Всем привет, и сегодня мы поговорим о малоизвестной, но широко используемой оптоволоконной связи. По-другому их также можно назвать ВОЛС или волоконно-оптическими линиями связи. Довольно длинное название, поэтому в широких кругах чаще используется простое сокращение типа «оптика» или «оптическое волокно». На самом деле это не совсем то же самое, но обо всем по порядку.
ВОЛС — это специализированные линии связи, по которым информация передается пучком света в определенной кодировке. Эта технология в основном используется для передачи данных в локальных и глобальных сетях на достаточно большое расстояние. Но он также используется в военной промышленности, медицине и других автономных областях.
Принцип действия
И так, мы уже выяснили, что такое ВОЛС, но как по ним передается информация. Эти сети используют оптоволокно. Он состоит из центральной жилки и имеет небольшие размеры. Жила обычно из стекла, как вы, наверное, уже догадались. Именно по вене данные передаются лучом света.
Но тут сразу возникает вопрос: как увеличить передачу на большее расстояние? Для этого используется второй слой стекла, который окружает центральную сердцевину и отражает свет, передавая информацию. Раньше в качестве отражения думали использовать зеркала или зеркально-поверхностный вид, но оказалось, что такой материал будет очень дорогим.
Вы когда-нибудь были в море или в озере на закате? Вспомните, как солнечный свет отражается от воды под большим углом. Хотя, как вы, наверное, знаете, вода чистая. Но с увеличением угла и плотности между двумя материалами свет начинает отражаться от разных сред.
Именно эта технология используется в оптоволоконной связи. Ядро и внешняя оболочка имеют разную плотность и строение, поэтому отраженный пучок света распространяется гораздо дальше. Для передачи и воспроизведения света используется полупроводниковый или диодный лазер.
Если углубиться в историю, то первыми работами, заложившими основы «оптики», были исследования Даниэля Колладона и Жака Бабинета. В основном они изучали возможность преломления света. А если быть точнее, то прародителем стал Кларенс Хаснелл: он первым использовал свет для передачи изображения по специальным трубкам.
Отличие от витой пары
Если окунуться в 2000-е, возможно, кто-то вспомнит, что в России и других странах СНГ интернет использовался только как aDLS. Когда Интернет пришел в Россию, страна была к нему просто не готова. Во всей стране не было ничего пригодного для передачи информации с компьютера на компьютер.
Вот тогда и пришла идея использовать старые телефонные провода. Напомню, что это обычные два кабеля без оплетки и дополнительной защиты. В результате интернет продолжал появляться, но с очень низкой скоростью. Также многие жаловались на лаги, перебои, постоянные сбои интернета.
Все эти проблемы были связаны со способом передачи информации. Передавать данные по двум проводам без оплетки было очень сложно, так как при передаче многие пакеты терялись или изменялись в результате интерференции электромагнитных волн. Телефонные линии заменены витой парой.
Витая пара — это витая пара проводов, завернутая в единую внешнюю оболочку. Наиболее широко используется 4-парная (8-проводная) витая пара. Этот вид связи уже стал намного надежнее телефонного кабеля. В качестве защиты от радиоволн придумали простую вещь — скрутку.
Та же информация передается по пиру. Скручиваясь, трос постоянно меняет положение. В результате первая публикация находится снаружи и получает полное воздействие окружающей среды. Второй кабель спрятан за ним. Передаваемая таким образом информация добавляется в пару кабелей в конце. В результате шум также вычитается.
При этом скорость возросла в несколько раз. Но возникла проблема быстрого затухания сигнала. Такие кабели могут бить до 100 метров, не больше. И чем больше скорость, тем больше будет дальность.
Здесь на помощь приходит оптоволоконная связь. Скорость выросла еще больше, но и увеличилась дальность отправки посылки. Если раньше через каждые 100 метров приходилось ставить ретрансляторы, то при передаче по «оптике» дальность становилась на несколько километров больше.
Но самое интересное, что оптоволоконная связь практически полностью защищена от электромагнитного воздействия. Кроме того, эти кабели почти невосприимчивы к колебаниям температуры и могут работать как при сильной жаре, так и при сильном холоде.
Частота передачи через свет выше, поэтому минимальная скорость начинается от 1 Гбит/с. При передаче по витой паре, когда используются все пары, скорость составит 1 Гбит/с. Но при этом кабель будет очень дорогим, так как для достижения такого результата необходимо каждый кабель защищать «экраном» от воздействия внешней среды.
К недостаткам ВОЛС можно отнести только сложность монтажа и сварки. Для этого требуется специальное оборудование и знания. Путем «сварки» или иного соединения двух оптических кабелей необходимо добиться идеального соединения между центральными жилами и внешним стеклом. В противном случае свет будет размыт в этой конкретной области или показатель преломления будет неправильным.
Передача данных в сетях
Все происходит так же. Первоначально отправляющее устройство шифрует информацию в виде пакетов. Также данные конвертируются в формат, который можно передавать с помощью света по оптоволоконной линии. После этого информация отправляется по линиям связи. Почти мгновенно он достигает получателя. Ему остается перевести данные в понятный формат для компьютера, коммутатора, роутера или другого сетевого оборудования.
Сегодня оптоволоконные сети есть почти в каждом городе. Соединение домов осуществляется напрямую через «оптику». Провод идет к центральному выключателю. Далее с помощью витой пары провода идут в каждый дом. Теперь некоторые провайдеры начали подключать клиентов по оптоволокну. То есть вместо той же витой пары используется «стакан».
Скорость на таких соединениях выше. При этом растет и качество связи и интернета. Из-за более высокой надежности значение отклика ниже и меньше задержек. Но тут нужно учесть, что для подключения такого кабеля нужны специальные роутеры.
А еще у нас есть статья на похожую тему от Blonde — ЧИТАЙТЕ ЗДЕСЬ.
