Оптическое волокно и оптоволоконный интернет. что это и как подключить?

До оптоволокна: DSL и кабель

Цифровая абонентская линия (DSL) использовала существующие телефонные линии для передачи данных, которые обычно делались из меди. DSL медленный, старый, и по большей части был поэтапно отменен в пользу кабеля, но он остается в некоторых сельских районах. Средняя скорость для DSL составляет около 2 Мбит/с.

Кабельный интернет использует коаксиальный кабель, также изготовленный из меди, и, как правило, поставляется с такими же кабелями, которые используются для управления телевизионной сетью. Вот почему многие интернет-провайдеры предлагают в комплекте планы с подпиской на телевидение и доступом в Интернет. Средняя скорость для кабеля варьируется, но колеблется от 20 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Эксплуатационные характеристики оптико-волоконных сетей

Основные положительные аспекты эксплуатации оптоволоконных линий связаны с высокой скоростью доставки информации. До недавнего времени данная величина выражалась в виде рекордного показателя 1 Терабит в секунду. Однако уже сейчас и эти данные считаются неактуальными с точки зрения рекордных показателей. Так, новые технологии систем волнового мультиплексирования позволили оптическим волокнам обеспечивать скорость обслуживания сигнала на уровне 15 Тбит/с. Крупные телекоммуникационные корпорации практикуют использование многоканальной оптико-волоконной связи на расстояния до 10 000 км с поддержкой скорости в 100 Гбит/с. К слову, одна трасса может содержать до 150-200 каналов, что обуславливается малым диаметром волокон. Одна магистральная линия без внешней защитной оболочки имеет толщину не более 1 см. Что касается величины затухания, которая влияет не только на скорость, но и на общее качество передачи сигнала, то этот показатель в случае с оптоволокном составляет 5 дБ/км. Это крайне хороший показатель по сравнению с традиционными электрическими сетями, что дает возможность прокладывать линии на 100 км и более без промежуточных пунктов преобразования сигнала.

Видео

Справочник транзисторов.

Результаты подбора транзистора (поиска аналога)

Как изготавливается оптоволокно?

Рассмотрим то, каким образом осуществляется промышленный выпуск оптоволокна.

В числе самых распространенных методов производства соответствующего материала — осаждение из газовой фазы посредством химической реакции. Данная процедура реализуется в несколько этапов. На первом изготавливается кварцевая заготовка, на втором — из нее формируется волокно. Данный процесс предполагает использование следующих веществ: хлорированный кварц, кислород, чистый кварц. Рассматриваемый способ производства оптоволокна характеризуется, прежде всего, возможностью обеспечивать высокую химическую чистоту материала. В некоторых случаях на заводе-изготовителе формируются также градиентные волокна с целевыми характеристиками преломления. Их возможно обеспечить за счет использования в ходе изготовления оптоволокна различных присадок — титана, фосфора, германия, бора.

Основные преимущества оптоволокна

Оптическое волокно как технология имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционными типами кабелей. В числе таковых:

— устойчивость к помехам, электромагнитным полям;

— более высокая пропускная способность;

— небольшая масса и легкость в транспортировке;

— нет необходимости заземлять передатчик сингала и приемник;

— нет коротких замыканий.

Рассматриваемый тип кабелей способен передавать сигнал на очень большие расстояния. Оптическое волокно как ресурс для организации проводных коммуникаций активно стал внедряться в развитых странах в 70-е годы. Сейчас уровень проникновения соответствующих технологий в России — один из самых динамичных в Европе.

Изучим теперь то, какими основными типами представлены оптоволоконные решения.

Пределы оптического волокна

Есть причина, по которой оптоволоконный интернет не стал общедоступным. Волокно намного дороже для запуска и не оправдывает затраты, когда кабельные линии уже доступны. Для большинства людей скорость 20-100 Мбит/с, которую они получают на кабеле, достаточна, так как большинство загрузок из интернета не очень объёмные.

Ваша скорость настолько же хороша, как и самое слабое звено, и хотя волокно, безусловно, лучше меди, вы не увидите увеличения фактической скорости загрузки из-за ограничений на сервере, с которого вы загружаете. Такое приложение, как Steam, загружающее игру на 10 ГБ, должно выполнять это за несколько секунд при волоконно-оптическом соединении на 1000 Мбит/с, но, на самом деле, вы получите максимальную скорость 50 Мбит/с от серверов Steam.

Если вы используете приложение, которое поддерживает повышенную скорость или имете несколько компьютеров в доме, то оптоволокно может быть хорошим вариантом для вас. Прямо сейчас, однако, он остается сервисом, доступным только в нескольких избранных городах.

Какое оборудование нужно для подключения к интернету в частном доме

Для подключения интернета от «Ростелекома» необходимо купить и настроить оборудование. Его можно также взять в аренду у провайдера с правом последующего выкупа. В зависимости от технологии подключения меняется и комплектация.

Подключение по телефонной линии

Вам понадобится ADSL-модем.

Выберите и подключите в сеть ADSL-модем

Разные типы таких модемов подключаются к интернету после установки специального фильтра — сплиттера. Он разделяет аналоговый голосовой и цифровой сигналы: можно одновременно пользоваться телефоном и интернетом.

Подключите сплиттер в сеть перед модемом

Видео: подключение и настройка ADSL-модема

Модем должен быть оборудован Wi-Fi-устройством, чтобы поддерживать работу нескольких устройств в сети.

Подключение по оптоволоконной линии

Вам понадобится GPON-модем. Такой модем может совмещать в себе функции Ethernet и Wi-Fi-маршрутизатора. Если можете, сразу установите маршрутизатор для организации внутридомовой сети.

Приобретите и подключите в сеть маршрутизатор

Он поможет разделить интернет-сигнал на несколько устройств: ноутбук, планшет, смартфон, телевизор, телефон. Разделить можно по проводам, подключённым к LAN-разъёмам маршрутизатора, или через Wi-Fi-соединение. Настроить маршрутизатор можно через любой браузер на сайте стандартных настроек, например, 192.168.100.1.

Подключение по Wi-Fi

Вам понадобится комплект оборудования. Как правило, он указывается в договоре или на сайте дистрибьютора компании «Ростелеком».

Выберите необходимое оборудование для подключения к интернету

В комплект входят:

  • LTE-антенна для приёма беспроводного сигнала интернета от точки доступа большого радиуса действия;
  • Wi-Fi-маршрутизатор для приёма и разделения сигнала;
  • переходники-адаптеры;
  • соединительный кабель;
  • стеновое крепление для кабеля.

Подключение к интернету по 3G и 4G

Интернет от «Ростелекома» в частном доме можно также подключить по 3G и 4G, если позволяют технические условия. Для такого подключения используют сети «Ростелекома» и LTE-антенны. Подключают при помощи специального модема в формате USB, снабжённого SIM-картой со специальным тарифом.

Выберите 3G-модем или 4G-модем для подключения к интернету

3G-модем может поддерживать скорость до 3,4 Мбит/сек, а 4G-модем до 30 Мбит/сек. В будущем производитель обещает увеличение скорости до 1 Гбит/сек.

Подключение по телевизионному кабелю

Если технические условия в регионе позволяют, то можно подключить интернет по технологии DOCSIS, используя телевизионный кабель в качестве проводника интернет-сигнала.

При необходимости арендуйте модем у компании «Ростелеком»

Модем для подключения по телевизионному кабелю можно арендовать у «Ростелекома». У такого модема есть встроенный в прошивку ключ. Ему не нужна дополнительная настройка, сразу после подключения к телевизионному кабелю он декодирует телесигнал в Ethernet-сигнал.

Скалыватель оптических волокон

После снятия лакового слоя с волокна, его требуется протереть безворсовой салфеткой, смоченной в спирте.

Ошибка №7
При чистке следующего волокна рекомендуется использовать другую салфетку, ну или по крайней мере ту ее часть, которая не участвовала в предыдущей очистке, либо не контактировала с вашими пальцами.

Если жила идеально чистая, протирая ее салфеткой, вы должны услышать характерный скрипящий звук.

Ошибка №8
С этого момента дотрагиваться до волокна руками или чем-либо другим ни в коем случае нельзя.

Более того, пока вы ее не поместили в сварочный аппарат, на нее даже пылинки не должно осесть. Это все влияет на качество сварки и уровень потерь.

После этого волокно нужно идеально ровно отрезать.

Ошибка №9
Нельзя это делать каким-либо другим инструментом, кроме специального скалывателя.

Хотя в СССР на ранних порах развития оптики, применялся даже вот такой универсальный набор кабельщика ВОЛС.

Срез должен быть очень четким, иметь строго цилиндрическую форму, без каких-либо углов и сколов.

Скалыватель может быть как встроен в сварочный аппарат, так и идти отдельным инструментом. Второй вариант предпочтительнее.

Просто помещаете проводок в скалыватель и закрываете крышечки до щелчка.

Ошибка №10
Внимание – остатки и отрезанные кусочки оптоволокна должны обязательно собираться в отдельный контейнер.

Нельзя чтобы они упали на пол, на стол или попали еще куда-либо. Толщина этих жилок настолько мала, что попав вам под кожу, этот кусочек может проникнуть в вену и начнет свое путешествие по всему организму. Также его можно случайно вдохнуть в легкие.

Все это в конечном итоге приведет к печальным последствиям.

Многие решают проблему сбора обрезков при помощи обычных кусочков изоленты. Дешево и сердито.

Ошибка №11
После скалывания волокно больше нельзя протирать спиртом или касаться им чего-либо.

Даже находиться с ним в пыльных или антисанитарных условиях запрещено. Создайте для этого подходящее рабочее место (палатка, затащите и спрячьте кабель в машину и т.п).

12.2. Основные показатели ВОЛС, реализованных методом навивной технологии

Навивка волоконно-оптического кабеля (ВОК) может осуществляться практически на любые несущие элементы: грозозащитный трос, фазовые и распределительные провода ЛЭП, специально повешенный металлический трос и пр.

Наиболее интересна с точки зрения практической реализации навивка ВОК на фазовые провода высоковольтных ЛЭП, так как они располагаются значительно ниже всех других элементов последних и в то же время это самая мощная несущая конструкция в структуре проводов ЛЭП.

Способ навивки ВОК на фазовые провода ЛЭП позволяет использовать кабель облегченной конструкции без металлических армирующих элементов.

Если сравнивать реализацию ВОЛС на основе самонесущего ВОК и на основе навивной технологии, необходимо выделить основные два фактора, приводящие к повреждениям ВОЛС на основе самонесущего кабеля:

— обледенение с возможностью его повреждения;

— вибрация под воздействием ветровых нагрузок, что также приводит к повреждениям.

Навивка ВОК на фазовый провод ЛЭП позволяет в значительной мере исключить обледенение системы «кабель-провод», так как оно наступает при нулевой температуре окружающей среды. Исследования и длительные наблюдения за поведением этой системы свидетельствуют, что влагозащитная оболочка ВОК, подверженная воздействию мощного электромагнитного поля ЛЭП, разогревается и ее температура становится на 1-2 °С выше температуры окружающей среды, что препятствует налипанию снега на систему «кабель-провод» и образованию больших комков льда.

Кроме того, навивка ВОК на фазовый провод, существенно (на 40- 60 %) снижает уровень вибрации системы.

Этот факт объясняется изменением условий обтекания воздушным потоком данной системы и зависит от соотношения диаметров фазового провода и ВОК. Рассмотрим, каким образом происходит снижение уровня вибрации (рисунок 12.1). Воздушные массы при обтекании пустого фазового провода завихряются незначительно, что и вызывает постоянные колебания провода. Когда на фазовый провод навит ВОК, происходит существенное увеличение завихрений воздушного потока, которое компенсирует воздействие основного потока, снижая уровень раскачивания провода.

Рисунок 12.1 Эффект обтекания воздушными массами системы «фазовый провод — навитый ВОК»

Исследования показывают, что наибольший эффект снижения вибрации достигается, когда соотношение диаметров кабеля и провода близко к 1, но это условие обычно невыполнимо, поскольку в среднем, диаметр фазового провода лежит в пределах 18-22 мм, а диаметр ВОК в районе 8 мм.

Кроме того, применение навивной технологии устраняет проблемы перехода через значительные водные преграды, овраги, ущелья и другие препятствия протяженностью до 800 м при наличии переходов ЛЭП

Реализация достоинств навивной технологии строительства ВОЛС возможна только при создании простой, надежной и высокоэффективной технологии навивки ВОК как на фазовые провода ЛЭП, так и на любые другие несущие элементы существующих энергосистем.

Основное внимание при этом необходимо уделить устройству навивки кабеля, спускам с фазового провода, конструкции и технологии монтажа оптических муфт. Одним из вариантов реализации навивной технологии является применение навивочной машины, основу которой составляет размещение барабана с кабелем соосно оси несущего провода (рисунок 12.2)

Одним из вариантов реализации навивной технологии является применение навивочной машины, основу которой составляет размещение барабана с кабелем соосно оси несущего провода (рисунок 12.2).

Навивочная машина имеет два барабана: рабочий, на который определенным образом наматывается длина ВОК, равная длине пролета между опорами ЛЭП, и базовый, на котором находится вся строительная длина ВОК. Базовый барабан может быть установлен на тележку машины или находится на земле. Установка на тележку машины осуществляется, как правило, в случаях перехода через различного рода преграды. После намотки ВОК на рабочий барабан кабель пропускается через сбрасыватель водила, и рабочий барабан стопорится. Если машину перемещать вдоль провода витки кабеля, расположенного на рабочем барабане, будут сбрасываться вращающимся водилом на провод и равномерно по нему распределяться. Шаг навива в этом случае будет определяться диаметром образующей рабочего барабана.

Рисунок 12.2 Схема навивочного устройства

В рассматриваемом варианте реализации навивочной машины полностью отсутствуют сложные механические передачи. Отсутствуют неуравновешенные моменты сил, что при определенном усилии вращения водила, обеспечивает равномерную укладку ВОК на провод.

Световод

Основная статья: Световод прямоугольный, трубчатый

Свет трубы

Световод прямоугольный, трубчатый — физические структуры, используемые для транспортировки или распределения природного или искусственного света в целях освещения на приведенных примерах оптических волноводов. Их применение — это практика размещения окон или других отверстий и отражающей поверхности такое, что в течение дня естественный свет обеспечивает эффективное внутреннее освещение, их также часто называют трубчатые практическими устройствами, солнцем, трубами, террасой областей, или переходом на летнее время с дневными трубми. Легкие трубы могут быть разделены на две широкие категории: полые структуры, содержащие свет с отражающей подкладкой и прозрачными твердыми телами, содержащих свет с полным внутренним отражением.

Говоря вообще, свет труба или трубка свет может относиться к:

  • трубы или трубы для транспортировки света в другое место, сводя к минимуму потери света;

Оба имеют целью освещения, например, в архитектуре.

Применение

Волоконно-оптическая связь

Основная статья: Волоконно-оптическая связь

Волоконно-оптический кабель

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды для передачи информации в волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищённость от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния, возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи и пропускной способностью даже при том, что скорость распространения сигнала в волокнах может быть до 30 % ниже, чем в медных проводах и до 40 % ниже скорости распространения радиоволн. Уже к 2006 году была достигнута частота модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. Так, к 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а к 2012 — 20 Тбит/с. Последний рекорд скорости — 255 Тбит/с.

С 2017 года специалисты говорят о достижении практического предела существующих технологий оптоволоконных линий связи и о необходимости кардинальных изменений в отрасли.

Волоконно-оптический датчик

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии дают волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микрофон, основными элементами которого являются лазерный излучатель, отражающая мембрана и оптическое волокно.

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

С использованием полимерных оптических волокон создаются новые химические датчики (сенсоры), которые нашли широкое применение в экологии, например, для детектирования аммония в водных средах.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767[источник не указан 2791 день] и в некоторых моделях машин (для навигации). Волоконно-оптические гироскопы применяются в космических кораблях «Союз». Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения

Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Также в автомобильной светотехнике (индикация на приборной панели).

Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера.

Оптические системы дуговой защиты

Следующий пример использования оптического волокна несколько отличается от всех предыдущих, поскольку здесь оптоволокно выступает не просто как канал связи, а как основной элемент системы. Речь идет об оптических системах защиты от электрической дуги в комплектных распределительных устройствах (КРУ) электрических подстанций. Такие системы регистрируют оптическое излучение вспышки света, возникающей при дуговом коротком замыкании. Этот подход позволяет минимизировать время срабатывания выключателя в случае аварии. В качестве чувствительного элемента обычно используется линзовый оптический датчик, собирающий излучение вспышки и передающий по оптоволокну на управляющее устройство, или же волоконно-оптический датчик, представляющий собой отрезок оптоволокна в прозрачной оболочке, который регистрирует свет всей своей поверхностью. Управление датчиками может производиться удаленно. Подробнее об оптических системах защиты от дуговых замыканий можно прочитать здесь.

Что такое ВОЛС?

В понятийном аппарате Закона о связи нет определения данного термина, поэтому ничего не остается, как обратиться к иным отраслевым правовым актам. В частности, в Правилах проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (утв. Минэнерго России 27.12.2002, Минсвязи России 24.04.2003) сказано, что волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) — оптический кабель в комплексе с линейными сооружениями и устройствами для их обслуживания, по которому передаются все виды сигналов волоконно-оптической линии передачи. В свою очередь, последняя представляет собой совокупность линейных трактов (каналов) волоконно-оптических систем передачи, имеющих общий оптический кабель, линейные сооружения и устройства их обслуживания. Оптический кабель может быть присоединен к опорам, крепящимся в грунт или на специальный фундамент на земельных участках, отведенных специально для этих целей. В современной терминологии Закона о связи это объекты инженерной инфраструктуры, созданные и приспособленные для размещения оптоволоконных кабелей, или, проще говоря, линейно-кабельные сооружения связи (ЛКС).

Как показывает практика, при использовании операторами связи оптоволокна есть свои нюансы, и один из них связан с тем, что не всегда оптоволоконный кабель проводится напрямую от оператора к абоненту (пользователю услуг связи). На практике оптоволоконный кабель подводится к объекту, крепится к специальному оборудованию и разветвляется (продляется) обычными кабелями до абонентов, находящихся на объекте. В техническом плане между оптоволоконным кабелем и коаксиальным электрическим кабелем есть существенные различия, в то же время по функциональным признакам они схожи. То же можно сказать и об их «производных» — ВОЛС и линиях связи, они схожи по назначению, однако первые из них созданы по более современным технологиям. Таким образом, у упомянутых объектов много общего в учете и налогообложении. Хотя линии связи как объект учета операторов связи уже детально рассматривались на страницах журнала, предлагаем взглянуть на данную тему с несколько иной точки зрения и разобрать бухгалтерский и налоговый учет ВОЛС, дополняя имеющиеся знания по линиям связи.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий