Что такое ВОЛС: принцип работы и особенности

Расшифровка ВОЛС – волоконно-оптические линии связи, официально, по ГОСТ Р 54417-2011 применяется термин ВОСП (волоконно-оптические системы передачи). В качестве проводника в таких системах, в отличие от традиционных медных проводов, используются оптические волокна.

Оптические кабели обеспечивают высокую скорость, чистоту и безопасность передачи больших объемов данных на значительные расстояния. Оптоволоконные сети обеспечивают моментальный обмен информацией между городами, странами и континентами.

Принцип работы оптоволоконной сети – передача информации при помощи светового сигнала, обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа, исключает сторонние электромагнитные помехи, позволяет создать качественное широкополосное интернет соединение, телефонную и телевизионную связь.

Уникальные свойства оптического волокна с успехом используются для прогнозирования сейсмической активности, изучения льдов Арктики, мониторинга сложных производственных процессов в нефтехимической, добывающей промышленности.

Компоненты ВОЛС

Построение волоконно-оптической линии связи требует использования активного и пассивного оборудования, которое обеспечивает отправку, передачу и ретрансляцию сигнала.

Активные компоненты оптоволоконной сети подключаются к электросети, пассивные – соединительные, работают без электропитания.

Активное оборудование обеспечивает отправку, ретрансляцию и прием светового сигнала:

• усилители – необходимы для координации мощности сигнала при передаче данных на большие расстояния;

• регенераторы – восстанавливают искаженные параметры передачи;

• лазер – преобразователь электрических сигналов в оптические;

• модулятор – корректирует оптическую волну;

• маршрутизаторы – распределительные устройства, координирующие отправку данных конкретным абонентам, сетям;

• коммутаторы – оборудование перераспределяющие большие объемы данных между группами конечных потребителей;

• фотоприёмник – преобразует получаемый оптический сигнал в электрический.

К пассивному оборудованию в первую очередь относится оптический кабель. От его технических характеристик зависит надежность защиты, пропускная способность сетей ВОЛС, чистота, параметры скорости передачи данных.

Одномодовые ОК с одним оптическим волокном, используются для магистральных трасс, между городами, странами, так как обеспечивают высокую пропускную способность линий, прокладываемых на большие расстояния.

Многомодовые кабеля, с большим количеством волокон, позволяют подключать многочисленные группы конечных абонентов, обеспечивают построение сложных отраслевых структурированных кабельных систем (СКС).

Конструктивные параметры оптических кабелей рассчитаны на разные условия эксплуатации, предусмотрена защита от высоких температур, открытого пламени, механических повреждений, динамических и вибрационных нагрузок, несколько степеней модульной защиты хрупких оптических волокон.

К пассивным устройствам относятся все коммутационные компоненты, необходимые для монтажа оптоволоконной линии связи:

• муфты, кроссы – для соединения отдельных участков кабеля;

• шнуры, коннекторы, разъемы, патч-корды – для подключения к активному оборудованию, устройствам конечных пользователей;

• распределительные шкафы, стойки – монтажные элементы сетей СКС;

• адаптеры – элементы, соединяющие линии с различными техническими параметрами.

Проектирование оптоволоконных сетей требует точного расчета технических параметров, возможностей компонентов, используемого активного и пассивного оборудования. Учитывается степень затухания, сила, дисперсия светового сигнала, пропускная способность сети, количество подключаемых абонентов, протяженность линии связи.

Основные преимущества и недостатки ВОЛС

Оптоволоконные сети успешно заменяют традиционные линии связи во всех отраслях современных средств коммуникаций благодаря ряду технологических преимуществ:

• на качество сигнала не влияют электромагнитные помехи, ОК можно прокладывать по линиям ЛЭП, параллельно с электрическими проводниками;

• небольшой вес кабелей существенно облегчает и ускоряет монтаж, снижает себестоимость линий связи;

• благодаря низкому затуханию сигнала возможна передача информации на большие расстояния (до 100 км и больше) с минимальными искажениями, без установки дополнительных ретрансляторов;

• высокая скорость, пропускная способность линии – по одному волокну можно передавать терабиты данных в секунду;

• пожарная безопасность, стойкость к негативному влиянию высокой влажности, агрессивных химических сред, коррозии;

• полная безопасность соединения, исключены сторонние несанкционированные подключения к сети, перехват передаваемой информации;

• длительный безремонтный срок эксплуатации;

• низкая стоимость комплектующих – в отличие от медных проводников, стеклянные волокна стоят недорого, дальнейшее усовершенствование и модернизация активного оборудования в ближайшем будущем существенно удешевит стоимость ВОЛС.

Кроме неоспоримых достоинств оптоволоконные сети имеют и ряд недостатков:

• необходимо профессиональное проектирование, подбор комплектующих и оборудования, с учетом эксплуатационных, монтажных параметров, геологических и природных условий прокладки трассы;

• цена активного оборудования, монтажных компонентов пока довольно высокая;

• необходимо специализированное оборудование, профессиональные инструменты для прокладки, монтажа линий связи;

• высокая стоимость ремонтных работ.

Модернизация приемной и передаточной активной аппаратуры, пассивных комплектующих направлена на снижение себестоимости, повышение качества, скорости передачи сигнала. Ведутся научные работы по удешевлению производства оптического кабеля.

ВОЛС – это информационные технологии будущего, которые вскоре полностью заменят традиционные линии связи.