Komunikace z optických vláken je způsob přenosu informací, který využívá elektromagnetické záření optického (blízkého infračerveného ) rozsahu jako nosič informačního signálu a kabely z optických vláken jako naváděcí systémy . Díky vysoké nosné frekvenci a širokým možnostem multiplexování je propustnost optických linek mnohonásobně vyšší než propustnost všech ostatních komunikačních systémů a lze ji měřit v terabitech za sekundu. Nízký útlum světla v optickém vláknu umožňuje využívat vláknovou optickou komunikaci na značné vzdálenosti bez použití zesilovačů. Komunikace z optických vláken je bez elektromagnetického rušení a je obtížně přístupná pro neoprávněné použití: je technicky extrémně obtížné zachytit signál přenášený přes optický kabel bez povšimnutí.
Komunikace pomocí optických vláken je založena na jevu úplného vnitřního odrazu elektromagnetických vln na rozhraní mezi dielektriky s různými indexy lomu . Optické vlákno se skládá ze dvou prvků – jádra, které je přímým světlovodem, a pláště. Index lomu jádra je poněkud vyšší než index lomu obalu, díky čemuž se světelný paprsek, který prožívá mnohonásobné odrazy na rozhraní jádro-plášť, šíří v jádru, aniž by jej opustil.
Komunikace z optických vláken se stále více využívá ve všech oblastech – od počítačů a palubního prostoru, systémů letadel a lodí, až po systémy pro přenos informací na velké vzdálenosti, například komunikační linka z optických vláken západní Evropa - Japonsko , velká část z nichž prochází územím Ruska . Navíc se zvyšuje celková délka podmořských optických komunikačních linek mezi kontinenty .
Fiber to every home ( anglicky Fiber to the area, FTTP nebo Fiber to the home, FTTH ) je termín používaný poskytovateli telekomunikačního internetu k označení širokopásmových telekomunikačních systémů založených na vedení optického kanálu a jeho ukončení na území koncového uživatele instalace koncového optického zařízení pro poskytování řady telekomunikačních služeb, včetně:
Náklady na používání technologie optických vláken klesají, díky čemuž je tato služba konkurenceschopná tradičním službám.
Historie systémů přenosu dat na velké vzdálenosti by měla začít ve starověku, kdy lidé používali kouřové signály. Od té doby se tyto systémy dramaticky zlepšily, nejprve se objevil telegraf , poté koaxiální kabel . Tyto systémy při svém vývoji dříve či později narazily na zásadní omezení : u elektrických systémů je to jev útlumu signálu na určitou vzdálenost, u mikrovlnných systémů na nosnou frekvenci. Hledání zásadně nových systémů proto pokračovalo a ve druhé polovině 20. století se našlo řešení – ukázalo se, že přenos signálu pomocí světla je mnohem efektivnější než signály elektrické i mikrovlnné.
V roce 1966 představili Kao a Hockham v STC Laboratory ( STL ) běžná skleněná optická vlákna, která měla vysoký útlum (1000 dB/km) kvůli obsaženým nečistotám, které bylo možné v zásadě odstranit. Útlum v měděném koaxiálním kabelu byl v té době pouze 5-10 dB/km.
Ve vývoji systémů pro přenos optických dat byly dva globální problémy: zdroj světla a nosič signálu. První byla vyřešena s vynálezem laserů v roce 1960, druhá s příchodem vysoce kvalitních optických kabelů v roce 1970. Byl vyvinut společností Corning Incorporated . Útlum v takových kabelech byl asi 20 dB/km, což bylo celkem přijatelné pro přenos signálu v telekomunikačních systémech. Současně byly vyvinuty poměrně kompaktní polovodičové GaAs lasery.
Po intenzivním výzkumu v letech 1975 až 1980 se objevil první komerční systém z optických vláken, který pracoval se světlem o vlnové délce 0,8 mikronu a používal polovodičový laser arsenidu galia (GaAs). Bitrate systémů první generace byl 45 Mbps, vzdálenost mezi opakovači byla 10 km.
22. dubna 1977 v Long Beach v Kalifornii společnost General Telephone and Electronics jako první použila optické spojení pro přenos telefonního provozu rychlostí 6 Mbps.
Druhá generace optických systémů byla vyvinuta pro komerční použití na počátku 80. let. Operovaly se světlem o vlnové délce 1,3 mikronu z InGaAsP laserů. Tyto systémy však byly stále omezené kvůli rozptylu, který se vyskytuje v kanálu. Již v roce 1987 však tyto systémy pracovaly rychlostí až 1,7 Gbit/s se vzdáleností mezi opakovači 50 km.
V SSSR byly na konci 70. let testovány optické systémy první generace. Jedna z prvních optických komunikačních linek byla instalována ve výpočetním středisku státní okresní elektrárny v Konakovu. Do konce roku 1985 průmyslové podniky kromě vnitroobjektové komunikace vytvářely optické linky pro vnitroměstskou komunikaci (v Moskvě, Leningradu, Gorkém a Zelenogradu) [1] . Později, v lednu 1988, byla uvedena do provozu optická komunikační linka, vytvořená v rámci mezivládní dohody mezi SSSR a NDR [2] .
Položení první transoceánské optické komunikační linky na světě bylo dokončeno v roce 1988 (mezi Japonskem a USA), její délka byla asi 10 tisíc kilometrů [3] . První transatlantický telefonní optický kabel ( TAT-8 ) byl uveden do provozu také v roce 1988. Byl založen na technologii laserového zesílení optimalizované E. Desurvirem . TAT-8 byl vyvinut jako první podmořský optický kabel mezi Spojenými státy a Evropou.
Rozvoj systémů vlnového multiplexování umožnil několikanásobně zvýšit rychlost přenosu dat po jednom vláknu a do roku 2003 bylo pomocí technologie WDM dosaženo přenosové rychlosti 10,92 Tbps (273 optických kanálů po 40 Gbps). [4] V roce 2009 byly Bell Labs díky multiplexování 155 kanálů po 100 Gbps schopné přenášet data rychlostí 15,5 Tbps na vzdálenost 7 000 km. [5] V roce 2013 vědci z Bell testovali technologii potlačení hluku, která dokáže přenášet 400 Gb/s přes vlákno na vzdálenost 12 800 km bez opakovačů signálu. [6]
| Telefonie | |
|---|---|
| Typy |
|
| Komunikační zařízení | |
| Telefonní sítě | |
| Technika |
|
| Telefonní společnosti | |
| Uživatelské vybavení | |
| Telefonní čísla | |
| hovory |
|
| Aplikace a služby |
|
| Portál o telefonování | |
| připojení k internetu | |
|---|---|
| Drátové připojení |
|
| Bezdrátové připojení | |
| Kvalita internetového připojení ( ITU-T Y.1540, Y.1541) | Šířka pásma (šířka pásma) ( eng. Network bandwidth ) • Zpoždění sítě (doba odezvy, eng. IPTD ) • Kolísání zpoždění sítě ( eng. IPDV ) • Poměr ztrátovosti paketů ( eng. IPLR ) • Packet error rate ( eng. IPER ) • Faktor dostupnosti |