Nepomýšlíte na optická vlákna?

dokončení z minulého čísla V minulém čísle Computerworldu jsme se věnovali jednomodovým a multimodovým optickým v...


dokončení z minulého čísla
V minulém čísle Computerworldu jsme se věnovali jednomodovým a multimodovým
optickým vláknům, dnes se zaměříme na kabely a další prvky optického řetězce.
Nezapomeneme ani na slíbenou technologii WDM.
Optické kabely
Vlastní optická vlákna je samozřejmě při jejich praktickém použitím třeba
chránit před mechanickými, tepelnými a chemickými vlivy. Základní ochranou je
již zmíněná primární ochrana tvořená až 3 akrylátovými vrstvami, které jsou na
vlákna nanášeny už přímo u výrobce při procesu jeho tažení z preformy. Tato
ochrana má nižší index lomu než má jádro, takže světlo, které by dosáhlo stěn
jádra, se odráží zpět a pokračuje ve své cestě.
Výrobce kabelu pak na primární ochranu nanáší tzv. sekundární ochranu, která se
dělí na pevnou, kdy se na primární ochranu nanáší vhodný plast, např. PVC, nebo
na volnou, kdy je vlákno uloženo do trubičky naplněné zpravidla speciálním
gelem. Existují samozřejmě různé konstrukce, lze se setkat i s vícevrstvými
modely. Některé typy optických kabelů např. obsahují i měděný drát, který lze
využít pro napájení opakovačů. Pro zajištění dostatečné pevnosti kabelu se pak
používají přídavná vlákna z nějakého velmi pevného materiálu, např. z oceli.
Konstrukce kabelu musí pochopitelně odpovídat požadované aplikaci. Kabely se
tak liší nejen ochranou nebo použitím tahových prvků, ale také počtem vnitřních
vláken a systémem jejich barevného rozlišení. Jiné kabely jsou vhodné pro
uložení do země, jiné do moře, další jsou samonosné a jiné se zase hodí pro
zafouknutí do trubky. Optické kabely pro sítě mívají alespoň 2 vlákna, každé
pro jeden směr komunikace.
Další prvky
Pro spojení prostřednictvím optických kabelů je pochopitelně třeba také řady
dalšího vybavení. Jedná se především o optický vysílač, generující signály na
jedné straně, a přijímač na straně druhé. Dalšími součástmi optického
přenosového systému jsou pak optické repeatery, rozbočovače a samozřejmě také
konektory. Jak už bylo zmíněno, především první 3 zmíněné prvky nejsou ani
zdaleka schopny využít přenosovou kapacitu optických vláken.
Optický vysílač (transmitter) obsahuje mimo elektroniky také vlastní optický
zdroj, převádějící elektrické signály na signály optické. Světelným zdrojem
může být buď LED-dioda (light emitting diode), nebo laser. Výhodou laserů je
podstatně kratší doba náběhu, která se pohybuje v řádech jednotek nebo desítek
nanosekund, úzká spektrální šířka okolo 1 nm (a tedy malý rozsah současně
vysílaných vlnových délek), mnohem menší emitující plocha a silná výstupní
energie.
Výhoda diod pak spočívá především v nižší ceně a delší životnosti. Proto se
LED-diody používají v lokálních sítích a obecně všude tam, kde jsou
postradatelné již zmíněné dobré vlastnosti laserů.
Na opačném konci optického vlákna převádí optické signály
na elektrické přijímač (receiver). Vlastní optický signál přijímá fotodetektor,
ze kterého již elektrický signál putuje do zesilovače. Po zesílení je pak
zpracován tak, aby se zjistila původní informace vyslaná do optického vlákna.
Kombinací obou zmíněných prvků je optický transceiver, který tedy v sobě
obsahuje jak přijímač, tak vysílač. Obě tyto součásti bývají uspořádány
paralelně, takže mohou pracovat nezávisle na sobě. Další součástí optických
sítí může být optický repeater, který zesiluje (a příp. znovu tvaruje) signál a
také rozbočovač, který příchozí signál rozděluje do dvou nebo více cest.
Zapomenout nemůžeme ani na optické konektory. Pro spojování optických vedení
lze použít jak mechanické konektory, tak svary. Pro připevnění vláken ke
konektorům se používají epoxidové pryskyřice, v současnosti však nabízí
podstatně jednodušší řešení firma 3M jedná se o systém s názvem Volition, který
používá konektor VF-45 podobný klasickému konektoru RJ pro metalickou kabeláž a
jeho připevnění k optickému vláknu je otázkou (doslova) pár minut.
WDM
Jak už bylo několikrát zmíněno, přenosové schopnosti optických vláken
(především jednomodových) výrazně převyšují schopnosti dalších prvků optického
přenosového řetězce. Protože požadavky na šířku pásma neustále rostou, snaží se
pochopi-telně výrobci tento nedostatek napravit a za vhodnou cestu je
považována technologie WDM Wavelenght Division Multiplexing.
Základní myšlenka WDM je prostá jednovidový optický kabel nabízí šířku pásma
okolo 25 000 GHz, ale ta je typicky využita jen pro přenosy v řádech Gb/s.
Kdyby se podařilo uskutečnit více takových přenosů současně, množství přenesené
informace by se samozřejmě úměrně zvětšilo. Mají-li se informace v jednom
vláknu přenášet současně, musí se každý tok přenášet na jiné vlnové délce.
Přenáší se tak vlastně různými barvami světla.
Na konci i na začátku vlákna, po kterém se uskutečňují přenosy technologií WDM,
je tzv. WDM switch. Ten je schopen na "vstupní straně" převzít různá data (z
různých zdrojů) a "smíchat" je do jednoho optického kabelu, na druhé straně je
pak zase rozdělí příslušným příjemcům. K tomu se používají lasery, s jejichž
pomocí se separují jednotlivé "barvy signálu" do samostatných vedení.
Technologie WDM představuje výhodné řešení např. pro telekomunikační
společnosti, které mohou jednotlivým zákazníkům nabídnout každému jeho vlastní
frekvenci, příp. jejich větší množství podle konkrétních potřeb.
Rozšířením WDM vznikla technologie DWDM (dense WDM). V té je především jasně
definována možnost přenášet jedním vláknem různé typy dat současně, např.
provoz LAN, ATM apod. Zařízení používající WDM i DWDM dovolují nastavit
jednotlivým druhům provozu příslušné priority.
Práce na vývoji produktů s technologiemi WDM a DWDM oznámily např. společnosti
Ericsson nebo IBM, která představila např. svůj produkt s názvem Muxmaster.
Také společnost Cisco oznámila, že má v úmyslu integrovat do svých přepínačů a
směrovačů porty podporující zmíněné technologie.
Závěr
Optická vlákna mají stále ještě pověst technologie vymykající se běžnému
použití. Její doba pro použití v menších aplikacích však již pomalu přichází,
připomeňme zde např. i karty pro optická vlákna od společnosti 3Com, o kterých
jsme vás informovali v CW 30/98. V oblasti telekomunikací se pak dá očekávat
posun optických technologií směrem k podstatně efektivnějšímu využití přenosové
kapacity stávajících optických vláken.
8 1944 / pen









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.