Przeszłość i przyszłość światłowodu.

Trochę historii. W 1880 roku inżynier z Concord (Massachusetts, USA) William Wheeler skonstruował i opatentował konstrukcję którą nazwał rurociągiem świetlnym (ang. light piping). Była to prawdopodobnie pierwsza poważna próba prowadzenia światła w ośrodku szklanym.

Wheeler planował wykorzystać swój pomysł do oświetlania wnętrza budynków ale wynaleziona przez Edisona żarówka wyeliminowała pomysł jako zbyt skomplikowany i niepraktyczny.

Na czym to polega? Transmisja światłowodowa polega na prowadzeniu przez włókno szklane promieni optycznych generowanych przez źródła światła. Ze względu na niskie tłumienie, brak wpływu zewnętrznego pola elektromagnetycznego na prowadzony sygnał oraz inne zalety, światłowód stanowi obecnie najlepsze medium transportowe dla nowoczesnych torów transmisyjnych. Transmisja polega na połączeniu ze sobą nadajnika optoelektronicznego z odbiornikiem optoelektronicznym za pomocą światłowodu. Jako nadajniki są obecnie używane diody LED lub diody laserowe LD. Jako odbiorniki stosuje się fotodiody.

Budowa światłowodu. Medium transmisyjne światłowodu stanowi czyste szklane włókno kwarcowe wykonane z dwutlenku krzemu o przekroju kołowym - rdzenia, w którym światło jest zamknięte przez otoczenie nieprzezroczystym płaszczem. Dla wykorzystywanych w transmisji długości fali, współczynnik odbicia światła w płaszczu jest mniejszy niż w rdzeniu, co powoduje całkowite wewnętrzne odbicie promienia i prowadzenie go wzdłuż osi włókna. Średnicę światłowodu specyfikuje się zarówno dla rdzenia jak i dla powłoki zewnętrznej. Dla współcześnie produkowanych światłowodów jednomodowych średnica rdzenia wynosi od 4 do 10 um (głównie 9um), przy średnicy powłoki od 75 do 125um (głównie 125um). Dla światłowodów wielomodowych o skokowej lub gradientowej zmianie współczynnika odbicia średnica rdzenia mieści się w zakresie od 50 do 1000um, a średnica zewnętrza płaszcza w zależności od struktury wewnętrznej wynosi:

od 125 do 140um dla światłowodów ze współczynnikiem gradientowym (rdzeń niejednorodny)
od 125 do 1050um dla światłowodów ze współczynnikiem skokowym (rdzeń jednorodny)

Najczęściej spotykana, znormalizowana średnica zewnętrzna płaszcza światłowodu wynosi 125um, a średnica płaszcza lakierowanego - 250um
Zasadniczą cechą włókna są mody światłowodowe, określające rozkład pola i fizyczny kształt wiązki świetlnej układającej się w światłowodzie. W światłowodzie wielomodowym istnieją warunki optyczne do powstania i przesyłania wzdłuż włókna optycznego wielu dyskretnych modów (promieni świetlnych), każdy o odmiennej długości fali świetlnej i szybkości propagacji. Dla jednomodowej transmisji światła stosuje się światłowody o mniejszej średnicy rdzenia (typowo - 9um), która jest porównywalna z długością fali świetlnej. W światłowodach tych prowadzona jest tylko jedna monochromatyczna wiązka światła o stałej szerokości propagacji impulsu, co wpływa na zmniejszenie dyspersji transmitowanego sygnału i zwiększa długość toru światłowodowego bez potrzeby regeneracji sygnału.

Ważne zalety stosowania światłowodów:

  • szerokie pasmo przenoszenia,
  • mała tłumienność,
  • brak wpływu EMI,
  • brak przesłuchów między liniami,
  • bardzo utrudniony podsłuch,
  • separacja galwaniczna łączonych urządzeń.

Do budowy sieci światłowodowych (oprócz samego światłowodu) niezbędne są elementy aktywne (np.: nadajniki, odbiorniki, transceivery, wzmacniacze optyczne, przełączniki, huby, karty sieciowe i inne) oraz pasywne (np.: tłumiki, filtry, izolatory, sprzęgacze, złącza, multipleksery i inne), które umożliwiają łączenie ze sobą poszczególnych włókien światłowodowych w pożądaną strukturę sieciową. Elementy pasywne umożliwiają również wykorzystanie istniejącej infrastruktury sieciowej do zwielokrotnienia przesyłu danych (bez konieczności układania nowych kabli światłowodowych) poprzez jednoczesną transmisję sygnałów na różnych długościach fal lub przy użyciu cyrkulatorów - w dwóch kierunkach w jednym torze.

A teraz o przyszłości. Nowoczesne sieci teletechniczne, a zwłaszcza sieci budowane w gęstej infrastrukturze miejskiej i sieci światłowodowe w technologii FTTB/ FTTH (Fiber To The Building / Fiber To The Home) wymagają nowych, bardzo pojemnych systemów dystrybucji światłowodów.

Odpowiedzią na stale rosnące zapotrzebowanie na systemy mikrokanalizacji teletechnicznej, jest kompleksowe rozwiązania w zakresie samej kanalizacji, mikrokabli światłowodowych, osprzętu i akcesorii połączeniowych oraz usług doradczych i wdrożeniowych. Dzięki nowemu podejściu system mikrokanalizacji świetnie wpasowuje się w idee budowy nowoczesnych sieci konwergentnych integrujących różne usługi sieciowe w ramach usług TriplePlay (Internet, Voice Over IP, Video Broadcast, Video On Demand)
Dzięki temu otrzymujemy gotowe rozwiązanie dla nawet najbardziej rozbudowanych systemów wraz z gwarancją rozwoju sieci w przyszłości. Nie bez znaczenia będą również takie cechy systemu jak obniżenie kosztu początkowego zakupu kabli światłowodowych, obniżenie kosztów przecisków i projektów budowlanych, mniejsze koszty odgałęzień głównych traktów światłowodowych.

Bez budowy sieci światłowodowych opartych na mikrokanalizacji nie zbudujemy w przyszłości Społeczeństwa Informacyjnego – a jest to kierunek w którym podąża cały świat. Nie pozwólmy Polsce pozostać w tyle.

Oceń ten artykuł
(2 głosów)

Skomentuj

Jeśli podoba Ci się nasza oferta zostaw proszę swój komentarz na jej temat!