Die Faseroptik gilt seit vielen Jahren als eines der zentralen Entwicklungsgebiete der Kommunikationstechnik. Fachleute setzten zunächst große Hoffnungen in dieses Konzept, die bis heute nur durch periodische Erfolge bei der Verlegung von Kommunikationsnetzen unterschiedlicher Größe bestätigt werden. Insbesondere die faseroptische Kommunikation hat sich am Beispiel der pazifischen Kommunikationsleitungen bereits bewährt, zukünftig soll diese Basis auch in Laser- und Sensorsystemen zum Einsatz kommen.
Was ist Faser?
Die auf Glasfasernetzen basierende Kommunikation basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Strahlung, aufgrund derer ein Signal übertragen wird. Der physikalische Träger sind Lichtleiter, die sich durch Störfestigkeit und hohe Bandbreite auszeichnen. Was also ist ein Lichtleiter und was hat er mit der Datenübertragung zu tun? Diese Faser besteht aus Glas miteinige Zusatzstoffe, dank derer der Hersteller individuelle optische Eigenschaften variieren kann. Als Minimum ist eine Polymerbeschichtung erforderlich, um die Faser vor äußerer Beschädigung zu schützen. Tatsächlich ist diese Faser auch in ihrer Struktur heterogen. Es besteht aus einem Kern mit einem Durchmesser von etwa 8-10 Mikrometern sowie einer umgebenden Hülle, die einen Zylinder mit einer Dicke von etwa 100-125 Mikrometern bildet. Das Funktionsprinzip eines faseroptischen Kommunikationskanals liegt in der Fähigkeit des Lichtleiters, elektromagnetische Wellen mit bestimmten Brechungsindizes intern zu reflektieren. Ein bedingter Lichtstrahl, der sich im Inneren der Glasfaser bewegt, wird von der Hülle von innen reflektiert, ohne den Stromkreis zu verlassen. Auf diese Weise wird ein Signal mit unterschiedlichen Dämpfungswerten geliefert.
Leistungsmerkmale von Glasfasernetzen
Die wichtigsten positiven Aspekte des Betriebs von Glasfaserleitungen sind mit einer hohen Geschwindigkeit der Informationsübertragung verbunden. Bis vor kurzem wurde dieser Wert als Rekordwert von 1 Terabit pro Sekunde angegeben. Diese Daten gelten jedoch schon jetzt als irrelevant in Bezug auf Rekordzahlen. Somit haben neue Technologien von Wellenmultiplexsystemen es optischen Fasern ermöglicht, eine Signaldienstrate von 15 Tbps bereitzustellen. Große Telekommunikationsunternehmen praktizieren die Nutzung von Mehrkanal-Glasfaserkommunikation über Entfernungen von bis zu 10.000 km mit Unterstützung für Geschwindigkeiten von 100 Gbit/s. Übrigens kann eine Spur bis zu 150-200 Kanäle enth alten, dieaufgrund des geringen Durchmessers der Fasern. Eine Stammleitung ohne äußere Schutzhülle hat eine Dicke von nicht mehr als 1 cm Was die Dämpfung betrifft, die nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Gesamtqualität der Signalübertragung beeinflusst, ist diese Zahl im Fall von Glasfaser 5dB/km. Dies ist ein extrem guter Indikator im Vergleich zu herkömmlichen Stromnetzen, die es ermöglichen, Leitungen über 100 km und mehr ohne zwischengesch altete Signalumsetzungspunkte zu verlegen.
Profis der Technik
Faseroptik hat neben hoher Übertragungsgeschwindigkeit und geringer Dämpfung folgende Vorteile:
- H altbarkeit des Netzbetriebs.
- Prozesssicherheit.
- Schutz vor äußeren elektromagnetischen Einflüssen.
- Hochgradige Signalcodierung, wodurch die Möglichkeit des Abfangens von Daten praktisch ausgeschlossen wird.
- Breitband.
- Geringes Gewicht und bescheidene Größe.
Das Ausmaß, in dem die oben genannten Vorteile in einer bestimmten Glasfaser-Kommunikationsleitung zum Vorschein kommen, hängt von der Art ihrer Verlegung und der Qualität des Materials ab. So ist beispielsweise eines der wichtigsten Hindernisse für einen Massenübergang zu dieser Methode der Kommunikationsorganisation in Russland das geringe Niveau an Spezialisten auf diesem Gebiet und die unbefriedigende Qualität der Verbrauchsmaterialien.
Nachteile der Technologie
Es gibt auch charakteristische Nachteile von Glasfasernetzen, die sogar auftreten könnenunabhängig von der Qualität der technischen Umsetzung der Kommunikationswege. Darunter steht:
- Hohe Kosten. Sowohl bei der Organisation der technischen Infrastruktur als auch bei deren Wartung übersteigen die Kosten nach wie vor die Kosten für die Einrichtung und den Betrieb bekannterer Kommunikationswege.
- Die Zerbrechlichkeit der Struktur. Einer der empfindlichsten Nachteile von Glasfasern sind ihre Installationsbeschränkungen. Nur bei direkter Verlegung der Leitungen ist die Dauerh altbarkeit der High-Level-LWL-Kommunikation zu gewährleisten. Dieses Problem wird jedoch nach und nach gerade dadurch gelöst, dass spezielle Additive in die Struktur des Faserkerns eingebracht werden.
- Hohe Anforderungen an Telekommunikationsinfrastruktur. Auch hier können Sie bei der Verwendung von Glasfaserleitungen nur dann mit einer hohen Leistung rechnen, wenn das System auf moderner Netzwerkausrüstung organisiert ist.
Anwendung der Glasfaserkommunikation in Russland
Wie in anderen Ländern mit fortgeschrittener technologischer Entwicklung findet Glasfaser in Russland vor allem in der Telekommunikationsbranche ihren Platz. Dies ist jedoch nicht der einzige Bereich, der diese Technologie beherrscht. Lichtwellenleiter werden in Messgeräten, Röntgengeräten (einschließlich MRI), Gyroskopen und Sicherheitsalarmsystemen verwendet. Dabei sind technische Integrationsmethoden oft ähnlicher Natur, was auch durch die Bandbreite der benötigten Arbeitskräfte für die Organisation solcher Systeme bestätigt wird. Insbesondere offene Stellen für Glasfaserkommunikationumfasst Jobs für Schweißer, Monteure und Systemingenieure. Das Gleiche gilt für die Wartung der Glasfaserinfrastruktur.
Probleme bei der Implementierung von Glasfaserkommunikation
Eine Reihe großer russischer Telekommunikationsanbieter haben finanzielle Schwierigkeiten bei der Umstellung auf neue Technologien zur Organisation von Netzwerken. Dies liegt unter anderem an den hohen Kosten für die technische Erneuerung von Netzen mit dem vollständigen Austausch sowohl von Sign alträgern als auch von Betriebsmitteln. Das Metropolunternehmen MGTS betrachtet die Glasfaserkommunikation als einen der Schlüsselbereiche der heutigen Entwicklung, gleichzeitig stellen seine Vertreter jedoch auch die Schwierigkeiten fest, die mit der mangelnden Bereitschaft der Abonnenten selbst verbunden sind, auf neue technologische Mittel umzusteigen. Viele Benutzer sind mit dem herkömmlichen Kupferdrahtnetz zufrieden, das ausreichende Datenübertragungseigenschaften für Verbraucher bietet. Sie wollen nicht zu viel für Innovationen bezahlen, was den Betreiber dazu zwingt, die Kosten für die Wartung von zwei Arten von Telekommunikationsnetzen zu tragen.
Aussichten für die Entwicklung der Glasfaserkommunikation
Wenn der Massenverbrauchermarkt noch zurückh altend auf den evolutionären Übergangsprozess zur Glasfaser eingestellt ist, dann blicken die weltweit führenden Unternehmen bereits in die Zukunft, die durch faseroptische Kommunikationstechnologien in verschiedenen Bereichen eröffnet wird. Zur ZeitZu den vielversprechendsten Bereichen gehören verteilte Sensorsysteme und faseroptische Laser. Die erste Technologie wird es ermöglichen, zerstörungsfreie Prüfungen von Bau- und Ingenieurstrukturen mit einer breiten Palette von Analyseausgabedaten durchzuführen - insbesondere mit genauen Indikatoren für Temperatur, Druck und Verformungsprozesse des Objekts. Was Faserlaser anbelangt, bieten ihre Eigenschaften und emittierten Welleneigenschaften beispiellose Möglichkeiten bei der physikalischen Bearbeitung fester Materialien.
Schlussfolgerung
Kommunikation auf Basis von Glasfasertechnologie, mit allen negativen Anwendungsfaktoren, weitet ihren Reichweitenbereich aus. Dies wurde zu einem großen Teil durch das technologische Format des GPON-Netzwerks ermöglicht, das ein optimiertes Konzept von Glasfaser-Amtsleitungen ist. Rostelecom hat als eines der größten Telekommunikationsunternehmen in Russland einen großen Schritt in der technologischen Entwicklung dieses Formats gemacht. Heute führt es das Verlegen von Leitungen ohne zwischengesch altete Verstärkungsknoten über Entfernungen von 20 bis 60 km mit Unterstützung für Geschwindigkeiten von bis zu 1,25 Gb / s durch. Und dies ist nur eines der möglichen Formate für den heutigen Einsatz von Glasfaser in der Telekommunikationsbranche.
