Магистральные сети связи сегодня. Есть ли альтернатива ВОЛС?

Научиться передавать сообщения с помощью световых волн ученые мечтали еще с середины 18 века. Но лишь с появлением в 1972 году такого материала, как оптическое волокно, мечты стали воплощаться в реальность.

И практически сразу оптоволокну начали сулить гигантские перспективы - из-за его превосходных характеристик, которые во много раз превосходили возможности "традиционных" медных проводов. В особенности в плане надежности и защищенности канала связи.

Преимущества оптоволокна по сравнению с традиционной «медью»

Оптоволокно представляет собой кабель со стеклянной сердцевиной, по которой передаются световые импульсы. Передача данных осуществляется, благодаря эффекту отражения луча на границе двух сред с разными показателями преломления.

Открытие технологии световолокна и "транспортировка" по нему информации (с помощью лазерного излучателя) помогли избавить от недостатков магистральные сети связи, построенные на основе медного кабеля. К ним недостаткам сетей на основе «меди» можно отнести: уязвимость для электромагнитных помех (перекрестных помех), ограничение по скорости передачи данных, стоимость кабеля, необходимость заземления и другие негативные факторы. Конкуренция производителей компонентов для ВОЛС тоже сделала свое дело. За последние пару лет количество предложений стало в разы больше, а стоимость оптоволоконного кабеля существено упала, вот примеры цен.

Преимущества оптоволоконных линий удерживают их на вершине эволюции сетевых компонентов и сегодня, спустя десятки лет после ввода в эксплуатацию первой ВОЛС:

• экономичность производства оптоволокна;
• высокая защита от помех;
• незначительное затухание сигнала на пути по волокну;
• высокая степень защиты от несанкционированного доступа к информации;
• стойкость оптоволоконных линий к взрывам, пожарам;
• нечувствительность к вредным воздействиям окружающей среды;
• малый удельный вес кабеля;
• очень долгий срок эксплуатации (свыше 30 лет).

К недостаткам можно отнести сложность изготовления оптоволокна, его хрупкость и малую гибкость на изгиб, сложность сращивания и некоторое ослабление сигнала в местах соединения. А также относительную дороговизну организации ВОЛС и интерфейсного оборудования для них. Однако беспрецедентные возможности оптоволоконных линий делают эти недостатки практически незаметными.

Светопроводящие пути обеспечивают минимальный уровень потерь, не превышающий 0,2 дБ/км и обеспечивают высочайшую скорость передачи данных до 100 терабит в секунду. В настоящее время реализуются системы плотного спектрального волнового уплотнения, с помощью которых удалось увеличить длину магистральных участков линии без промежуточной регенерационной аппаратуры до 5-6 тыс.км в наземных трассах. Новые технологии позволили увеличить пропускную способность кабельных световых линий, уменьшить потери сигнала, увеличить количество каналов передачи и дальность магистралей.

Есть ли будущее у оптоволокна?

Бурное развитие технологий ВОЛС пришлось как нельзя кстати в 21 веке с его повышенными требованиями к информационной безопасности и скорости обмена данными.

Растущая потребность в информатизации и качественном трафике с большой нагрузкой на коммуникационные сети, укрупнение глобальных "игроков" в сфере социальных медиа и увеличение числа потребителей сетевого контента привели к возрастанию динамики ИКТ-отрасли.

Развивающийся интернет вещей и сети мобильной связи пятого поколения (5G) ставят ИКТ перед новыми вызовами. К примеру, сети 5G требуют сверхвысокой скорости передачи (до 1 Гбит/сек. и выше) и минимальных задержек сигнала (1 мс и меньше).

Удовлетворить эти требования сегодня могут лишь оптоволоконные системы на базе прогрессивных технологий преобразования, компенсации и регенерации сигнала.

Инфраструктура оптических систем вышла сначала на континентальный, а вскоре и на межконтинентальный уровень, обеспечивая пропускную способность оптоволокна "на вырост", близкую к предельной.

Аналитики даже заговорили о возможной грядущей "смерти" оптоволокна. Они, якобы, предвидят день, когда физические возможности уже проложенных оптических линий будут достигнуты, и они перестанут оправдывать свое содержание на фоне растущих клиентских запросов. Останется либо уплотнять их по максимуму, либо прокладывать новые.

Утверждают, что даже ресурсов максимально оптимизированных систем связи, позволяющих транспортировать поток от 100 до 400 Гбит/с по одной оптической несущей, вскоре будет недостаточно. А их усложнение приведет к падению эффективности и дальности передачи.

Впрочем, те же эксперты успокаивают, что отрасли ВОЛС есть чем ответить. В первую очередь, уплотнением каналов, расширением спектрального диапазона (путем подбора новых прозрачных компонентов для волокна), более технологичными проба-билистическими методами модуляции и детектирования. А также применением фотонных кристаллов, многосердцевинных волокон и так далее. Их задача инноваций - компенсировать исчерпанные ресурсы (в первую очередь, емкости) уже проложенных линий. Если у вас есть необходимость проложить оптический кабель, читайте тут.

Внедрение новых решений потребует реорганизации структуры ВОЛС и новых крупных инвестиций. Особенно интересно будет наблюдать за этими процессами на фоне нынешнего снижения стоимости оптоволоконной связи и маржинальности этого бизнеса. Куда качнутся качели "спрос-предложение" после этого? Поживем - увидим.