Comunicarea prin fibră optică este o metodă de transmitere a informațiilor care utilizează radiația electromagnetică din domeniul optic ( infraroșu apropiat) ca purtător de semnal de informații și cablurile de fibră optică ca sisteme de ghidare . Datorită frecvenței purtătoare înalte și capacităților largi de multiplexare, debitul liniilor de fibră optică este de multe ori mai mare decât debitul tuturor celorlalte sisteme de comunicații și poate fi măsurat în terabiți pe secundă. Atenuarea scăzută a luminii într-o fibră optică face posibilă utilizarea comunicației prin fibră optică pe distanțe considerabile fără utilizarea amplificatoarelor. Comunicația prin fibră optică este lipsită de interferențe electromagnetice și este dificil de accesat pentru utilizare neautorizată: este extrem de dificil din punct de vedere tehnic să interceptați un semnal transmis printr-un cablu optic neobservat.
Comunicarea prin fibră optică se bazează pe fenomenul de reflexie internă totală a undelor electromagnetice la interfața dintre dielectrici cu indici de refracție diferiți . O fibră optică constă din două elemente - un miez, care este un ghid de lumină directă și o manta. Indicele de refracție al miezului este oarecum mai mare decât indicele de refracție al carcasei, datorită căruia fasciculul de lumină, care experimentează reflexii multiple la interfața miez-cochilie, se propagă în miez fără a-l părăsi.
Comunicarea prin fibră optică este din ce în ce mai utilizată în toate domeniile - de la calculatoare și sistemele spațiale de bord, aeronave și nave, până la sisteme de transmitere a informațiilor pe distanțe lungi, de exemplu, o linie de comunicații prin fibră optică Europa de Vest - Japonia , în mare parte din care trece prin teritoriul Rusiei . În plus, lungimea totală a liniilor de comunicații submarine prin fibră optică între continente este în creștere .
Fibră către fiecare casă (de exemplu Fiber to the premises, FTTP sau Fiber to the home, FTTH ) este un termen folosit de furnizorii de internet de telecomunicații pentru a se referi la sistemele de telecomunicații în bandă largă bazate pe realizarea unui canal de fibră și terminarea acestuia pe teritoriul utilizatorului final prin instalarea unui echipament optic terminal pentru furnizarea unei game de servicii de telecomunicații, inclusiv:
Costul utilizării tehnologiei cu fibră optică este în scădere, făcând acest serviciu competitiv cu serviciile tradiționale.
Istoria sistemelor de transmisie a datelor pe distanțe lungi ar trebui să înceapă cu antichitate, când oamenii foloseau semnale de fum. De atunci, aceste sisteme s-au îmbunătățit dramatic, a apărut mai întâi telegraful , apoi cablul coaxial . În dezvoltarea lor, aceste sisteme mai devreme sau mai târziu au întâlnit limitări fundamentale : pentru sistemele electrice, acesta este fenomenul de atenuare a semnalului la o anumită distanță, pentru sistemele cu microunde - frecvența purtătoare. Prin urmare, căutarea unor sisteme fundamental noi a continuat, iar în a doua jumătate a secolului al XX-lea a fost găsită o soluție - s-a dovedit că transmisia semnalului prin intermediul luminii este mult mai eficientă decât semnalele electrice și cu microunde.
În 1966, Kao și Hockham de la STC Laboratory ( STL ) au introdus filamente optice de sticlă obișnuite care aveau o atenuare mare (1000 dB/km) datorită impurităților pe care le conțineau, care în principiu puteau fi îndepărtate. Atenuarea unui cablu coaxial de cupru la acea vreme era de doar 5-10 dB/km.
Au existat două probleme globale în dezvoltarea sistemelor optice de transmisie a datelor: sursa de lumină și purtătorul de semnal. Prima a fost rezolvată odată cu inventarea laserelor în 1960, a doua odată cu apariția cablurilor optice de înaltă calitate în 1970. A fost dezvoltat de Corning Incorporated . Atenuarea în astfel de cabluri a fost de aproximativ 20 dB/km, ceea ce era destul de acceptabil pentru transmisia semnalului în sistemele de telecomunicații. În același timp, au fost dezvoltate lasere GaAs semiconductoare destul de compacte.
După cercetări intense între 1975 și 1980, a apărut primul sistem comercial de fibră optică, care funcționează cu lumină la o lungime de undă de 0,8 microni și folosind un laser semiconductor cu arseniură de galiu (GaAs). Rata de biți a sistemelor de prima generație a fost de 45 Mbps, distanța dintre repetoare a fost de 10 km.
Pe 22 aprilie 1977, în Long Beach, California, General Telephone and Electronics a fost primul care a folosit o legătură optică pentru a transporta traficul telefonic la 6 Mbps.
A doua generație de sisteme de fibră optică a fost dezvoltată pentru uz comercial la începutul anilor 1980. Au funcționat cu lumină cu o lungime de undă de 1,3 microni de la lasere InGaAsP. Cu toate acestea, astfel de sisteme erau încă limitate din cauza împrăștierii care are loc în canal. Cu toate acestea, deja în 1987, aceste sisteme funcționau la viteze de până la 1,7 Gbit/s, cu o distanță între repetoare de 50 km.
În URSS, sistemele de fibră optică de prima generație au fost testate la sfârșitul anilor 1970. Una dintre primele linii de comunicație prin fibră optică a fost instalată la centrul de calcul al centralei electrice districtuale de stat din Konakovo. Până la sfârșitul anului 1985, pe lângă comunicarea intra-obiect, întreprinderile industriale au creat linii de fibră optică pentru comunicarea intra-oraș (la Moscova, Leningrad, Gorki și Zelenograd) [1] . Ulterior, în ianuarie 1988, a fost pusă în funcțiune o linie de comunicații prin fibră optică, creată în cadrul unui acord interguvernamental între URSS și RDG [2] .
Așezarea primei linii de comunicație transoceanice prin fibră optică din lume a fost finalizată în 1988 (între Japonia și SUA), lungimea sa fiind de aproximativ 10 mii de kilometri [3] . Primul cablu optic telefonic transatlantic ( TAT-8 ) a fost pus în funcțiune tot în 1988. S-a bazat pe tehnologia de amplificare cu laser optimizată de E. Desurvir . TAT-8 a fost dezvoltat ca primul cablu submarin de fibră optică între Statele Unite și Europa.
Dezvoltarea sistemelor de multiplexare a undelor a făcut posibilă creșterea ratei de transmisie a datelor pe o singură fibră de mai multe ori, iar până în 2003, folosind tehnologia WDM, s-a atins o rată de transmisie de 10,92 Tbps (273 de canale optice de 40 Gbps). [4] În 2009, Bell Labs , prin multiplexarea a 155 de canale de 100 Gbps, a reușit să transmită date la o rată de 15,5 Tbps pe o distanță de 7.000 km. [5] În 2013, oamenii de știință de la Bell au testat o tehnologie de anulare a zgomotului care poate transmite 400 Gb/s prin fibră pe 12.800 km fără repetitoare de semnal. [6]
| Telefonie | |
|---|---|
| Tipuri |
|
| Echipamente de comunicare | |
| Rețelele telefonice | |
| Tehnologie |
|
| Companii de telefonie | |
Echipament utilizator | |
| Numere de telefon | |
| Apeluri |
|
| Aplicații și servicii |
|
| Portal despre telefonie | |
| conexiune internet | |
|---|---|
| Conexiune prin cablu | |
| Conexiune fără fir | |
| Calitatea conexiunii la internet ( ITU-T Y.1540, Y.1541) | Lățimea de bandă (lățime de bandă) ( ing. Lățimea de bandă a rețelei ) • Întârziere rețea (timpul de răspuns, ing. IPTD ) • Fluctuația întârzierii rețelei ( ing. IPDV ) • Rata pierdere a pachetelor ( ing. IPLR ) • Rata de eroare a pachetului ( ing. IPER ) • Factorul de disponibilitate |