Холын зайн холбооны шилэн кабелиуд
Дижитал эрин үед хурдан бөгөөд тогтвортой холболтын хэрэгцээ зөвхөн том хотуудаар хязгаарлагдахаа больсон. Стрим үйлчилгээ, үүлэн тооцоолол, видео хурал, банкны гүйлгээ, тэр ч байтугай үйлдвэрлэлийн хяналтын системүүд нь их хэмжээний өгөгдлийг хол зайд дамжуулах чадвартай холбооны дэд бүтэц шаарддаг. Энэ бол шилэн кабелийн кабель гол үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм. Зэс утас эсвэл радио долгион зэрэг уламжлалт дамжуулах хэрэгслүүдтэй харьцуулахад шилэн кабелийн кабель нь илүү өндөр багтаамжтай, бага сулралтай, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоонд илүү сайн тэсвэртэй байдаг. Интернетийн гол сүлжээ болон олон улсын шумбагч онгоцны кабель нь ихэвчлэн шилэн кабелиар хийгдсэн нь гайхах зүйл биш юм.
Шилэн кабель гэж юу вэ?
Шилэн кабель нь мэдээлэл дамжуулахын тулд гэрлийг ашигладаг дамжуулах хэрэгсэл юм. Гэрэл нь ихэвчлэн цахиурын шил эсвэл тусгай хуванцараар хийгдсэн маш нарийн ширхэгт (ойролцоогоор үсний диаметртэй) дамжин өнгөрдөг. Цахилгаан гүйдэл биш, харин оптик дохио дамжуулдаг тул шилэн кабель нь зэс кабельд ихэвчлэн нөлөөлдөг цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоонд харьцангуй тэсвэртэй байдаг.
Ерөнхийдөө шилэн кабель нь гурван үндсэн хэсгээс бүрдэнэ.
1. Цөм: гэрэл тархдаг төв хэсэг.
2. Бүрээс (бүрээс): бүрэн дотоод ойлтын зарчмаар гэрлийг цөм рүү буцааж ойлгуулдаг бага хугарлын илтгэгчтэй давхарга.
3. Бүрхүүл/Буфер: цөм болон бүрээсийг механик гэмтэл болон чийгнээс хамгаална.
Бодит кабельд эдгээр ширхэгүүдийг илүү нарийн төвөгтэй бүтэцтэй угсардаг: бат бөх элемент, ус нэвтрүүлдэггүй гель эсвэл тууз, хамгаалалтын давхарга, даралт, хурцадмал байдал эсвэл эрс тэс орчны нөхцөлд тэсвэртэй гадна бүрхүүлээр тоноглогдсон байдаг.
Ажлын зарчим: Өгөгдөл гэрлээр дамждаг
Шилэн кабелийн холбооны системд дижитал өгөгдлийг гэрлийн импульс болгон хувиргадаг. Ашигласан гэрлийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн лазер диод эсвэл LED (богино зайд) байдаг. Эдгээр гэрлийн импульсийг шилэн кабелиар дамжуулж, дараа нь хүлээн авах хэсэгт фотодиодоор цахилгаан дохио болгон буцааж хувиргаж, дараа нь өгөгдөл болгон боловсруулдаг.
Алсын зайн холбооны хувьд лазерууд нь илүү хүчирхэг, илүү чиглэлтэй гэрэл үүсгэдэг бөгөөд өндөр хурдаар модуляцлагдаж чаддаг тул илүү түгээмэл хэрэглэгддэг. Цаашилбал, орчин үеийн технологи нь нэг шилэн кабелиар олон долгионы уртыг (гэрлийн өнгө) дамжуулдаг Долгионы уртыг хуваах олон талтжуулалт (WDM) ашиглан нэг шилэн кабелиар нэгэн зэрэг олон "суваг" дамжуулах боломжийг олгодог. Энэ арга нь нэмэлт кабель шаардахгүйгээр дамжуулах чадварыг эрс нэмэгдүүлдэг.
Холын зайд зориулсан оптик шилэн кабелийн төрлүүд
Оптик шилэн кабелийн хоёр үндсэн төрөл байдаг: нэг горимт ба олон горимт.
1. Нэг горимт шилэн кабель (SMF)
Энэ нь маш жижиг цөмтэй (ойролцоогоор 8-10 µм) тул гэрэл нэг горимд тархдаг. Үүний давуу тал нь маш бага тархалттай бөгөөд дохиог хамгийн бага гажуудалтайгаар хол зайд тархах боломжийг олгодог. Энэ нь тээвэрлэгчийн гол шугам, хот хоорондын сүлжээ, шумбагч онгоцны кабель зэрэг хол зайн сүлжээнд гол сонголт юм.
2. Олон горимт шилэн кабель (MMF)
Тэдгээр нь илүү том цөмтэй (50 эсвэл 62,5 µм) бөгөөд гэрлийг олон горимд тархах боломжийг олгодог. Энэ нь илүү их тархалтыг бий болгож, үр дүнтэй хүрээг хязгаарладаг. MMF-ийг барилга доторх сүлжээ эсвэл өгөгдлийн төв дэх төхөөрөмжүүдийн хооронд богино зайд түгээмэл ашигладаг.
Бидний сэдэв нь алсын зайн холбоо тул гол анхаарал нь бараг үргэлж нэг горимт шилэн кабельд төвлөрдөг бөгөөд ихэвчлэн оптик өсгөгч болон өндөр багтаамжтай дамжуулах төхөөрөмжтэй хослуулдаг.
Яагаад Fiber Optic нь холын зайн харилцаанд илүү тохиромжтой вэ?
Шилэн кабель нь холын зайн дамжуулалтын стандарт болж байгаа хэд хэдэн шалтгаан бий:
1. Бага сулрал
Орчин үеийн оптик шилэн кабелийн сулрал маш бага байдаг (тодорхой долгионы уртад ойролцоогоор 0,2 дБ/км). Энэ нь дохионууд олшруулалт хийхээс өмнө хэдэн арван эсвэл хэдэн зуун километр туулж чадна гэсэн үг юм.
2. Маш том багтаамжтай
WDM болон дэвшилтэт модуляцийн тусламжтайгаар шилэн кабелийн хүчин чадал нь секундэд терабит хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь ялангуяа хол зайд зэс кабелийн хүчин чадлаас хамаагүй давсан үзүүлэлт юм.
3. Цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоонд тэсвэртэй (EMI)
Гэрэл дамжуулдаг тул оптик шилэн кабель нь үйлдвэрлэлийн машин механизм, аянга цахилгаан, өндөр хүчдэлийн цахилгаан дамжуулах шугамаас үүсэх цахилгаан соронзон оронд нөлөөлдөггүй. Энэ нь үйлчилгээний тогтвортой байдалд чухал үүрэгтэй.
4. Харьцангуй өндөр аюулгүй байдал
Оптик шилэн кабелийг холбох нь зэс кабелиас илүү хэцүү. Хэдийгээр боломжгүй зүйл биш ч гэсэн оролдлогууд нь илүү төвөгтэй бөгөөд сулралын өөрчлөлтөөр илрүүлж болно.
5. Жижиг хэмжээтэй ба хөнгөн жинтэй
Олон тооны ширхэгийг харьцангуй бага диаметртэй байлгахын зэрэгцээ нэг кабельд холбож болох бөгөөд энэ нь суваг/кабелийн тавиур эсвэл газар доорх шугамд суурилуулах ажлыг хөнгөвчилдөг.
Алсын зайн харилцаа холбооны бэрхшээлүүд ба шийдлүүд
Давуу талуудтай хэдий ч оптик шилэн кабелиар дамжуулан алсын зайн холбоо нь техникийн бэрхшээлтэй тулгарсаар байна:
1. Тархалт
Гэрлийн импульс нь хол зайд тэлж, битүүдийн хооронд давхцал үүсгэж, дохионы чанарыг доройтуулдаг. Шийдлүүдэд тодорхой тархалтын шинж чанартай шилэн кабелийг ашиглах, тархалтын нөхөн төлбөр, орчин үеийн когерент модуляцийг ашиглах зэрэг орно.
2. Норгосны болон арматурын шаардлага
Сулрал бага байсан ч гэсэн байсаар байна. Алсын зайн сүлжээнд EDFA (Эрбиум-Допед Шилэн Өсгөгч) зэрэг оптик өсгөгч ашигладаг бөгөөд энэ нь оптик дохиог эхлээд цахилгаан дохио болгон хувиргахгүйгээр өсгөх боломжтой. Энэ нь сүлжээг илүү үр ашигтай болгодог.
3. Оптик шугаман бус байдал
Өндөр эрчимтэй үед шилэн кабель нь ялангуяа нягт WDM системд дохионд саад учруулдаг шугаман бус нөлөөллийг бий болгодог. Цахилгаан эрчим хүчний дизайн, сувгийн зай, DSP (Дижитал дохионы боловсруулалт) техникүүд нь эдгээр нөлөөллийг хянах боломжийг олгодог.
4. Биет болон хүрээлэн буй орчны хохирол
Газар доорх кабелийн хувьд кабель нь чийг болон даралтад тэсвэртэй байх ёстой. Шумбагч онгоцны кабелийн хувьд далайн урсгал, зарим тохиолдолд далайн амьтдын хазалт, өндөр даралтыг тэсвэрлэх зориулалттай байх ёстой. Тиймээс шумбагч онгоцны кабель нь ихэвчлэн нэмэлт хамгаалалтын давхаргатай бөгөөд маш хатуу хийцтэй байдаг.
Холын зайн шилэн кабелийн хэрэглээ
Холын зайн оптик шилэн кабелийн хэрэглээ маш өргөн хүрээтэй бөгөөд үүнд дараахь зүйлс орно.
– Үндэсний интернетийн гол тулгуур: томоохон хотууд болон дата төвүүдийг холбодог.
– Олон улсын шумбагч онгоцны кабель: тив, улс орнуудыг холбож, дэлхийн интернетийн “амин судас” болж байна.
– Өгөгдөл хоорондын төвийн сүлжээ: өгөгдлийн хуулбарлалт, үүлэн үйлчилгээ болон урсгалын контентыг дэмждэг.
– Операторын цахилгаан холбооны сүлжээ: утас, үүрэн холбооны үйлчилгээ (буцаан засварлах) болон байгууллагын үйлчилгээнд зориулагдсан.
– Чухал дэд бүтэц: банк, засгийн газар, эрчим хүч, тээврийн системийн харилцаа холбоо.
Олон арлын орнуудад далайн доорх шилэн кабелиуд нь интернетийн тэгш хандалтыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шилэн кабелиудгүйгээр арлууд хоорондын холболт нь зөвхөн хиймэл дагуулаас хамааралтай байхаас хамаагүй илүү үнэтэй бөгөөд хязгаарлагдмал байх болно.
Суурилуулалт болон засвар үйлчилгээний үйл явц
Холын зайн шилэн кабелийн угсралт нь сайтар төлөвлөлт шаарддаг: маршрутын судалгаа, багтаамжийн шаардлагын хэмжилт, кабелийн төрлийг сонгох, холболтын төсвийн тооцоо. Холболтын алдагдлыг багасгахын тулд шилэн кабелийн холболтыг залгах (ихэвчлэн хайлуулах залгах) замаар хийдэг. Суурилуулсны дараа холболтын чанарыг Оптик Цагийн Домэйн Рефлектометр (OTDR) зэрэг багаж ашиглан сулрал, залгах байршил, болзошгүй эвдрэлийг илрүүлэх зорилгоор шалгадаг.
Шилэн кабелийн сүлжээний засвар үйлчилгээ нь бас чухал юм. Малталт, байгалийн гамшиг, эсвэл эд ангийн эвдрэлээс болж тасалдал гарч болзошгүй. Тиймээс олон операторууд үйлчилгээний хүртээмжийг хадгалахын тулд сүлжээний бодит цагийн хяналт, давхардсан зам, хурдан засварлах журмыг хэрэгжүүлдэг.
Холын зайд зориулсан шилэн кабелийн ирээдүй
Шилэн кабелийн технологи хөгжсөөр байна. Когерент оптик системүүд, дахин тохируулж болох оптик нэмэлт дуслын мультиплексор (ROADM) төхөөрөмжүүд болон WDM нягтрал нэмэгдсэн нь илүү уян хатан, өндөр багтаамжтай сүлжээг бий болгодог. Өгөгдлийн төвүүд болон дэлхийн сүлжээнүүдийн өсөн нэмэгдэж буй хэрэгцээг харгалзан дараагийн үеийн шилэн кабель, хоцрогдол бууруулах, эрчим хүчний үр ашгийн судалгаа үргэлжилж байна.
Эцсийн дүнд шилэн кабелиуд нь зүгээр нэг "интернетийн кабель"-аас илүү орчин үеийн дижитал шилжилтийн үндэс суурь юм. Алсын зайн харилцаа холбооны хувьд шилэн кабелиуд нь бусад мэдээллийн хэрэгслээр харьцуулшгүй өндөр хүчин чадал, өндөр тогтвортой байдал, үр ашгийн төгс хослолыг санал болгодог. Шилэн кабелийн дэд бүтцийг тэгш, төлөвлөсөн байдлаар хөгжүүлснээр чанартай холболт нь илүү олон бүс нутагт хүрч, боловсрол, эдийн засаг, төрийн үйлчилгээг тогтвортой дэмжих боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг шинжлэх ухааны хэв маяг (лавлагаатай), блогт зориулсан түгээмэл хэв маягт тохируулан өөрчлөх эсвэл шаардлагатай бол "шумбагч онгоцны кабель", "холбоосын төсвийн тооцоо", эсвэл "EDFA болон OEO-ийн нөхөн төлжилтийн ялгаа" зэрэг тусгай дэд хэсгүүдийг нэмж болно.
