Fiber optic (оптическое волокно)
В настоящее время в сотовой связи, с появлением новых стандартов 3G, таких как UMTS значительно возрос объем передаваемых данных по магистральным сетям. В сотовых компаниях часто существует единственный на несколько регионов, иногда даже федеральный округ, центр обработки данных. Поэтому возникает необходимость в организации высокоскоростных каналов передачи информации. Существующие проводные и радиорелейные линии связи, которые хорошо подходят для организации каналов связи внутри регионов для передачи речевой информации и небольших объемов данных оказались не способными принять возросший поток пакетных данных. Они подходят для передачи информации до 100 Мбит/сек. Наиболее эффективным способом передачи больших объемов данных на значительные расстояния являются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), которые в настоящее время получили достаточно широкое распространение. В данной статье рассматриваются принципы построения, преимущества и недостатки, а также возможные способы увеличения скорости передачи данных по ВОЛС.
Оптическое волокно представляет собой тонкий гибкий кремниевый стержень. Принцип передачи информации весьма отличается от электрических систем связи. Как известно наименьшей единицей передаваемых данных является бит, который может принимать два значения: "0" и "1". В проводных системах связи значения битов кодируются изменением одного из параметров несущей: частоты, амплитуды или фазы. В оптических системах связи информация передается путем подачи импульса света в оптическое волокно. Задачей приемной стороны является детектирование, т.е. определение наличия в волокне принятого импульса. Главное преимущество такого способа передачи информации заключается в том, что оптическое волокно вносит гораздо меньшее затухание в передаваемый сигнал. Поэтому сигнал может быть передан без переизлучения на гораздо большее расстояние. Кроме того, ВОЛС обладают гораздо более широкой полосой пропускания, чем электрические линии связи, что позволяет передавать данные с гораздо большей скоростью. Также оптическое волокно обладает и другими преимуществами: низкая подверженность внешним электрическим помехам, пожаропрочность, электробезопасность.
ВОЛС в простейшем случае состоит из: электронно-оптического преобразователя, передатчика оптического сигнала (излучателя), непосредственно оптический кабель связи, приемник оптического сигнала (детектор), оптоэлектронный преобразователь. Также в ВОЛС могут применятся переизлучатели (повторители и усилители), для увеличения протяженности линии связи. Если в электрических линиях связи услители необходимо устанавливать через каждые 10-20 км, то в ВОЛС длина ретрансляционного участка может достигать 100 км.
Принципиальное устройство ВОЛС
Оптический кабель связи является многослойным. В его центре располагаются сами оптические волокна. Их число может быть от 1 до нескольких десятков. Дополнительные волокна могут применятся как для резерва, так и для повышения пропускной способности. Оптические волокна помещаются в, так называемые, модули – пластиковые трубки. Их так же может быть от 1 до 4, в зависимости от типа кабеля. Далее, поверх модулей накладываются несколько изолирующих и бронирующих слоев, число и толщина которых зависит от условий прокладки кабеля.
Структура оптического кабеля связи
Обычные волоконно-оптические системы связи, без технологий уплотнения сигналов, позволяют передавать данные со скоростью до 10 Гбит/сек. При этом ВОЛС совместимы с такими распространенными технологиями как PDH, SDH, ATM. Так, например, если в системе используется технология SDH, то по обычной ВОЛС может передаваться STM-64. Еще 10-15 лет назад такая пропускная способность была более чем достаточна для связи крупнейших объектов. Однако, как отмечают исследователи, объем передаваемых по телекоммуникационным линиям данных удваивается каждые 2 года. К настоящему моменту времени это оказывается недостаточно. Тогда, также как и в электрических линиях связи в свое время, начались поиски путей увеличений пропускной способности ВОЛС, т.е. началась разработка различных способов уплотнения. Наиболее эффективными способами увеличения пропускной способности являются WDM (wavelength division multiplexing) и DWDM (Dense wavelength division multiplexing). Благодаря ним скорость может достигать 1 Тбит/сек и более.
Как уже отмечалось ранее, волоконно-оптические лини связи получили широкое применение в сотовых системах связи после развертывания сетей стандарта UMTS. ВОЛС обычно используются на интерфейсах между RNC и SGSN, а также RNC и MGW. Также иногда оптические линии связи применяются для связи крупных транспортных узлов, например объединяющих потоки с нескольких NodeB. Благодаря многочисленным преимуществам ВОЛС можно с уверенностью сказать, что они не только далее будут применяться для передачи данных, но и говорить о развитии сети ВОЛС в будущем.
