Hlavní stránka Hardware Sítě a Internet Technologie přenosu dat přes optická vlákna
Technologie přenosu dat přes optická vlákna
autor: Plexo , publikováno 22.1.2008
Technologie přenosu dat přes optická vlákna

Kdo potřebuje rychlou, spolehlivou a trvanlivou komunikační infrastrukturu, měl by volit hlavně optické sítě. Kvality optického přenosu sice něco stojí, ale vyšší počáteční náklady se v dlouhodobém měřítku vyruší úsporou provozních nákladů. Navíc optická infrastruktura umožní nejen podporu současných služeb, ale vyhoví i datově náročným službám nové generace (jako "video na přání" apod.). V dnešním článku se zaměříme na základy optické infrastruktury.


Vzhledem k faktu, že pro potřeby 10 Gb ethernetu je nutné již vyměnit stávající UTP kabely Cat5e za kvalitnější Cat6, je vhodné při výměně kabelů položit rovnou optické.

Pro optická vlákna samozřejmě není problém přenést 10 gigabitů a z tohoto důvodu pro potřeby 10 Gb ethernetu přes optická vlákna definovala Skupina 802.3ae Task Force 4 tyto typy optických transceiverů pro různé vlnové délky:

Označení pro vláknas průměrem jádra
[µm]
na délku
[m]
850nm Serial 10GBASE-Smultimode50,0 65
1310nm CWDM 10GBASE-LX4multimode62,5300
1310nm CWDM 10GBASE-LX4singlemode9,010 000
1310nm Serial 10GBASE-Lsinglemode9,010 000
1550nm Serial 10GBASE-Esinglemode9,040 000

Výhody optických vláken

Oproti metalickým kabelům mají optické sítě následující výhody:

  • Velká šířka pásma - optické nosné vlny odpovídají frekvencím 1013-1016 Hz z čehož plyne obrovský potenciál přenášených rychlostí - přenosové pásmo je možné v některých případech zvětšovat na již položeném kabelu dodatečně (nasazením nových technologii),
  • Nízký útlum - přenos na velké vzdálenosti bez nutnosti aktivních "opakovačů",
  • Odolnost proti elektromagnetické interferenci - u optických vláken neexistují přeslechy a díky použité technologii lze použít v silně zarušeném elektromagnetickém prostředí,
  • Bezpečnost přenosu - přenášené světlo nevyzařuje do okolí, těžko se dá vyvázat a v případě vyvázání dojde k poklesu signálu na koncovém zařízení a to tak může vyvázání detekovat,
  • Dostupnost výroby vláken - vlákna se vyrábějí z křemíku, který není strategickou surovinou, jelikož je ho všude dostatek,
  • Přenos na velké vzdálenosti - vzhledem k nízkému útlumu je možný dosah desítky km bez zapojení aktivních prvků, tak jako je tomu u metalických sítí. S rozvojem nových optických technologií se dále vzdálenosti mohou zvyšovat,
  • Menší průměr a nižší hmotnost kabelů.

Doufám, že jste se po optických sítích dozvěděli něco nového. Vím, ne každému se tyto informace v běžném životě hodí, ale může nastat situace, kdy i "domácí" nebo "firemní" problém budete moci řešit právě optikou - a to zejména v situaci, kdy je tradičně používané WiFi stále více zarušené (a značně omezené rychlostí). Následující informace Vám také pomohou v situaci, kdy Vám někdo / nějaká firma, bude tvrdit "že ono to nejde"...



 
Komentáře k článku
RSS
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
22.1.2008 12:00:02   147.232.187.xxx 45105
Dobry clanok. Ak sa ma ludia budu pytat ako to vlastne funguje, tak ich iba poslem si to precitat.
Vdaka za clanok.
Admin Guido...
22.1.2008 12:20:27   195.127.219.xxx 2310
Taky se pridavam, dobre cteni, dobre tema, diky.
22.1.2008 12:36:35   81.201.54.xxx 2112
Tu optickou svářečku jsem viděl pracovat na vlastní oči a je to fakt suprová věc.
Škoda že autor nepopsal v článku jak svářečka funguje. Že si sama přesně naštípne konce vlánka pod specifickým úhlem, dá je k sobě, vše si pěkně změří a pak je k sobě zataví laserem. Potom se na spoj dá ta smrštující bužírka která se teplem stáhne a chrání spoj.
Je to docela drahá mašinka, tu co jsem videl stála půl milionu a byla to bazarovka. Je krásně malá, akorát do kufříku. Hlavně když se spojuje kabel s víc vlákny, tak to skoro jinak než spojkama nejde, protože ty spojky jsou dost prostorově náročný.
22.1.2008 12:37:28   81.201.54.xxx 1812
// skoro jinak než svařováním nejde - překlep
24.1.2008 22:24:24   77.48.132.xxx 1611
A zapoměl si říct, že ještě odhadne útlum na sváru.
Také mě to zařízení docela uchvátilo:o)
22.1.2008 12:44:56   88.102.135.xxx 1910
Bude tento clanek o Optickych sitich nejak pokracovat, nebo se o tom prozatim neuvazuje?
Me jen prijde trosku zvlastni, ze se autor pousti do, pro laiky, pomerne podrobnosti o nelinearnim rozptylu v opt. vlaknech, ale o zpusobech prenosu, typech a funkcich ruznych druhu optickych siti se uz tolik nezaobira. Prijde mi ze spise by se mel clanek nazyvat: Opticka vlakna, protoze o optickych sitich se zde prilis docist neda...
Pro zajemce o tuto problematiku bych spise odkazal na clanky na Ing. R. Puzmanove clanek1 clanek2 na serveru DSL, pripadne na clanky od Ing. J. Vodrazky clanek1
clanek2
22.1.2008 14:34:41   147.232.187.xxx 1813
Inak, si prave spominam....
Pred par mesiacmi som bol v istom obchode, ktory poskytuje opticke pripojenie a mali na zemi kotuc optickeho vlakna.
A ja som sa opytal: "to je multi-mode abo single-mode"
A predavac mi na to neisto odpovedal: "nooo, v tom kotuci je viac vlakien, takze asi MM"
Vdaka takymto clankom sa dvihne gramotnost ludi v tejto problematike.
Admin Guido...
22.1.2008 13:07:10   204.104.55.xxx 2619
Větších přenosových rychlostí lze teoreticky dosáhnout na koaxiální kabelech avšak tyto rychlosti se ani zdaleka nepřibližují rychlostem, které lze dosáhnout pomocí optických kabelů.
Vacsie rychlosti nez co?! Nez 100Mbit ethernet? Nie ze by som tomu nakoniec neuneveril, len sa mi to vobec nezda. Ma niekto nejaky link na tuto teoriu?
23.1.2008 16:59:20   194.212.155.xxx 1812
Link nemam ale vim ze napriklad mikrovlne spoje jako napr. CERAGON muzou dosahovat rychlosti az 800Mb/s ...ODU a IDU (vnejsi a vnitrni jednotky) anteny jsou propojene koaxem;-)
25.1.2008 09:17:24   90.177.17.xxx 1310
Zírej: http://www.cdr.cz/a/17320
22.1.2008 13:24:24   88.212.22.xxx 1611
super zajimavy clanek. uvital bych dalsi podorbne clanky tohoto typu o ruznych technologiich.
10.3.2008 08:46:09   77.79.64.xxx 139
Tak to skoukni diskuze, sice jsou tam povětšinou pomalejší (starší) způsoby, ale mě to pomohlo.
A připojuji se ke chvále - výborný článek. Opravdu moooc pomohl.
22.1.2008 13:25:36   212.111.28.xxx 2410
Uvodni popis sireni svetla vlaken je nepresny: Neni to tak, ze by se pomer odrazene a lomene casti postupne snizoval, ale zmensovanim uhlu se snizuje uhel odklonu lomene casti tak, ze od jiste hranice dane pomerem indexu lomu obou prostredi se prochazejici paprsek zlomi zpatky do skla.

Dale na konci je u sirky pasma uvedena jednotka Hz, ale meli by to byt nejmene GHz, ne-li vic.

A u vlastnosti je potreba krome elektromagnetickeho ruseni spomenout hlavne atmosferickou elektrinu a zbytecnost bleskojistek.
22.1.2008 13:31:03   62.168.57.xxx 1610
Predbehl jste me, souhlas .
22.1.2008 13:29:33   62.168.57.xxx 2011
Diky za kvalitni clanek. Presto mam pripominku k vysvetleni principu odrazu, lomu a sireni zareni. Neni to tak, ze cim vetsi je uhel dopadu, tim se zvetsuje pravdepodobnost (nebo taky cast odrazeneho zareni) odrazu zareni od rozhrani, ale existuje neco jako mezni uhel dopadu, ktery kdyz je prekrocen, tak dochazi k tzv. totalnimu odrazu. Toto je imho stezejni princip, ktery se v optickych vlaknech vyuziva a urcite by bylo dobre to do jinak kvalitniho clanku pridat.
22.1.2008 15:59:29   90.176.51.xxx 1610
doplním...
22.1.2008 16:54:12   78.99.101.xxx 1614
veru...dobry clanok...avsak pre mna ako studenta telekomunikacii po absolvovani predmetu optokomunikacne systemy a siete nic noveho nepriniesol...avsak pre laicku verejnost je to urcite zaujimave citanie a obohatenie si vedomosti...co sa tyka uhlov (akceptacny, hranicny...) staci spomenut numericku aperturu...a co sa tyka zvaraciek, tak za tych 500K bola vlastne "zadarmo"...ja som ju videl "v akcii" v jednom kalibracnom centre...a tam mali vybavenie za viac ako 1 000 000 euro...za kvalitu sa totiz plati :o)
22.1.2008 18:57:18   85.216.236.xxx 1511
Ale me se ten clanek docela hodil ja jsem zatim dokoncil jen u Doc. Cuchrane vedeni(metalicke) ;) Tak aspon vidim co me ceka za 2 roky ?
23.1.2008 14:24:05   62.168.57.xxx 1510
Dekuji za doplneni. Jeste jedna drobnost: pri popisu odrazu a lomu se pouziva uhel od kolmice dopadu, takze v prepracovanem odstavci je v zavorce chybicka - misto mensi uhel je spravne rici "vetsi uhel".

Toto uz je ale opravdu jen drobnost (ikdyz prof. Komrska by asi nad tim zrovna nejasal )
22.1.2008 16:47:50   77.236.195.xxx 1611
Článek super, jenom jsem zvědav zda nepřijde pokračování, rád bych se dozvěděl něco o praktickém nasazení této technologie a jejím využití.. vzhledem k tomu že dělám jenom ´´kabel a wifi´´ mi tento článek opět trochu rozšířil obzory.Takže zvedám palec pro pokračování.
22.1.2008 16:52:04   85.248.106.xxx 1414
rad by som vedel aka je momentalne maximalna teoreticka ryxlost prenosu dat, resp aky net su mi schopny s terajsou technologiou zaviest do domu? a este by ma zaujimalo, ze ci je niejaky sposob ako napojit dajme tomu opticky kabel do pocitaca nieco take ako sietovka? lebo predpokladam ze metalicky kabel uz ma nejake problemy s viac ako 1gbit.
inac pekny clanok , coskoro budem mat optiku doma, tak sa celkom hodi vediet aspon troxa o tejto texnologii...a btw opravte nejak pridavanie komentarov v opere alebo co, thx
22.1.2008 20:06:25   83.240.64.xxx 1612
Mohl bych mit ja prosbu? - Opravte sve vyjadrovaci schopnosti, obsah i forma mi odpovida na nejakeho temer mentalne postizeneho (nemyslim to osobne) pisatele.

Ad rychlost: klidne si nech zapojit 10Gbit, jestli na to mas, jeste ale budes muset nejak poresit rychlost diskoveho pole (1Gbit=125MB/s) :-D.
23.1.2008 17:17:06   85.248.106.xxx 1513
ak mas problem s obsahom a formou mojho prispevku tak myslim ,ze tu mame docinenia s mentalne postihnutou osobou (neber osobne), ktorym slovam z mojich viet nerozumies? napis na mail ti pomozem poskladat zmysel.

co sa ti zda cudne na otazkach, aka je maximalna dosiahnuta rychlost, a aku rychlost mi vedia zabezpecit do domu? a btw co teba trapi aky mam rychly disk? co ked ktomu pripojeniu davaju switch na ktory si napojim i 16 pocitacov co maju take raid pole, ze tie 10 gbit nebudu stacit ani pre polovicu z nich huh? preto sa pytam lebo neviem odpoved na tieto otazky a ty si mi teda veru nic nove nepovedal...
24.1.2008 11:41:01   62.168.57.xxx 1711
Ad demence: misto "ch" pouzivat "x" - to snad delaji mozna nekteri pubescenti, od sebevedomeho inteligentniho cloveka bych to neocekaval. Ano, casova uspora pro pisatele je fakt "obrovska", jinak nevidim prinos.

Pokud se ptac, co ti zavedou do domu, tak jsi mel uvest pocet PC. Zaroven s tim se ptas na pripojeni optiky k PC - "neco jako sitovka" - z toho jsem vydedukoval, ze se ti jedna o jedno PC. Co teda vlastne chces vedet? Chces provozovat vetsi sit, mensi sit, jedno PC,...? Co to je doma? Na Pradedu, v Praze,...?

22.1.2008 17:06:44   82.100.3.xxx 1511
Docela dobrý článek, ale řekl bych všem co je to víc zajímá, ať si najdou všechny termíny v tutom článku a kouknou se na např. wikipedia(nedávno jsem se to učil a vím, že po vyjasnění nejakých termínů budete o kapku chytrejsi) . Jinak chválím autora ikdyž jsme článek jen přeletěl očima.
22.1.2008 17:38:38   147.32.104.xxx 1915
k lomu a odrazu by bylo jeste vhodne doplnit, ze paprsek vstupujici do vlakna musi byt podle Snellova zakona takovy, aby doslo k totalnimu odrazu, tzn. nedoslo k vyzareni casti svetelne energie do obalu vlakna...take by bylo dobre se zminit, ze existuje neco jako Numericka apertura, coz je jeden z nejdpodstatnejsich parametru vlaken, udavajici maximalni uhel pro navazani optickeho paprsku do vlakna...

utlumy jsou hezky rozepsane snad jen se zminit, ze nevlastni absorbce vznika hlavne na OH iontech, cili vlhkost je hlavni nepritel optickeho vlakna...

k disperzim je toho vsak nejak malo...mozna by bylo dobre zminit to, ze disperze zpusobuje mezisymbolove interference a tim take ovlivnuje maximalni prenosovou rychlost...neni pravda, ze pouziti gradientnich vlaken eliminuje disperzi, pouze ji snizuje, protoze neni mozne vyrobit dokonale vlakno...disperze nejsou pouze vidove, ale deli se na:

chromaticke:
-materialova
-vlnovodna
-profilova

vidove a polarizacni


dale existuji ruzna vlakna s modifikovanou disperzni charakteristikou, ci posunutou disperzi za ucelem jejiho snizeni, ktere maji ruzne profily rozlozeni indexu lomu...take se vyuzivaji useky vlaken se zapornou disperzni charakteristikou pro kompenzovani disperze na dlouhych trasach, tzv. DCM moduly...

take tu nebyla ani zminka o vlaknovych optickych zesilovacich dotovanych Erbiem ci jinymi prvky (zalezi na vlnove delce), bez kterych by dnes neexistoval prenos na dlouhe vzdalenosti...
22.1.2008 19:59:45   83.240.64.xxx 1911
Jsem rad za vase pripominky, ale obavam se, ze jste asi zabloudil. Tu je pctuning a myslim, ze pokud by autor mel jit do vami naznacovane hloubky, tak to a) temer nikdo nebude cist, b) bude to velmi nad ramec vypocetni techniky, c) clanek by musel mit desitky stran a autor by na nem nechal znacny kus zivota.

Nechtejme nerealne ;).
23.1.2008 07:32:01   212.81.24.xxx 1610
jj článok je pre laikov a nie pre študentov informatiky, autor nema na tuto temu semester

22.1.2008 20:47:14   85.71.175.xxx 1411
Zdrawím članek super ale nemohl by mi nejaky vzdejši expert vysvětlit přoč se u duplexu(obousměrný provoz) použivají 2 Vidy (kabely) když se světlo navzajem neruši?(ne jako u metalickych kabelu, kde se dva el. impulzy navzajem vyruši a vznika Interface nebo tak něco...) to nestaci jeden vid a nakonci nejake polopropustne zrcadlo nebo neco podobneho? Předem diky za odpověď
22.1.2008 22:11:47   147.32.104.xxx 1411
no hlavni duvod je cena...slo by sice pouzit nejaky vazebni opticky clanek, ale jsou obtizne na vyrobu, drahe a pro bezne pouziti se nevyplati, jsou drazsi nez dve vlakna...pro dlouhe vzdalenosti se sice pouziva vlnovy multiplex a opticke multiplexory/demultiplexory, ale i tak se pouzivaji dve vlakna, kvuli zvyseni prenosove kapacity traktu...

hlavne neztotoznovat vid a vlnovou delku, vlnova delka vyjadruje frekvenci zareni, vid s ni sice souvisi, ale vyjadruje hlavne rozlozeni energie ve vlnovodu...s jednou vlnovou delkou muze souviset vice vidu a rozlozeni energie ve vlaknu...
22.1.2008 22:06:50   78.102.58.xxx 1411
Chtel bych se zeptat, preci ale kazda optika je zakoncena nejakym prevodnikem na normalni kabel. Tudiz na konci je vzdycky 100Mb nebo 1Gb, ktery vede do PC. Takze i kdyby PC bylo schopno nekdy v budoucnu zpracovat v realnem case vice informaci, tak stejne tam bude ten meziclanek, kterej to zpomali. Takze vyuziti hlavne na firemni site s vice PC. (Jsem laik)

Jinak jsem se dozvedel neco novyho, takze diky a docela bych se taky primlouval za pokracovani, treba jakych rychlosti se da dosahnout.
23.1.2008 09:58:20   78.41.23.xxx 1411
Někdy na konci 2006/začátku 2007 tuším Siemens protlačil 107 Gbit/S přes jednovláknovou optiku na vzdálenost 100mil. Nejsem si jistý jeslti pak bylo ještě něco potom. Ale byl to jen test.

Komerčně kolem 40Gbit/s
23.1.2008 07:22:17   194.108.108.xxx 1510
pro zakladní seznámení bez utopení v informacích stačí...
23.1.2008 09:01:43   81.19.47.xxx 1310
Článek byl původně koncipován na 2 části s tím, že 2. část se bude věnovat právě typům sítí, zaměří se více i na WDM a objeví se zde krátce po tomto článku. Pokračování v plánu je, ale nelze teď učit, kdy se na pctuningu objeví. Díky Vašim pozitivním ohlasům mě to do pokračování žene o to více. Díky.
23.1.2008 09:21:14   193.165.2.xxx 1410
Teda nevím, ale že by se optická vlákna dělala z křemíku :-)? Tak maximálně snad z křemenného skla.
23.1.2008 09:39:03   165.72.200.xxx 1411
Clanek v pohode. Jen takova poznamka. miniGBIC neni zrovna moc oficialni termin. Spravne je to SFP (Small Form-Factor Pluggable). I kdyz hromada lidi stejne vsemu rika GBIC
23.1.2008 10:03:39   193.179.124.xxx 159
Moc se mi clanek libil, ale musim uznat, ze tohle je na me fakt moc slozite, asi take proto, ze nemam moznost to videt na vlastni oci :-) Jinak chvalim autora, pekna prace.
23.1.2008 10:53:36   84.21.115.xxx 1510
Svařit vlákno (hlavně velmi dobře) je jedna věc. Další je následně celé vlákno změřit a vyhodnotit. Měří se dvěma způsoby. OTDRkem tzv. reflektometrické měření(jeden přístroj) a přímou metodou (dva přístroje na každé straně). Další věcí je kvalita sváru kterou požaduje ten či onen vlastník optického kabelu. Ze zkušenosti musím říci, že nejpřísnější limity útlumu sváru měl a má Telekom (O2), pak dlouho nic a pak všichni ostatní. Spoustě firem stačí, že se to prostě prosvítí... Ikdyž v poslední době se přece jen používají limity O2 i jinde.
23.1.2008 12:07:28   85.207.252.xxx 1510
Dekuji za perfektni a poucny clanek
Bude se hodit nejenom pri praci ale i jako info pro lidi kteri chtej vedet neco vic o optice.
23.1.2008 17:10:37   194.212.155.xxx 1411
Jeste bych dodal, ze krome SC a LC konektoru je hodne pouzivan i E2000. Konec kabliku je v nem pekne schovany a otvira se pouze kdyz se zapojuje. Necistoty na spojich dokazou nekdy udelat vetsi utlum nez vsechno ostatni
Jinak povedeny clanek;)
24.1.2008 08:51:31   192.108.125.xxx 1512
pekny clanok, len co robi rakva pri titulku tohto clanku na hlavnej stranke?
24.1.2008 22:16:55   90.177.17.xxx 1514
No ale je to krásná rakev, špičková práce, to musíš uznat.

Redakce si vyhrazuje právo odstranit neslušné a nevhodné příspěvky. Případné vyhrady na diskuze(zavináč)pctuning.cz

640 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 315.2Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.