Technologie přenosu dat přes optická vlákna | Kapitola 2
Seznam kapitol
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.
1. Mnohavidová vlákna (MM, multimode)
Pro mnohavidová vlákna se používají optické kabely s průměrem jádra 50 a 62,5µm
V současné době je typickou vlnovou délkou těchto vláken 850nm pro gigabitové aktivní prvky a 1310nm pro 100Mbitové aktivní prvky.
Technologie používající mnohavidová vlákna je relativně levná, na čemž se podílí jak samotná vlákna, tak i generátory a detektory světla. U mnohavidových vláken lze jako generátor použít např. LED. Generátor světla vytváří světelné impulsy, které tvoří několik paprsků - tzv. vidů. Z toho plyne název mnohavidových vláken. Tyto paprsky (vidy) se odráží od obalu jádra v různých úhlech – v různých dráhách. K detektoru však doráží jednotlivé vidy s určitým zpožděním mezi sebou, což se nazývá vidovou disperzí. Tato disperze má za následek zkreslení signálu a týká se zejména mnohavidových vláken se skokovou změnou indexu lomu. Jelikož toto zkreslení s délkou vlákna narůstá, používají se mnohavidová vlákna zhruba na vzdálenost do 2 km.
Mnohavidová vlákna s plynulou změnou indexu lomu jsou tvořena z tenkých vrstev, které se liší indexem lomu. Čím je paprsek dál od osy jádra, tím je index lomu menší a postupně se paprsek "vrací zpět" do středu jádra.
Tyto vlákna tedy netrpí vidovou disperzí a vyslané paprsky dorazí ke konci vlákna zhruba ve stejné časové okamžiky. Typický útlum těchto vláken je 2 až 10 db/km při vlnové délce 850nm.
Mnohavidová vlákna se nejčastěji používají u LAN sítí. Vzhledem k tlustšímu jádru optického kabelu se lépe na vlákno připevňují konektory.
2. Jednovidová vlákna (SM, singlmode)
Pro jednovidová vlákna se používají optické kabely s průměrem jádra pouhých 9µm (průměr vlasu 70µm). Typickými vlnovými délkami jsou v současné době 1310nm a 1550nm.
Signál je tvořen jedním videm (paprskem), který se šíří podél osy jádra a odráží se při ohybu.
Pro generování a detekci světla u jednovidových vláken je zapotřebí kvalitnějších a tedy i dražších zařízení. Jako generátory jsou zde používány zejména polovodičové lasery. Jednovidová vlákna využívají skokový index lomu a jejich útlum je při vlnové délce typicky 0,35 dB/km při vlnové délce 1310nm a 0,2 dB/km při vlnové délce 1550nm.
Použití jednovidových vláken je vhodné na dlouhé trasy cca 10 km a vysoké přenosové rychlosti (nebo kde je předpoklad, že je bude třeba v budoucnosti navyšovat).
WDM = "více v jednom"
Obecně jsou optická vlákna určena pro jednosměrný přenos. Pro obousměrnou trasu je tedy nutné mít alespoň 2 vlákna. Jedno pro příjem a druhé pro vysílání. Toto omezení však padlo s nástupem technologie vlnového multiplexu WDM (Wavelength-division multiplexing).
Tato technologie by se dala přirovnat k frekvenčnímu multiplexu, kdy pro jednotlivé přenosy jsou využívané různé frekvence. V případě technologie WDM, jsou jednotlivé přenosy realizovány světlem o různých vlnových délkách, tedy různých "barvách". Technologie WDM se využívá právě u jednovidových vláken, kdy pro příjem/vysílání je použita vlnová délka 1550nm a vysílání/příjem vlnová délka 1310nm.
Technologie WDM je neustále ve vývoji (roste rychlost a postupně klesá i cena) a jako technologie, které z ní vzešly lze označit: WWDM, CWDM a DWDM - kdy je pro přenos využito více vlnových délek, což umožňuje zvýšit propustnost (například dříve instalovaného!) vlákna.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
