Перо.

Високі бітрейти далеких ліній зв'язку досягаються застосуванням зовнішніх модуляторів: електроабсорбційні, інтерферометри Маха – Цендера. Зовнішні системи усувають необхідність застосування лінійної частотної модуляції напругою живлення. Обрізаний спектр дискретного сигналупередається далі. Додатково розроблено інші методики кодування несучої:

• Квадратурна фазова маніпуляція.
• Ортогональне мультиплексування із частотним поділом.
• Амплітудна квадратурна модуляція.

Процедуру здійснюють цифрові сигнальні процесори. Старі методики компенсували лише лінійну складову. Беренджер висловив модулятор рядами Вина, ЦАП і підсилювач змоделював усіченими, незалежними рядами Вольтерри. Кхана пропонує використовувати поліноміальну модель передавача на додачу. Щоразу коефіцієнти рядів знаходять, використовуючи архітектуру непрямого вивчення. Дутель записав багато поширених варіантів. Фазна перехресна кореляція та квадратурні поля імітують недосконалість систем синхронізації. Аналогічно компенсуються нелінійні ефекти.

Приймачі

Фотодетектор здійснює зворотне перетворення світло-електрика. Левова частка твердотільних приймачів використовує структуру індій-галій-миш'як. Іноді зустрічаються pin-фотодіоди, лавинні. Структури метал-напівпровідник-метал ідеально підходять для вбудовування регенераторів, короткохвильових мультиплексорів. Оптикоелектричні конвертери часто доповнюють трансімпедансні підсилювачі, обмежувачі, що виробляють цифровий сигнал. Потім практикують відновлення синхроімпульсів з фазовим автопідстроюванням частоти.

Передача світла склом: історія

Явище рефракції, що робить можливим тропосферний зв'язок, нелюбиме учнями. Складні формули, нецікаві приклади вбивають кохання студента до знань. Ідею світловода народили далекі 1840-і роки: Деніел Колладон, Жак Бабіне (Париж) намагалися прикрасити власні лекції привабливими, наочними експериментами. Викладачі середньовічної Європи погано заробляли, тому неабияка притока студентів, які несуть гроші, виглядала бажаною перспективою. Лектори заманювали публіку будь-якими способами. Якийсь Джон Тіндал скористався ідеєю 12 років потому, набагато пізніше випустивши книгу (1870), що розглядає закони оптики:

• Світло проходить межу розділу повітря-вода, спостерігається рефракція променя щодо перпендикуляра. Якщо кут торкання променя до ортогональних ліній перевищує 48 градусів, фотони перестають залишати рідину. Енергія повністю відбивається назад. Межу назвемо лімітуючим кутом середовища. Водний дорівнює 48 градусів 27 хвилин, у силікатного скла – 38 градусів 41 хвилина, алмазу – 23 градуси 42 хвилини.

Зародження ХІХ століття принесло лінії Петербург – Варшава світловий телеграф протяжністю 1200 км. Регенерація операторами листа проводилася кожні 40 км. Повідомлення тривало кілька годин, заважали погода, видимість. Поява радіозв'язку витіснило старі методики. Перші оптичні лінії датовані кінцем ХІХ століття. Новинка сподобалася... медикам! Гнуте скляне волокно дозволяло висвітлювати будь-які порожнини людського тіла. Історики пропонують наступну тимчасову шкалу розвитку подій:

Ідею Генрі Сент-Рене продовжили поселенці Нового світу (1920-ті), які задумали покращити телебачення. Кларенс Гансел, Джон Логі Бейрд стали піонерами. Через десять років (1930) студент-медик Хайнріх Ламм довів можливість передачі скляними напрямними зображення. Знання, що шукає, задумав оглянути нутрощі тіла. Якість зображення шкутильгала, спроба отримати Британський патент провалилася.

Народження волокна

Незалежно голландський учений Абрахам ван Хіл, британець Харольд Хопкінс, Наріндер Сінгх Капані винайшли (1954) волокно. Заслуга першого в ідеї покрити центральну жилу прозорою оболонкою, що мала низький коефіцієнт заломлення (близький до повітря). Захист від подряпин поверхні значно покращив якість передачі (сучасники винахідників бачили головну перешкоду використання волоконних ліній у великих втратах). Британці теж зробили серйозний внесок, зібравши пучок волокон чисельністю 10.000 штук, передали зображення на дистанцію 75 см. Примітка «Гнучкий фіброскоп, що використовує статичне сканування», прикрасила журнал Nature (1954).

Це цікаво! Наріндер Сінгх Капані ввів термін фіброволокно заміткою в журналі Американська наука (1960).

1956 приніс світу новий гнучкий гастроскоп, автори Базіль Хіршовіц, Вільбур Петерс, Лоуренс Кертісс (Університет Мічиган). Особливістю новики була скляна оболонка волокон. Еліас Снітцер (1961) оприлюднив ідею створення одномодового волокна. Такого тонкого, що всередині вміщалася лише одна цятка інтерференційної картини. Ідея допомогла медикам оглянути нутрощі (живої) людини. Втрати становили 1 дБ/м. Потреби комунікацій сягали набагато далі. Потрібно досягти порога 10-20 дБ/км.

1964 вважають переломним: життєво важливу специфікаціюопублікував професор Као, ввівши теоретичні основи телекомунікації. Документ активно використовував наведену вище цифру. Вчений довів: знизити втрати допоможе скло найвищого ступеня очищення. Німецький фізик (1965) Манфред Бернер (Телефункен Ресерч Лабс, Ульм) представив першу працездатну телекомунікаційну лінію. NASA негайно передало вниз місячні знімки, використовуючи новинки (розробки були таємними). Через кілька років (1970) троє працівників Корнінг Глес (див. початок топіка) подали патент, що реалізує технологічний цикл виплавки оксиду кремнію. Три роки бюро оцінювало текст. Нова жила збільшила пропускну здатність каналу у 65000 разів щодо мідного кабелю. Команда доктора Као негайно спробувала покрити значну відстань.

Це цікаво! 45 років по тому (2009) Као вручили Нобелівську премію з фізики.

Військові комп'ютери (1975) протиповітряної оборони США (секція NORAD, Шайєнські гори) отримали нові комунікації. Оптичний інтернет з'явився дуже давно, раніше персональних комп'ютерів! Двома роками пізніше тестові випробування телефонної лінії завдовжки 1,5 милі (передмістя Чикаго) успішно передали 672 голосові канали. Склодуви працювали невпинно: початок 80-х привнесло поява волокна із загасанням 4 дБ/км. Оксид кремнію замінили іншим напівпровідником – германієм.

Швидкість виробництва високоякісного кабелю технологічною лінією становить 2 м/с. Хімі Томас Менса розробив технологію, що підвищила двадцятиразовий ліміт. Новинка, нарешті, стала дешевшою за мідний кабель. Подальше викладено вище: був сплеск впровадження нової технології. Крок розміщення репітерів становив 70-150 км. Волоконний підсилювач, легований іонами Ербія, різко знизив вартість будівництва ліній. Тринадцята п'ятирічка принесла планеті 25 мільйонів кілометрів волоконно-оптичних мереж.

Новий поштовх розвитку дало винахід фотонних кристалів. Перші комерційні моделі принесли 2000 рік. Періодичність структур дозволила значно підвищити потужність, конструкція волокна гнучко підлаштовувалась, слідуючи частоті. У 2012 році Телеграфна та телефонна компанія Ніппона досягла швидкості 1 петабіт/с на відстані 50 км одним-єдиним волокном.

Військова промисловість

Достовірно відома історія ходи військової промисловості США, опублікованій у Монмаут Месседж. В 1958 менеджер по кабельному господарству форту Монмаут (Сигнал Корпс Лабс армії Сполучених Штатів) рапортував про шкоду блискавок, опадів. Чиновник потривожив дослідника Сема Ді Віта, попросивши знайти заміну міді, що зеленіє. Відповідь містила пропозицію спробувати скло, фібер, світлові сигнали. Проте інженери дядька Сема на той час виявилися безсилі вирішити завдання.

Спекотним вереснем 1959 Ді Віта запитав лейтенанта другого рангу Річарда Штурцебехера, чи відома формула скла, здатного передавати оптичний сигнал. Відповідь містила відомості, що стосуються оксиду кремнію – проби з урахуванням Університету Альфреда. Вимірюючи коефіцієнт рефракції матеріалів мікроскопом, Річард нажив біль голови. 60-70% скляна пудра вільно пропускала променисте світло, дратуючи очі. Тримаючи на увазі необхідність отримання найчистішого скла, Штурцебехер вивчав сучасні методики виробництва за допомогою хлориду кремнію IV. Ді Віта знайшов матеріал придатним, вирішивши надати уряду переговори зі склодувами компанії Корнінг.

Чиновник добре знав робітників, але вирішив оприлюднити, щоб завод отримав національний договір. Між 1961 та 1962 ідея використання чистого оксиду кремнію була передана дослідницьким лабораторіям. Федеральні асигнування становили близько 1 млн. доларів (проміжок 1963-1970). Програма закінчилася (1985) розвитком багатомільярдної промисловості виробництва оптоволоконних кабелів, що почали швидко замінювати мідні. Ді Віта залишився працювати, консультуючи промисловість, проживши 97 років (рік смерті – 2010).

Різновиди кабелів

Кабель формують:

1. Ядро.
2. Оболонка.
3. Захисний кожух.

Волокно реалізує повне відображення сигналу. Матеріалом перших двох компонентів зазвичай виступає скло. Іноді знаходять дешеву заміну – полімер. Оптичні кабелі поєднують сплавленням. Вирівнювання ядра вимагатиме вправності. Мультимодовий кабель завтовшки понад 50 мкм паяти простіше. Два глобальні різновиди відрізняються кількістю мод:

• Мультимодовий забезпечений товстим ядром (понад 50 мкм).
• Одномодовий значно тонший (менше 10 мкм).

Парадокс: кабель менших розмірів забезпечує віддалений зв'язок. Вартість чотирижильного трансатлантичного становить 300 млн. доларів. Серцевину покривають світлостійким полімером. Журнал Новий учений (2013) оприлюднив досліди наукової групи Університету Саутгемптона, що покрили дальність 310 метрів… хвилеводом! Пасивний діелектричний елемент показав швидкість 77,3 Тбіт/с. Стіни порожнистої трубки утворені фотонним кристалом. Інформаційний потікрухався зі швидкістю 99,7% світловий.

Фотонно-кристалічний фібер

Новий різновид кабелів утворений набором трубок, конфігурація нагадує скруглені бджолині стільники. Фотонні кристали, що нагадують природний перламутр, утворюючи періодичні конформації, що відрізняються коефіцієнтом заломлення. Деякі довжини хвиль усередині таких трубок згасають. Кабель демонструє смугу пропускання, промінь зазнаючи бреггівську рефракцію відбивається. Завдяки наявності заборонених зон когерентний сигнал рухається вздовж світловода.

В сучасному світіпотреби у зв'язку постійно зростають. Споживачам необхідні все більші швидкості передачі, якість зв'язку і контенту, що транслюється (наприклад якість цифрового телебачення). Провайдерам - фірмам, які надають послуги провідного інтернету, бездротового інтернету(Wi-Fi), IP-телефонії, цифрового телебачення- Необхідно розширювати можливості своїх ліній зв'язку. Про ці та багато інших сфер телекомунікацій Ви зможете дізнатися на нашому сайті rcsz-tcc.ru.

Канали, засновані на звичайній кручений парі, обмежують швидкість при великій протяжності ліній зв'язку і сильному навантаженні (великої кількості абонентів) на них. Вихід знайшли у найбільш сучасних лініях – оптичних. Інакше їх називають Волоконно-Оптичні Лінії Зв'язку (ВОЛЗ). У чому ж перевага таких ліній, і за рахунок чого вона досягається?

Для початку – трохи історії. Вперше експеримент із передачі світлового сигналу був проведений і представлений Даніелем Колладоном (Daniel Colladon) та Жаком Бабінеттом (Jacques Babinet) у далекому 1840 році. Але перше практичне застосування технології відбулося лише у ХХ столітті. У 1952 році фізик Наріндер Сінгх Капані (Narinder Singh Kapany) зміг провести кілька досліджень, які послужили поштовхом до створення оптичного волокна. Наріндер створив джгут зі склоподібних волокон, які і являють собою оптичний хвилевід (хвильовник - спрямовуюча система для сигналів). Середина волокна має менший коефіцієнт заломлення ніж оболонка. У цьому випадку сигнал повністю проходитиме по серцевині, а від оболонки відображатиметься назад у серцевину. Таким чином, оболонка виконує роль дзеркала. До винаходу таких волокон сигнал не сягав кінця лінії. Тепер завдання можна було вважати вирішеним. Відкриття в 1970 році компанією Corning методу виготовлення оптоволокна, яке не поступалося загасанням мідного дроту для телефонного сигналу, вважають переломним моментом в історії ВОЛЗ.

Оптичний зв'язок має багато переваг перед електричною. По-перше - широка смуга пропускання з допомогою дуже високих частот передачі дозволяє передавати інформацію зі швидкістю кілька Тбіт/с. По-друге, малі згасання сигналу дозволяють будувати магістралі до 100 і більше кілометрів без ретрансляційних станцій. Наприклад, Трансатлантична оптична магістраль виконана без жодного ретранслятора. По-третє, ВОЛЗ стійка до будь-яких зовнішніх перешкод, які можуть бути наведені від сусідніх радіопередавачів, інших ліній передачі, навіть від погодних умов, на відміну від інших кабельних систем. Однією з найважливіших переваг є захист інформації. До ВОЛЗ неможливо підключитися та перехопити інформацію – лінія буде пошкоджена, а це легко зафіксувати. Т.к. оптичне волокно - діелектрик, можливість пожежі від такої лінії повністю виключається, що актуально на підприємствах з високим ризиком займання. Ну і, звичайно ж, термін служби ВОЛЗ – 25 і більше років.

Передавачем (генератором інформаційного сигналу) у таких лініях найчастіше нині є лазери, зокрема і виконані за інтегральною технологією. Приймачами - фотодетектуючі діоди. Ці прилади формують основний недолік ВОЛЗ - вартість активних елементів. Другим суттєвим недоліком оптичних ліній є висока вартість обслуговування. При розриві оптоволокна витрати на відновлення набагато вищі, ніж при обриві мідних чи інших ліній. При цьому на магістральних лініях не допускаються розриви (місця зварювання вносять суттєві згасання), тому доводиться замінювати великі ділянки на нове волокно. Ремонтувати ВОЛЗ рекомендується лише на коротких відстанях, у межах району чи маленького міста.

Оптоволоконні технології постійно розвиваються – це технології майбутнього. А про найпередовіші новинки Ви завжди зможете прочитати на нашому сайті rcsz-tcc.ru.

Оптоволоконний зв'язок- зв'язок, побудований з урахуванням оптоволоконних кабелів. Широко застосовується також скорочення ВОЛЗ (волоконно-оптична лінія зв'язку). Використовується в різних сферах людської діяльності, починаючи від обчислювальних системі закінчуючи структурами для зв'язку великі відстані. Є сьогодні найбільш популярним та ефективним методом для забезпечення телекомунікаційних послуг.

Складається оптоволокно з центрального провідника світла (серцевини) - скляного волокна, оточеного іншим шаром скла – оболонкою, що має менший показник заломлення, ніж серцевина. Поширюючись серцевиною, промені світла не виходять її межі, відбиваючись від покриває шару оболонки. В оптоволокні світловий промінь зазвичай формується напівпровідниковим або діодним лазером. Залежно від розподілу показника заломлення та від величини діаметра сердечника оптоволокно підрозділяється на одномодове та багатомодове.

Волоконно-оптичний зв'язок

Волоконно-оптичний зв'язок- вид провідного електрозв'язку, що використовує як носій інформаційного сигналу електромагнітне випромінювання оптичного (ближнього інфрачервоного) діапазону, а як напрямні системи - волоконно-оптичні кабелі. Завдяки високій несучій частоті та широким можливостям мультиплексування, пропускна здатність волоконно-оптичних ліній багаторазово перевищує пропускну здатність решти систем зв'язку і може вимірюватися терабітами в секунду. Мале згасання світла в оптичному волокні дозволяє застосовувати волоконно-оптичний зв'язок на значних відстанях без використання підсилювачів. Волоконно-оптичний зв'язок вільний від електромагнітних перешкод і важкодоступний для несанкціонованого використання - непомітно перехопити сигнал, який передається по оптичному кабелю, технічно вкрай складно.

Фізична основа

В основі волоконно-оптичного зв'язку лежить явище повного внутрішнього відображення електромагнітних хвиль на межі розділу діелектриків з різними показниками заломлення. Оптичне волокно і двох елементів - серцевини, що є безпосереднім світловодом, і оболонки. Показник заломлення серцевини трохи більший за показник заломлення оболонки, завдяки чому промінь світла, відчуваючи багаторазові переображения на межі серцевина-оболонка, поширюється в серцевині, не залишаючи її.

Застосування

Волоконно-оптичний зв'язок знаходить все більш широке застосування у всіх областях - від комп'ютерів і бортових космічних, літакових і корабельних систем до систем передачі інформації на великі відстані, наприклад, в даний час успішно використовується волоконно-оптична лінія зв'язку Західна Європа - Японія частина якої проходить територією Росії. Крім того, збільшується сумарна довжина підводних волоконно-оптичних ліній зв'язку між континентами.

Див. також

• Канали витоку інформації, що передається по оптичних лініях зв'язку

Примітки

Wikimedia Foundation. 2010 .

• Волоконно-оптичні лінії зв'язку
• Волоконно-оптичний кабель

Дивитись що таке "Волоконно-оптичний зв'язок" в інших словниках:

ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК- Вид проводового електрозв'язку, що використовує як носій інформаційного сигналу електромагнітне випромінювання оптичного (ближнього інфрачервоного) діапазону, а як напрямні системи волоконно-оптичні кабелі Словник бізнес термінів. Словник бізнес-термінів

волоконно-оптичний зв'язок- - [Л.Г.Суменко. Англо-російський словник з інформаційних технологій. М.: ДП ЦНДІС, 2003.] Тематики інформаційні технологіїв цілому EN fiber optic connectionFOCoptical fiber communication …

всесвітній волоконно-оптичний зв'язок- - [Л.Г.Суменко. Англо-російський словник з інформаційних технологій. М.: ДП ЦНИИС, 2003.] Тематики інформаційні технології загалом EN fiber optic link around the globeFLAG … Довідник технічного перекладача

ОПТИЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК- Передача інформації за допомогою світла. Найпростіші (малоінформативні) види О. с. використовувалися з кін. 18 ст. (Напр., семафорна абетка). З появою лазерів з'явилася можливість перенести на оптич. діапазон засобу та принципи отримання, обробки… Фізична енциклопедія

Волоконно-оптична лінія передачі- (ВОЛП), Волоконно-оптична лінія зв'язку (ВОЛЗ) волоконно-оптична система, що складається з пасивних та активних елементів, призначена для передачі інформації в оптичному (як правило ближньому інфрачервоному) діапазоні. Зміст 1 … Вікіпедія

Слайд Зв'язок

Зв'язоку техніці – передача інформації (сигналів) на відстань.

Типи зв'язку

Залежно від того, які явища використовувалися для кодування повідомлень, можна виділяти зв'язок за допомогою:

• електронів - електрозв'язок (провідний та радіозв'язок)
• випромінювання фотонів - сучасне оптоволокно, деякі види сигнальних вишок, сигнали ліхтариком на азбуці Морзе, атмосферний та космічний лазерний зв'язок
• Послідовності символи з барвників на матеріалі - лист на папері.
• рельєфу чи зміни форми матеріалу - оптичний диск

Залежно від середовища передачі даних лінії зв'язку поділяються на:

• супутникові
• повітряні
• наземні
• підводні
• підземні

Залежно від того, що переносить повідомлення, за фізичними принципами, що лежать в основі ліній зв'язку, можна виділити такі типи зв'язку:

• Дротовий і кабельний зв'язок - передача ведеться вздовж напрямного середовища.
• Зв'язок по електричному кабелю
• Волоконно-оптичний зв'язок
• Супутниковий зв'язок - зв'язок із застосуванням космічного ретранслятора(ів)
• Радіорелейний зв'язок - зв'язок із застосуванням наземного ретранслятора(ів)
• базових станцій
• Кур'єрський зв'язок
• Голубина пошта

Залежно від того, рухомі джерела/отримувачі інформації чи ні, розрізняють стаціонарну (фіксовану) та рухливузв'язок ( мобільну, зв'язок із рухомими об'єктами- СПО).

За типом переданого сигналу розрізняють аналоговий і цифровий зв'язок.

Сигнал

Залежно від того, яка інформація передається, розрізняють аналоговуі цифровузв'язок. Аналоговий зв'язок – це передача безперервних повідомлень (наприклад, звуку чи мовлення). Цифровий зв'язок - це передача інформації у дискретній формі ( цифровому вигляді). Однак, дискретні повідомлення можуть передаватися аналоговими каналами та навпаки. В даний час цифровий зв'язоквитісняє аналогову (відбувається цифровізація),

Лінія звязку

Лінія звязку(ЛЗ)- фізичне середовище, яким передаються інформаційні сигнали апаратури передачі і проміжної апаратури.

Це і сукупність технічних пристроїв, що забезпечують передачу будь-яких повідомлень від відправника до одержувача. Вона здійснюється за допомогою електричних сигналів, що розповсюджуються по дротах, або радіосигналів.

Провідні лінії зв'язку

Ланцюг зв'язку- провідники/волокно, що використовуються для передачі одного сигналу. У радіозв'язку те саме поняття має назву ствол. Розрізняють кабельний ланцюг- ланцюг у кабелі та повітряний ланцюг- Підвішена на опорах.

Провідні лінії електрозв'язку діляться на кабельні, повітряні та оптоволоконні. Кабельні лінії прокладалися під землею. Проте внаслідок недосконалості конструкції підземні кабельні лінії зв'язку поступилися місцем повітряним. Звичайний міський телефонний кабель складається з пучка тонких мідних або алюмінієвих дротів, ізольованих один від одного та ув'язнених у загальну оболонку. Кабелі складаються з різних пар проводів, кожна з яких використовується для передачі телефонних сигналів. Прагнення розширити спектр частот, що передаються, і збільшити пропускну здатність ліній багатоканальних системпризвело до створення нових типів кабелів, так званих коаксіальних. Вони використовуються для передачі телевізійних сигналів високої частоти, а також для міжміського та міжнародного телефонного зв'язку. Одним дротом у коаксіальному кабелі служить мідна або алюмінієва трубка (або обплетення), а іншим - вкладена в неї центральна мідна жила. Вони ізольовані один від одного та мають одну спільну вісь. Такий кабель має малі втрати, майже випромінює електромагнітних хвиль і тому створює перешкод. Ці кабелі допускають передачу енергії при частоті струмів до кількох мільйонів герц і дозволяють проводити передачу телевізійних програм на великі відстані.

Рис. Коаксіальний кабель

Оптоволоконні лінії зв'язку

Як провідні лінії зв'язку використовуються в основному телефонні лінії та телевізійні кабелі. Найбільш розвиненою є телефонний провідний зв'язок. Але їй притаманні серйозні недоліки: схильність до перешкод, загасання сигналів при передачі їх на значні відстані і низька пропускна здатність. Всі ці недоліки позбавлені оптоволоконні лінії - вид зв'язку, при якому інформація передається по оптичних діелектричних хвилеводів ("оптичному волокну").

Оптичне волокно вважається найдосконалішим середовищем передачі великих потоків інформації великі відстані. Воно виготовлене з кварцу, основу якого становить двоокис кремнію - широко поширеного та недорогого матеріалу, на відміну від міді. Оптичне волокно дуже компактне та легке, воно має діаметр лише близько 100 мкм.

Оптоволоконні лінії відрізняються від традиційних провідних ліній:

• дуже висока швидкістьпередачі інформації (на відстань понад 100 км. без ретрансляторів);
• захищеність інформації, що передається, від несанкціонованого доступу;
• висока стійкість до електромагнітних перешкод;
• стійкість до агресивних середовищ;
• можливість передавати по одному волокну одночасно до 10 мільйонів телефонних розмовта одного мільйона відеосигналів;
• гнучкість волокон;
• малі розміри та маса;
• іскро-, вибухо- та пожежна безпека;
• простота монтажу та укладання;
• низька собівартість;
• висока довговічність оптичних волокон – до 25 років.

Рис. Оптоволоконний кабель (поперечний розріз)

В даний час обмін інформацією між континентами здійснюється головним чином через підводні оптоволоконні кабелі, а не через супутниковий зв'язок. При цьому головною рушійною силою розвитку підводних оптоволоконних ліній зв'язку є Інтернет.

Рис.Оптоволоконна мережа "Транстелеком"

Канал зв'язкуможе бути:

• симплексний- тобто допускає передачу даних тільки в одному напрямку, приклад - радіотрансляція, телебачення;
• напівдуплексний по черзі;
• дуплексним- тобто допускає передачу даних в обох напрямках одночасно, приклад - телефон.

Поділ (ущільнення) каналів:

Створення декількох каналів на одній лінії зв'язку забезпечується за допомогою рознесення їх за частотою, часом, кодами, адресою, довжиною хвилі.

• частотний поділ каналів (ЧРК, FDM) - поділ каналів за частотою, кожному каналу виділяється певний діапазон частот
• тимчасове поділ каналів (ВРК, TDM) - поділ каналів у часі, кожному каналу виділяється квант часу (таймслот)
• кодовий поділ каналів (КРК, CDMA) - поділ каналів за кодами, кожен канал має свій код накладання якого груповий сигнал дозволяє виділити інформацію конкретного каналу.
• спектральний розподіл каналів (СРК, WDM) - розподіл каналів по довжині хвилі

Бездротові лінії зв'язку

Радіозв'язок - для передачі використовуються радіохвилі у просторі.

• ДВ-, СВ-, КВ- та УКХ-зв'язок без застосування ретрансляторів
• Супутниковий зв'язок - зв'язок із застосуванням космічних ретрансляторів
• Радіорелейний зв'язок - зв'язок із застосуванням наземних ретрансляторів
• стільниковий зв'язок- зв'язок з використанням мережі наземних базових станцій

Система зв'язкускладається з кінцевого обладнання, джерела та одержувача повідомлення, та пристроїв перетворення сигналу(УПС) з обох кінців лінії. Кінцеве обладнання забезпечує первинну обробку повідомлення та сигналу, перетворення повідомлень з виду в якому їх надає джерело (мова, зображення тощо) у сигнал (на стороні джерела, відправника) та назад (на стороні одержувача), посилення тощо УПС може забезпечує захист сигналу від спотворень.

Види сучасного зв'язку

Пошта

Пошта(Рус. Пошта (info); від латів. posta) - вид зв'язку та установа для транспортування повідомлень (наприклад, листів та листівок) та дрібних товарів, іноді і людей. Здійснює регулярне пересилання поштових відправлень – письмової кореспонденції, періодичних видань, грошових переказів, бандеролей, посилок – переважно за допомогою транспортних засобів.

Поштова організація у Росії традиційно є державним підприємством. Мережа поштових відділень – найбільша організаційна мережа країни.

Лист- Засіб збереження інформації, наприклад на папері. Перед надсиланням листа на конверті потрібно нанести поштові індекси відправника та одержувача відповідно до нанесеного на ньому трафарету.

Рис. Поштовий конверт із трафаретом поштового індексу

Рис. Поштовий конверт РФ з нанесеним поштовим індексом

Авіапошта, або авіаційна пошта(Англ. airmail), - вид поштового зв'язку, за якого поштові відправленнятранспортуються повітряним шляхом з допомогою авіації.

Рис. Конверт авіапошти Російської Федерації

Голубина пошта- один із способів поштового зв'язку, при якому доставка письмових повідомлень провадиться за допомогою поштових голубів.

Кіберпошта@

Головна перевага електронної пошти – швидкість доставки незалежно від географічного розташування відправника листа та одержувача. Але і відправник, і одержувач для цього повинні мати комп'ютери та доступ до електронної пошти.

А якщо у відправника ці можливості є, а у отримувача немає? У державна поштова служба забезпечує доставку електронного листа до найближчого до адресата відділення зв'язку. Там воно роздруковується і в конверті доставляється листоношею одержувачу. Сьогодні авіапошта доставляє звичайний лист із Росії до США за 3-4 тижні. Новий комбінований (електронний – звичайний) лист може бути доставлений за 48 годин. У Росії також існує план оснащення поштових відділень доступом до Інтернету та електронної пошти. Цей проект називається «Кіберпошт@». В усіх поштових відділеннях буде відкрито «інтернет-салони» – пункти колективного доступу до Інтернету. У такому салоні можна буде відправити електронного листа, що містить будь-який текст, документ, малюнок, фотографію. Цей лист буде надіслано найближчому до одержувача поштове відділення, роздруковане, автоматично запечатане в конверт та доставлено листоношем за будь-якою адресою протягом 48 годин. В інтернет-салоні консультант допоможе вам навчитися користуватися електронною поштоюта зробить цифрову фотографію. Перший такий інтернет-салон вже існує на московському поштамті. Вартість однієї сторінки такого комбінованого листа – 12 рублів, а на дискеті – 6 рублів за 2 Кбайти.

Частиною проекту «Кіберпошта@» є так звана «Гібридна пошта». Це гібрид сучасного Інтернетута «традиційного листоноші». Тепер будь-яка людина може принести до поштового відділення звичайний, написаний на папері лист. Там його введуть у комп'ютер і передадуть електронною поштою до найближчого адресата поштове відділення. У ньому цей лист роздрукують на принтері, і листоноша віднесе його адресату. Тоді лист дійде у будь-яке місто країни не пізніше, ніж через 48 годин, тому що з процесу доставки зникає найдовший етап – перевезення листа, написаного на папері з міста до міста. Так лист за швидкістю доставки зрівняється з телеграмою. Але вартість такого листа набагато менше, ніж телеграми. Адже вартість лише одного слова телеграми при передачі Росією становить 80 коп., а вартість однієї сторінки гібридного листа формату А4 і числом знаків 2000 становить лише 12 руб. При цьому на сторінці формату А4 міститься кілька сотень слів!

Лист то, можливо закритим, тобто. одержувачу лист доставляється у конверті, чи відкритим, тобто. лист доставляється без конверту.
Можна здавати листи Гібридною поштою, як на папері, так і на магнітному носії.

Пізніше до проекту «Гібридна пошта» приєднали доповнення і для користувачів, які мають Інтернет та електронну пошту. Воно дозволяє їм надіслати електронного листа адресату, який не володіє електронною поштою. Цей лист потрапляє до найближчого адресата поштове відділення, у ньому роздруковується і запечатується в конверт. Цей конверт листоноша відносить адресату - одержувачу листа. Цим суттєво скорочується час його доставки.

Пневматична пошта, або пневмопошта(від грец. πνευματικός - повітряний), - система переміщення штучних вантажів під дією стисненого або, навпаки, розрідженого повітря. Закриті пасивні капсули (контейнери) переміщаються системою трубопроводів, переносячи у собі легкі вантажі, документи.

Рис. Термінал пневмопошти

Використовується в організаціях для пересилання оригіналів документів, наприклад, у банках, складах та бібліотеках, готівки в супермаркетах та касах банків, аналізів, історій хвороб, рентгенівських знімків у лікувальних закладах, а також проб та зразків на промислових підприємствах.

Телеграф(від др.-грец. τῆλε – «далеко» + γρᾰ́φω – «пишу») – засіб для передачі сигналу по дротах або інших каналах електрозв'язку. У Росії телеграфний зв'язок існує й досі. У деяких країнах телеграф вважали застарілим видом зв'язку і згорнули всі операції з відправлення та доставки телеграм. У Нідерландах телеграфний зв'язок припинив роботу у 2004 році. У січні 2006 року найстаріший американський національний оператор Western Union оголосив про повне припинення обслуговування населення щодо надсилання та доставлення телеграфних повідомлень. У той же час у Канаді, Бельгії, Німеччині, Швеції, Японії деякі компанії все ще підтримують сервіс з відправлення та доставки традиційних телеграфних повідомлень.

Телеграф(від др.-грец. τῆλε – «далеко» + γρᾰ́φω – «пишу») – засіб для передачі сигналу по дротах або інших каналах електрозв'язку.

Телеграма- повідомлення, надіслане телеграфом, одному з перших видів зв'язку, що використовує електричну передачу інформації.

Рис. Телеграма

Телефонний зв'язок

Телефон(від грец. τῆλε - далеко і φωνή - голос) - пристрій для передачі та прийому звукуна відстань за допомогою електричних сигналів. Телефонний зв'язок застосовується передачі і прийому людської промови.

Мобільні пристрої