Особенности оптических систем связи. Волоконно-оптические линии связи – это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно". В последнее время одним из наиболее перспективных и развивающихся направлений построения сетей связи в мире являются волоконно-оптические линии связи (далее – ВОЛС). В области систем передачи информации с большой информационной емкостью и высокой надежностью работы ВОЛС не имеют конкурентов.
Это объясняется тем, что они значительно превосходят проводные по таким показателям, как пропускная способность, длина регенерационного участка, а также помехозащищенность. Считается, что ВОЛС, в силу особенностей распространения электромагнитной энергии в оптическом волокне (далее – ОВ), обладают повышенной скрытностью [3]. Это объясняется тем, что оптическое излучение, являющее носителем информации, распространяется в ОВ согласно закону полного внутреннего отражения, а за ОВ электромагнитное излучение экспоненциально спадает.
Понятие ВОЛС является собирательным [4]. Оно включает приемники, передатчики оптического сигнала, оптический тракт, регенераторы и иное оборудование. В связи с этим волоконно-оптическую линию можно разделить на локальные и распределенные участки. Локальные участки, включающие в себя модуляторы, оптические передатчики и приемники, регенераторы, наиболее защищены от несанкционированного съема в виду локализованной области их расположения.
Распределенные участки (волоконно-оптические тракты) обладают наибольшей протяженностью и, соответственно, наименьшей защищенностью от несанкционированного съема. В отличие от всех других сред передачи информации, для формирования каналов утечки на участках оптического тракта, как правило, требуют прямого доступа к оптоволокну и специальных мер отвода части излучения из оптоволокна или регистрации прохождения излучения. Таблица 1.1 Недостатки волоконной оптики Широкополосность ВОЛС оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой частотой несущей (F0 = 1014 Гц). Это означает, что по ВОЛС можно передавать информацию со скоростью порядка 1012 бит/с. Очень малое затухание ВОЛС светового сигнала в волокне, что позволяет строить ВОЛС длиной до 100 км и более без регенерации сигналов.
Устойчивость ВОЛС к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий.
Высокая защищенность ВОЛС от несанкционированного доступа – информацию, передающуюся по волоконно-оптическим линиям связи, практически нельзя перехватить неразрушающим способом. Электробезопасность ВОЛС Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает взрыво- и пожаробезопасность сети, что особенно актуально на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
Невысокая стоимость ВОЛС – волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди. Долговечность ВОЛС – срок службы составляет не менее 25 лет. Относительно высокая стоимость активных элементов ВОЛС, преобразующих электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы.
Относительно высокая стоимость сварки оптических волокон – для этого требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование. Как следствие, при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление ВОЛС выше, чем при работе с медными кабелями. Преимущества от применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) настолько значительны, что, несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, эти линии связи все шире используются для передачи информации.
Основные электронные компоненты системы оптической связи изображены на табл. 1.1. Табл. 1.1. Электрический сигнал Оптический интерфейс Электрический сигнал транcивер => E/0 Х х х х Х Х - оптический соединитель - синтетический кабель х - места сварки Трансивер 0/E => 2.