Значение волоконных световодов для связи

 

Мир вступает в третье тысячелетие и одновременно в информационную эпоху, или тера-эру. Последнее название отражает достигнутый недавно уровень скоростей передачи и обработки информации - 1012 (тера) бит/с и 1012 операций в секунду соответственно. Информационная эра характеризуется, с одной стороны, непрерывно растущими потребностями мирового сообщества в обмене информацией, а с другой - технической возможностью практически полностью удовлетворить их.

История цивилизации - это и история развития средств связи и передачи информации, потребности в обмене которой всегда превышали технические возможности. Поэтому любое государство особо заботилось о развитии техники связи, вкладывая большие средства и используя новейшие достижения науки и техники. В качестве примера можно привести полную драматизма историю прокладки телеграфного кабеля по дну Атлантического океана между Европой и Америкой в 1857-1858 гг., через 20 с небольшим лет после изобретения телеграфа Самюэлем Морзе. Это событие мирового значения прекрасно описано Стефаном Цвейгом в новелле " Первое слово из-за океана".

В этом же ряду - развитие радио- и волоконно-оптической связи. Последние конференции по волоконно-оптической связи - в 1999 г. в Сан-Диего (США) и в Ницце (Франция), а в марте этого года в Балтиморе (США) - продемонстрировали небывало бурное её развитие и выдающиеся результаты в увеличении скорости передачи информации по волоконному световоду.

Достижения в области источников света, оптических усилителей, волоконных световодов и других элементов систем со спектральным уплотнением каналов позволили всем крупным телекоммуникационным фирмам разработать системы связи со скоростью передачи информации более 1 Тбит/с. Вот несколько результатов, которые дают представление об уровне работ в этой области:

- для фирмы Lucent Technology Т.Н.Нильсен с соавторами разработал систему из 40 каналов с общей скоростью передачи информации 1.6 Тбит/с. Источниками излучения служили 40 полупроводниковых лазеров с распределенной обратной связью, а оптическим усилителем - гибридный (рамановский + эрбиевый).

- французские исследователи С. Биго и другие (Alcatel Corporate Research Center) объединили в одном волоконном световоде 150 каналов, скорость передачи информации каждого из них -10 Гбит/с, а суммарная - 1.5 Тбит/с. Источники излучения - 150 полупроводниковых лазеров, оптическим усилителем служит специальный эрбиевый с полосой усиления 80 нм.

 

Рис. 8. Изменение относительной информационной емкости систем связи за последние 100 лет

 

Из рис. 1 видно, что за 90 лет информационная ёмкость линий связи возросла на пять порядков, начиная с первых телефонных линий, скорость передачи информации которых составляла 1 бит/с. Примерно такой же рост отмечен и за последние 20 лет - достигнута скорость порядка 1 Тбит/с. Масштабы развития волоконно-оптической связи действительно поразительны. Мировое производство волоконных световодов в настоящее время составляет 60 млн. км/год, то есть каждую минуту в системах связи прокладываются более 100 км волоконных световодов. Все материки связаны между собой подводными волоконно-оптическими кабелями связи, общая длина которых достаточна, чтобы обмотать земной шар шесть раз. Разработка широкополосных оптических усилителей привела к созданию в конце 90-х годов экспериментальных волоконно-оптических систем связи со спектральным уплотнением 100 и более каналов, что позволило достичь суммарной скорости передачи информации более 1 Тбит/с. Это было отмечено на европейской конференции по данной теме в сентябре 1999 г. в Ницце.

Нет никаких сомнений, что в ближайшие годы волоконно-оитические системы со скоростями передачи информации > 1 Тбит/с найдут широкое коммерческое применение. Однако уже сейчас ясно, что и эти скорости не смогут удовлетворить наши растущие потребности. Ведь известно, что число пользователей Интернета постоянно растет: в 1998 г. их было около 25 млн. человек, в 1999 г. - 144 млн.; видимо, уже скоро эта цифра возрастет на порядок. В России число зарегистрированных пользователей Интернета в 1999 г. составило 2.5 млн. человек. Портативный персональный компьютер с выходом в сеть Интернет станет таким же необходимым и доступным инструментом для получения информации, развлечений и общения, как телевизор и телефон.

Мир вступил в информационную эру. Это означает, что уровень развития любой страны будет определяться прежде всего уровнем информатизации.

 

 

Вывод

Таким образом, волоконные световоды активно используются для передачи оптических сигналов на большие расстояния и в широкой полосе частот. Наибольшее применение волоконные световоды нашли в локальных компьютерных сетях (как в домашних, так и на производствах), кабельном телевидении, волоконно-оптических линиях связи.

Использование волоконных световодов позволит удовлетворить потребность в высокоскоростных линиях передачи данных, а также в обеспечении долговременного запаса прочности на будущее; стремление достигнуть максимальной защищенности от помех и от несанкционированного доступа извне.

Масштабы развития волоконно-оптической связи действительно поразительны. И новые результаты в скорости передачи информации с помощью волоконных световодов не заставят себя долго ждать.

 

Используемая литература

1.Волоконная оптика в измерительной и вычислительной технике/ А.Н.Казангапов, А.Л.Патлах, Р.Вильш, г.Швотцерг и др. – Алма-Ата: Наука, 1989.

2.Волоконно-оптические датчики/ [Т.Окоси, К.Окамото, М.Оцу и др.]; перевод с яп. Г.Н.Горбунова. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд.-ние, 1991.

3.Д.Дж.Стерлинг, младший. Техническое руководство по волоконной оптике. - М.: ЛОРИ, 1998.

4.Квєтний Р.Н. Математичні моделі розповсюдження хвиль у волоконних світловодах: Монографія/ Р.Н.Квєтний, Коцюбинський. – Вінниця: універсам, 2003.

5.Матвеев А.Н. Оптика [Учебн. Пособие для физ.спец. вузов]. – М.: Высшая школа, 1985.

6.Одномодовые волоконные световоды с модифицированной дисперсией / А.В. Белов, А.С. Курков, С.И. Мирошниченко, В.А. Семенов // Волоконная оптика. М.: Наука, 1993.

7.daily.sec.ru

8.library.mepti.ru

9.phys.onu.edu.ua

10.www.fasi.gov.ru

11.www.usu.ru

 

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: