Оптоволоконная связь

Перевод Олега А. Иванова

Оптоволокно может быть использовано для передачи света и таким образом информации на дальние расстояния. Волоконные системы в значительной степени заменили системы радиопередач. Они широко используются для телефонии, для интернет трафика, высокоскоростных локальных сетей (LAN), для кабельного телевидения, и все чаще для коротких расстояний. В большинстве случаев, используется кварцевое оптоволокно, за исключением очень коротких расстояниях, где пластиковое оптоволокно выгоднее.
            По сравнению с системами на базе электрических кабелей, подход оптоволоконной связи (световой связи) имеет преимущества, наиболее важными из которых являются:

• - Способность волокна для передачи данных огромна: одно кварцевое волокно может нести сотни тысяч телефонных каналов, используя только малую часть теоретического потенциала. За последние 30 лет, прогресс в отношении способности передачи оптоволоконной связи был значительно быстрее, чем, например, прогресс в скорости и мощности компьютеров.
• - Потери при распространении света в волокнах удивительно малы: ~ 0,2 дБ / км для современных одномодовых кварцевых волокон, так что многие десятки километров могут быть пройдены без усиления сигнала.
• - Большое количество каналов может быть повторно усилено в одном волоконном усилителе, если это требуется для передачи на большие расстояния.
• - Из-за достижения огромной скорости передачи , стоимость каждого бита может быть очень низкой.
• - По сравнению с электрическими кабелями, оптоволоконные кабели очень легкие, так что стоимость прокладки оптоволокна ниже.
• - Оптоволоконные кабели обладают иммунитетом к проблемам, которые возникают с электрическими кабелями, такие как, заземление или электромагнитные помехи.

Однако волоконные системы являются более сложными в установке и эксплуатации, так что они, как правило, менее экономичные, если, конечно, не требуется полная мощность передачи. Таким образом, «последняя миля» (канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера) подключается через электрические кабели. Постепенно оптоволоконную связь, используются в метрополитенах, и даже волокна в дом разрабатываются, в частности, в Японии, где частные интернет-пользователи уже могут получить доступное подключение к Интернету со скоростью передачи данных до 100 Мбит / с - также выше чем производительность существующих систем ADSL, которые используют электрические телефонные линии. 

Основные компоненты для оптоволоконной связи

• - Оптические передатчики, основанные главным образом на полупроводниковых лазерах (часто VCSELs), волоконных лазеров и оптических модуляторов
•   - Оптические приемники, в основном на основе фотодиодов (часто лавинных фотодиодов)
•   - Оптические волокна с оптимизированными свойствами в отношении потерь, дисперсии и нелинейности
•   - Дисперсно-компенсирующие модули
•   - Полупроводниковые и волоконные усилители (в основном эрбиевые волоконные усилители, иногда рамановский усилитель) для поддержания мощности сигнала при длинных волокнах, или, как предусилителей до обнаружения сигнала.
•    - Оптические фильтры (например, на основе брэгговских решеток) и ответвители
•    - Оптические переключатели и мультиплексоры (например, на основе выстраиваемой решетки волновода), например, оптические мультиплексоры ввода / вывода (OADMs) позволяют для добавления или удаления каналов волн в системе WDM
•    - Электрические управляемые оптические переключатели
•    - Устройства для регенерации сигнала (электронных или оптических регенераторов), часы восстановления и подобное.
•    - Различные виды электроники например, для обработки сигнала и контроля
•    - Компьютеры и программное обеспечение для контроля работы системы

По материалам интернет-энциклопедии www.rp-photonics.com