ბოჭკოვანი ოპტიკა მრავალი წლის განმავლობაში განიხილება განვითარების ერთ-ერთ ცენტრალურ სფეროდ საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების სფეროში. სპეციალისტები თავდაპირველად დიდ იმედებს ამყარებდნენ ამ კონცეფციაზე, რასაც დღემდე მხოლოდ პერიოდული წარმატებები ადასტურებს სხვადასხვა ზომის საკომუნიკაციო ქსელების დაგებაში. კერძოდ, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციამ უკვე აჩვენა თავისი ეფექტურობა წყნარი ოკეანის საკომუნიკაციო ხაზების მაგალითზე და სამომავლოდ იგეგმება ამ ბაზის გამოყენება ლაზერულ და სენსორულ სისტემებში.
რა არის ბოჭკოვანი?
კავშირი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელების საფუძველზე ყალიბდება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების პრინციპით, რის გამოც ხდება სიგნალის გადაცემა. ფიზიკური გადამზიდავი არის მსუბუქი გიდები, რომლებსაც ახასიათებთ ჩარევის წინააღმდეგობა და მაღალი გამტარუნარიანობა. მაშ, რა არის მსუბუქი სახელმძღვანელო და რა კავშირი აქვს მას მონაცემთა გადაცემასთან? ეს ბოჭკოვანი დამზადებულია მინისგანზოგიერთი დანამატი, რომლის წყალობით მწარმოებელს შეუძლია შეცვალოს ინდივიდუალური ოპტიკური მახასიათებლები. მინიმუმ, საჭიროა პოლიმერული საფარი, რათა დაიცვას ბოჭკო გარე დაზიანებისგან. სინამდვილეში, ეს ბოჭკო ასევე ჰეტეროგენულია თავისი სტრუქტურით. იგი შედგება ბირთვისგან, რომლის დიამეტრია დაახლოებით 8-10 მიკრონი, ისევე როგორც მიმდებარე გარსი, რომელიც ქმნის ცილინდრს დაახლოებით 100-125 მიკრონი სისქით. ოპტიკური ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო არხის მუშაობის პრინციპი მდგომარეობს სინათლის სახელმძღვანელოს უნარში, უზრუნველყოს ელექტრომაგნიტური ტალღების შიდა ასახვა გარკვეული რეფრაქციული ინდექსებით. სინათლის პირობითი სხივი ოპტიკური ბოჭკოს შიგნით გადაადგილების პროცესში აისახება გარსიდან შიგნიდან, წრედის დატოვების გარეშე. ამ გზით, სიგნალი მიწოდებულია სხვადასხვა დანაკარგის მნიშვნელობებით.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელების მუშაობის მახასიათებლები
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების მუშაობის მთავარი დადებითი ასპექტები დაკავშირებულია ინფორმაციის მიწოდების მაღალ სიჩქარესთან. ბოლო დრომდე, ეს მნიშვნელობა გამოიხატებოდა, როგორც რეკორდული მაჩვენებელი 1 ტერაბიტი წამში. თუმცა, ახლაც ეს მონაცემები არარელევანტურად ითვლება რეკორდული მაჩვენებლების თვალსაზრისით. ამრიგად, ტალღის მულტიპლექსირების სისტემების ახალმა ტექნოლოგიებმა საშუალება მისცა ოპტიკურ ბოჭკოებს უზრუნველყონ სიგნალის სერვისის სიჩქარე 15 Tbps. მსხვილი სატელეკომუნიკაციო კორპორაციები პრაქტიკაში იყენებენ მრავალარხიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის გამოყენებას 10000 კმ-მდე დისტანციებზე 100 გბიტი/წმ სიჩქარის მხარდაჭერით. სხვათა შორის, ერთი კვალი შეიძლება შეიცავდეს 150-200-მდე არხს, რაცბოჭკოების მცირე დიამეტრის გამო. ერთი მაგისტრალური ხაზი გარე დამცავი გარსის გარეშე აქვს სისქე არაუმეტეს 1 სმ. რაც შეეხება შესუსტების რაოდენობას, რომელიც გავლენას ახდენს არა მხოლოდ სიჩქარეზე, არამედ სიგნალის გადაცემის საერთო ხარისხზე, ეს მაჩვენებელი ოპტიკური ბოჭკოების შემთხვევაში არის 5 დბ/კმ. ეს უაღრესად კარგი მაჩვენებელია ტრადიციულ ელექტრო ქსელებთან შედარებით, რაც შესაძლებელს ხდის ხაზების გაყვანას 100 კმ ან მეტი მანძილზე შუალედური სიგნალის კონვერტაციის წერტილების გარეშე.
ტექნოლოგიის დადებითი
გადაცემის მაღალ სიჩქარესთან და დაბალი შესუსტების ეფექტთან ერთად, ოპტიკურ ბოჭკოებს აქვს შემდეგი უპირატესობები:
- ხაზის მუშაობის გამძლეობა.
- პროცესის საიმედოობა.
- დაცვა გარე ელექტრომაგნიტური გავლენისგან.
- სიგნალის კოდირების მაღალი დონე, რომელიც პრაქტიკულად გამორიცხავს მონაცემთა გადაცემის შესაძლებლობას.
- ფართოზოლოვანი.
- მსუბუქი წონა და მოკრძალებული ზომა.
რამდენად გამოვლინდება ზემოაღნიშნული უპირატესობები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კავშირის კონკრეტულ ხაზზე, დამოკიდებულია მისი დაყენების მეთოდებსა და მასალის ხარისხზე. ასე, მაგალითად, რუსეთში კომუნიკაციების ორგანიზების ამ მეთოდზე მასობრივი გადასვლის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი დაბრკოლება არის ამ დარგის სპეციალისტების დაბალი დონე და სახარჯო მასალების არადამაკმაყოფილებელი ხარისხი.
ტექნოლოგიის უარყოფითი მხარე
ასევე არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელების დამახასიათებელი უარყოფითი მხარეები, რომლებიც შეიძლება გამოჩნდეს კიდეცსაკომუნიკაციო არხების ტექნიკური განხორციელების ხარისხის მიუხედავად. მათ შორის აღინიშნება:
- მაღალი ღირებულება. როგორც ტექნიკური ინფრასტრუქტურის მოწყობის ეტაპზე, ასევე მისი შენარჩუნების პროცესში, ხარჯები კვლავ აღემატება უფრო ნაცნობი საკომუნიკაციო ხაზების მოწყობისა და ექსპლუატაციის ხარჯებს.
- სტრუქტურის სისუსტე. ოპტიკური ბოჭკოების ერთ-ერთი ყველაზე მგრძნობიარე მინუსი არის მათი ინსტალაციის შეზღუდვები. მაღალი დონის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის მდგრადობის უზრუნველყოფა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ხაზები უშუალოდ არის გაყვანილი. თუმცა, ეს პრობლემა თანდათან წყდება სწორედ ბოჭკოვანი ბირთვის სტრუქტურაში სპეციალური დანამატების შეყვანით.
- მაღალი მოთხოვნები სატელეკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურაზე. ისევ და ისევ, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების გამოყენებისას მაღალი წარმადობის იმედი შეგიძლიათ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სისტემა ორგანიზებულია თანამედროვე ქსელურ აღჭურვილობაზე.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის გამოყენება რუსეთში
როგორც მოწინავე ტექნოლოგიური განვითარების მქონე სხვა ქვეყნებში, რუსეთში ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნიკა პირველ რიგში ადგილს იკავებს სატელეკომუნიკაციო ინდუსტრიაში. თუმცა, ეს არ არის ერთადერთი სფერო, რომელიც ეუფლება ამ ტექნოლოგიას. ოპტიკური ბოჭკოები გამოიყენება საზომ მოწყობილობებში, რენტგენის აპარატებში (მათ შორის MRI), გიროსკოპებსა და უსაფრთხოების განგაშის სისტემებში. ამავდროულად, ტექნიკური ინტეგრაციის მეთოდები ხშირად მსგავსი ხასიათისაა, რაც ასევე დასტურდება ასეთი სისტემების ორგანიზებისთვის საჭირო მუშაკთა ასორტიმენტით. კერძოდ, ვაკანსიები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციისთვისმოიცავს სამუშაოებს შემდუღებლების, მონტაჟისთვის და სისტემის ინჟინრებისთვის. იგივე ეხება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ინფრასტრუქტურის მოვლას.
პრობლემები ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციების დანერგვისას
არაერთი მსხვილი რუსი პროვაიდერი, რომელიც მუშაობს ტელეკომუნიკაციების სფეროში, განიცდის ფინანსურ სირთულეებს ქსელის ორგანიზების ახალ ტექნოლოგიებზე გადასვლასთან დაკავშირებით. ეს ნაწილობრივ გამოწვეულია ქსელების ტექნიკური განახლების მაღალი ხარჯებით, როგორც სიგნალის მატარებლების, ასევე ოპერატიული აღჭურვილობის სრული ჩანაცვლებით. მეტროპოლიტენული კომპანია MGTS განიხილავს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციებს, როგორც განვითარების ერთ-ერთ მთავარ სფეროს დღეს, მაგრამ ამავე დროს, მისი წარმომადგენლები ასევე აღნიშნავენ სირთულეებს, რომლებიც დაკავშირებულია თავად აბონენტების არ სურვილთან გადავიდნენ ახალ ტექნოლოგიურ საშუალებებზე. ბევრი მომხმარებელი კმაყოფილია ტრადიციული სპილენძის მავთულის ქსელით, რომელიც უზრუნველყოფს მომხმარებლის მონაცემთა გადაცემის საკმარის მახასიათებლებს. მათ არ სურთ ზედმეტი თანხის გადახდა ინოვაციებისთვის, რაც აიძულებს ოპერატორს გაიღოს ორი ტიპის სატელეკომუნიკაციო ქსელის მომსახურების ხარჯები.
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციის განვითარების პერსპექტივები
თუ მასობრივი სამომხმარებლო ბაზარი ჯერ კიდევ თავშეკავებულად არის მორგებული ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის გადასვლის ევოლუციური პროცესზე, მაშინ მსოფლიოს წამყვანი კორპორაციები უკვე ეძებენ მომავალს, რომელიც გახსნილია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ტექნოლოგიებით სხვადასხვა სფეროში. ამჟამადყველაზე პერსპექტიული სფეროები მოიცავს განაწილებულ სენსორულ სისტემებს და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ლაზერებს. პირველი ტექნოლოგია შესაძლებელს გახდის სამშენებლო და საინჟინრო ნაგებობების არადესტრუქციული ტესტირების ჩატარებას ანალიზის გამომავალი მონაცემების ფართო სპექტრით - კერძოდ, ობიექტის ტემპერატურის, წნევის და დეფორმაციის პროცესების ზუსტი მაჩვენებლებით. რაც შეეხება ბოჭკოვანი ლაზერებს, მათმა თვისებებმა და გამოსხივებული ტალღის მახასიათებლებმა შეიძლება უზრუნველყოს უპრეცედენტო შესაძლებლობები მყარი მასალების ფიზიკურ დამუშავებაში.
დასკვნა
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული კომუნიკაცია, გამოყენების ყველა უარყოფითი ფაქტორით, აფართოებს დაფარვის დიაპაზონს. დიდწილად, ამას ხელი შეუწყო GPON ქსელის ტექნოლოგიურმა ფორმატმა, რომელიც ოპტიმიზირებულია ბოჭკოვანი მაგისტრალური ხაზების კონცეფცია. Rostelecom-მა, როგორც ერთ-ერთმა უმსხვილესმა სატელეკომუნიკაციო კომპანიამ რუსეთში, დიდი ნაბიჯი გადადგა ამ ფორმატის ტექნოლოგიურ განვითარებაში. დღეს ის ახორციელებს ხაზების დაგებას შუალედური გამაძლიერებელი კვანძების გარეშე 20-დან 60 კმ-მდე დისტანციებზე 1,25 გბ/წმ-მდე სიჩქარის მხარდაჭერით. და ეს არის მხოლოდ ერთ-ერთი შესაძლო ფორმატი ბოჭკოების გამოყენებისთვის დღეს სატელეკომუნიკაციო ინდუსტრიაში.
