Оптоволоконное подключение к интернет. Обзор технологии GPON от Ростелеком — оборудование, стоимость, преимущества Оптико волоконная связь ростелеком

Многие пользователи интернета используют оптоволоконный провод для соединения с интернетом, однако, практически никто не знает, что это такое оптоволокно, что оно из себя представляет и каким образом передает информацию?

Оптическое волокно – это самый быстрый в мире способ передачи данных по сети интернет. Оптический кабель имеет особую структуру: он состоит из небольших тоненьких проводков, которые отгорожены друг от друга специальным покрытием. Каждый проводок передает свет, а свет в свою очередь передает данные по сети. Такой кабель может одновременно передавать данные интернет-соединения, стационарного телефона и телевиденья. Поэтому в оптоволоконных сетях пользователи часто совмещают все три услуги провайдера и подключают телефон, телевизор, роутер и компьютер к одному и тому же оптоволоконному кабелю.

Оптоволоконное подключение еще называют фиброоптической связью. Она позволяет передавать информацию с помощью лучей лазера, при этом данные с лёгкостью передаются за сотни миль. Составляющие кабеля, небольшие волокна, имеют очень маленький диаметр – тысячные доли дюйма. Оптические лучи внутри таких волокон переносят данные, которые проходят через кремниевый сердечник каждого волокна.

С помощью оптического волокна можно настроить соединения не только большого города, но и больших стран, а также континентов. Интернет-связь между материками Земли осуществляется благодаря проложенным по дну океана огромным оптоволоконным кабелям.

Оптоволоконный интернет

Кабель позволяет настроить высокоскоростное интернет-соединение, которое необходимо в условиях современного мира. Оптоволоконный провод – лучший способ передачи и приема данных сети.

Основные преимущества:

Оптическое волокно – это долговечный материал, который имеет очень высокий уровень пропускной способности. Именно эта характеристика отвечает за высокую скорость передачи данных;
Безопасная передача данных – использование оптоволокна позволяет программному обеспечению мгновенно выявить факт несанкционированного доступа к данным сети. Доступ злоумышленников к информации практически невозможен;
Оптоволокно также отличается отличным уровнем защиты от помех и хорошим шумоподавлением;
В отличии от коаксиального кабеля, благодаря особому строению (рисунок 2) оптоволокно имеет в несколько раз большую скорость передачи данных, особенно файлы аудио и видео;
Подключение оптического волокна позволяет организовать систему для ряда дополнительных опций, к примеру, для установки системы видеонаблюдения или охранных устройств.

Основное преимущество кабеля из оптоволокна – он способен обеспечить соединение двух объектов, которые расположены на большом расстоянии друг от друга. Это происходит за счет того, что кабель не имеет ограничений на длину каналов.

Как подключить интернет через оптическое волокно?

Наиболее популярный в России интернет, сеть которого организовывается с помощью оптического волокна, предоставляет компания Ростелеком. Рассмотрим подробнее, как подключить интернет и настроить его работу самостоятельно.

Прежде всего, убедитесь, что оптоволокно подведено к вашему дому. Далее закажите услугу подключение к сети. Компания Ростелеком должна сообщить вам данные, которые обеспечат подключение. Теперь необходимо настроить оборудование.

Следуйте инструкции:

После того как работники компании Ростелеком провели оптическое волокно и подключили базовое рабочее оборудование для работы в пассивных оптических сетях (PON), всю дальнейшую настройку необходимо проводить самостоятельно;

Помните! Лучше всего проводить оптоволоконный кабель близко к розетке, к которой в дальнейшем будет подключаться блок питания (мультиплексор) терминала ONT.

Далее необходимо установить розетку и желтый кабель, как показано на рисунке ниже;

Wi-Fi роутер можно иметь свой, покупка ростелекомовского маршрутизатора необязательна. К wifi подключается оптический терминал, оптоволоконный кабель и основной шнур, с помощью которого роутер подключается к оптической розетке. Подробная схема подключения роутера в оптоволоконной сети продемонстрирована на рисунке;
Выберите такое место для установки всех компонентов, которое имеет доступ к большому количеству воздуха и хорошо вентилируется. Предварительно скажите монтажнику, где установить компоненты сети;

В терминале есть специальное гнездо, с помощью которого осуществляется соединение с компьютером и для того, чтобы соединить роутер с сетью интернет. Также терминал оснащен дополнительными двумя гнездами для соединения аналогового домашнего телефона и еще несколько гнезд нужны для подключения телевидения от Ростелекома.

После подключения всех компонентов следует проверить подключения к интернету на вашем компьютере:

Зайдите в командную строку от имени администратора. Для этого нажмите правой клавишей манипулятора на значке Windows выберите необходимый пункт;

Введите поочередно команды netstat -e –s, затем ping host, далее tracert host и наконец команду pathping host. В данном случае host – это адрес любого сайта. Таким образом проверяется соединение с интернетом;
Теперь необходимо проверить скорость соединения. Сделать это можно с помощью любого популярного сервиса, к примеру, Speedtest .

Тематические видеоролики:

Постоянное развитие технологий позволяет подключать в квартиры интернет на все более высоких скоростях. Одним из способов такого подключения является технология Gpon, которая предлагается и компанией Ростелеком.

Gpon – общее описание работы

Пассивные оптические технологии (Pon) появились не очень давно, но уверенно вытесняют традиционные способы организации доступа в интернет, работающих по медным кабелям. Оптический кабель имеет огромные преимущества перед медным кабелем:

Префикс «G» предполагает, что подключение осуществляется на гигабитной скорости. Пассивной данная технология называется потому, что между узлом провайдера и конечным потребителем нет никакого активного сетевого оборудования, и оптика прокладывается непосредственно в квартиру клиента.

Никакого оборудования и не требуется, ведь длина оптического кабеля без дополнительного усиления сигнала до 20 км, а в ближайшее время ведутся разработки по увеличению магистрали до 60 км.

Подключение может осуществляться в синхронном и асинхронном режимах. Обычно провайдеры отдают предпочтение асинхронному режиму. Максимальная скорость ограничивается 2,5 Гб/с на прием, и 1,25 Гб/с на передачу информации.

Принцип подключения к Ростелеком

Для того, чтобы подключиться будущему абоненту необходимо обратиться в ближайший офис Ростелеком и оставить заявку. Подключить можно одну или несколько услуг на выбор:

Интернет;
Городская (стационарная) телефония;
IP телевидение.

Любое подключение к провайдеру по проводам требует дополнительных затрат.

Те клиенты, которые ранее уже были подключены к Ростелекому по технологии ADSL, знают это на собственном опыте, новым абонентам об этом будет сказано при подаче заявки.

Основными трудностями является монтаж кабеля, который в силу специфических качеств не желательно сильно изгибать, поэтому обычно все оборудование устанавливается в прихожей. К оборудованию относят специальный ONT маршрутизатор, предназначенный для работы в оптоволоконных сетях, который можно арендовать непосредственно у провайдера или же купить самостоятельно. Желательно, чтобы в прихожей была смонтирована электрическая розетка. Подключение конечных устройств производится по обычной витой паре Ethernet, или через WiFi.

Схема сети Gpon предоставленная провайдером Ростелеком.

После того, как будут согласованы с клиентом технические вопросы, приобретен роутер, заключается договор на обслуживание. Производится монтаж и прокладка кабеля, и настройка маршрутизатора.

Настройка оборудования для подключения

Если маршрутизатор приобретается или арендуется у Ростелеком, то первоначальная настройка его производится при монтаже непосредственно работниками Ростелеком. В тех случаях, когда абонент занимается покупкой роутера сам или у него уже есть оборудование, то варианты конфигурации могут различаться в зависимости от модели и производителя сетевого оборудования, а также от его возможностей. В интернете можно найти достаточно информации с пошаговыми инструкциями, по которым можно провести настройку самостоятельно.

Ростелеком предлагает своим клиентам несколько моделей ONT устройств, одно из которых G PON ONT RFT620. Это довольно удачная и универсальная модель, которая позволяет подключить к LAN до 4-х устройств, и неограниченное количество по беспроводной технологии, есть возможность просмотра потокового телевидения, и подключения до 2-х стационарных телефонов.

Все настройки осуществляются через веб конфигуратор. Для этого нужно набрать в браузере адрес «192.168.1.254 », и ввести имя и пароль пользователя: user/user. Никаких настроек интернета вбивать не нужно, это уже сделано провайдером. Необходимо просто настроить домашнюю сеть под свои нужды:

включить беспроводной модуль WiFi;
изменить настройки безопасности;
установить статические или динамические IP адреса и пр.

Услуги и пакеты

Компания Ростелеком предлагает своим клиентам множество различных вариантов и пакетов услуг, самыми популярными из которых являются следующие:

домашний интернет по оптоволоконной линии с выбором скорости подключения;
интерактивное телевидение с более, чем 160-ю каналами;
домашний стационарный телефон, с возможностью выбора тарифа на звонки;
мобильная телефония;
аренда ONT маршрутизатора по низкой цене.

Все эти услуги можно выбирать отдельно или комбинировать в пакеты. От выбора будет зависеть и месячная абонентская плата. Компания проводит постоянные акции и скидки, информацию о которых можно найти на их портале. Так же для каждого региона отдельно цена на услуги отличается.

Плюсы и минусы подключения по технологии Gpon

Подключение по GPON, как и любым другим способом имеет свои положительные и отрицательные стороны. К положительным можно отнести следующие:

Кабель протягивается непосредственно между АТС провайдера и в квартиру пользователя, т.е. отсутствуют промежуточные узлы, что значительно повышает скорость передачи информации и стабильность сигнала.
Сигнал в оптоволоконном кабеле передается не электрическими, а световыми импульсами. Это означает, что вообще нет никакой опасности получить травму от удара током.
Возможность подключить сразу несколько услуг, через одно ONT устройство.

Есть, конечно, и недостатки в таком способе подключения:

Оптический провод сильно боится резких перегибов, а это говорит о том, что сложно будет подвести его по квартире в дальние комнаты. Так же на кабель не рекомендуется ставить мебель и другие тяжелые объекты.
Хотя в кабеле и нет ничего ценного для продажи, магистральные линии и разводка в подъездах постоянно подвергаются угрозам со стороны вандалов.
По кабелю не передается электричество, поэтому и со стороны животных к нему присутствует повышенный интерес. Желательно прятать его в короба.

Буквально за пару последних десятилетий компьютерные устройства для связи, общения, работы или развлечений появились практически в каждой семье. Соединения абонентов осуществляются по телефонным линиям, радиоканалам, а в последнее время широко применяется оптоволокно.

Мне пришлось на собственном опыте оценить возможности этой технологии. На его основе публикую советы домашнему мастеру по подключению к интернет своего компьютера по оптоволоконному кабелю и созданию квартирной проводной и беспроводной сети с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Первое знакомство с новой технологией

Полтора десятка лет назад на подстанцию 330 кВ, где я работал, пришло новое оборудование, осуществляющее регистрацию и обработку информации электрических сигналов от сети очень большего количества датчиков, расположенных в разных местах - регистратор «Парма».

Это обыкновенный компьютер со своим программным обеспечением, выполняющий чисто электротехнические задачи.

Его монтаж, подключение и наладка были поручены нам за исключением сборки и настройки оптоволоконных магистралей. Опыта работы с ними мы не имели.

До этого момента связь с этими датчиками происходила по обычным электрическим цепям, которые называют вторичными. Однако целая группа этих устройств находилась на большом удалении. Проект предусматривал обмен информацией с ними по оптоволоконному кабелю. Его внутрь кабельного канала мы укладывали сами, а подключением и проверкой занимался приехавший из Санкт Петербурга представитель производителя.

Именно тогда стало понятно, что без специализированного оборудования и должных навыков работать с оптоволокном нельзя. Своими руками с ним ничего сделать невозможно.

Конструкция оптоволоконного кабеля

Передача информации происходит по оптическим магистралям, состоящим из отдельных носителей, объединённых в общую конструкцию - кабель оптоволокна.

Принцип работы оптического носителя

Обмен информацией происходит за счет прохождения света лазера от встроенного светодиода. Его передача осуществляется импульсами двоичного кода в одном направлении. Поэтому для обмена сведениями создано сразу два индивидуальных канала.

О конструкции кабеля

Стекло относится к хрупким материалам. Его можно легко разбить, а оптоволокно работает за счет использования стеклянных волокон. Понятно, что они требуют надежной защиты как от механических повреждений, так и от потерь световой энергии.

С этой целью оптические носители разными способами объединяют в жесткие модули и создают из них оптоволоконный кабель. Он может быть разной конструкции. Одна из них показана на схеме.

У нас на подстанции были использованы два вида кабеля: один диаметром 6 мм, а второй толщиной указательного пальца руки.

Довольно подробно вопрос этой технологии изложен в видеоролике GalileoRU «Оптоволокно».

Прокладка оптоволокна на местности

Прошлой зимой около нас проводилась механизированная укладка такого кабеля непосредственно в грунт.

Работу выполняли три, а на сложном рельефе четыре трактора, сцепленные цугом. Они тащили плуг кабелеукладчика, заглубленный в землю на полтора метра. На тележке этого механизма расположена большая кабельная катушка, которая при ручном раскручивании оператором выдает кабель через каналы плуга в прорываемую траншею.

Сверху оптоволокна на слой земли автоматически укладывается хорошо видимая сигнальная лента. Сразу же происходит ее засыпка грунтом, а на поверхности почвы остается след углубления порядка двадцати сантиметров или чуть больше.

Через какое-то время все неровности сравняли ножом бульдозера легкого колесного трактора. Летом маршрут прокладки зарос травой. Но на местности его можно восстановить по бетонным столбикам.

Технология подключения

На подъездной доске объявлений увидел заинтересовавшее меня сообщение от Белтелеком.

Оно же было размещено на всех рядом расположенных зданиях. Таким оригинальным способом провайдер сообщал, что эра пользования медными телефонными кабелями в нашем районе заканчивается, а расположенные рядом АТС в скором времени прекратят свою работу.

Все пользователи стационарных телефонов должны сделать выбор:

согласиться с переходом на новое оборудование, предлагаемое провайдером;
или отказаться, оставшись на старом медном кабеле.

Выбор добровольный, но очень скоро АТС будет остановлена: телефонная связь по медному кабелю автоматически прекр к интерне атится. Придется заключать повторный договор и платить деньги за эту услугу. Замену же старого оборудования и монтаж нового сейчас провайдер выполняет за собственные деньги, клиентам это все предоставляется бесплатно.

Сразу замечу, что меня не удовлетворяла. Интересовал безлимитный интернет по выгодному тарифу от провайдера.

Поэтому дал согласие провайдеру чтобы интернет подключить через оптоволокно.

Проводимые работы выполнялись в три этапа:

Монтаж сети оптоволокна;
Получение нового модема и его установка;
Создание и подключение оборудования домашней сети к интернет через оптоволокно.

Монтажные работы

Буквально через несколько дней после расклейки объявлений в доме появились бригады монтажников с . Грохот от них не смолкал два дня. Панельная конструкция пятиэтажного здания обладает хорошей акустикой: звуки распространяются во все стороны.

Работа выполнялась одновременно в подъездах и квартирах.

Монтаж оборудования в подъезде

Внутри дома работали две отдельные бригады.

Первый день

Электромонтажники пробивали небольшие отверстия через межэтажные перекрытия, крепили пластиковые пеналы и укладывали в них оптоволоконный кабель диаметром 6 мм.

К концу дня он висел свернутыми кольцами над каждой дверью.

Окончание каждого было закрыто специальной заглушкой.

Последующие дни

Посередине лестничной площадки вдоль стены пробивали отверстия в бетонных плитах под пластиковые трубы диаметром 4 см.

Это наиболее громкий период работы. Если грохот первого дня можно удовлетворительно перетерпеть, находясь в квартире, то на этом этапе лучше удалиться подальше и до вечера провести время в другом месте.

Процесс заканчивается установкой оборудования оптических распределительных коробок и пластиковых труб для кабелей оптоволокна.

Для питания мощного перфоратора электромонтажники использовали катушку удлинитель и подключались к розетке домофона, вскрыв общеподъездную коробку.

Выдергивая шнур питания электромагнитов двери они создав несанкционированный доступ любых людей в подъезд. Свой удлинитель включали в эту розетку.

Какие стояли в воздухе и что было раскидано по всему подъезду описывать не буду. Наведение обычного порядка заняло не один день.

Монтаж оборудования в квартире

Параллельно с работами в подъезде специалист провайдера заключал договор с клиентами, разъяснял требования безопасности по обращению с хрупким оптоволокном, помогал советами по выбору места установки оптической розетки.

Ее монтаж могут выполнить в любом месте. Я выбрал угол коридора около домофона и старой . Высота модема на уровне колена вполне устраивала.

Длина оптоволоконного кабеля по квартире составила всего несколько десятков сантиметров. Отверстие пробили перфоратором на уровне плинтуса.

Через него со стороны подъезда просунули отрезок стальной проволоки.

На обратной стороне изолентой был примотан конец оптоволоконного кабеля.

От этого места закрепили пластиковые короба.

Установили корпус оптической розетки на стену.

Уложили оптоволокно, сделав небольшую бухту в специальных пазах.

Закрыли короба крышками.

Окончание этих работ было зафиксировано в документации мастера электромонтажников и заверено моей подписью.

Важным требованием по месту установки модема является наличие рядом с ним электрической розетки для подключения блока питания. Его относительно короткий шнур ограничен расстоянием до одного метра.

Мне пришлось дополнительно заняться специально для модема. : около плинтуса. Расположение в углу ограничивает случайный доступ к ней.

Получение модема и подготовка к переключениям на оптоволокно

Через несколько дней у меня в почтовом ящике появилось извещение от провайдера с предложением прибыть в сервисный центр для документального оформления нового договора.

Организационные вопросы

Когда пришел в сервисный центр, то скопления клиентов и очереди не было. Указанная дата и время прибытия оправдали мои ожидания.

Оператор провайдера быстро выполнила свою работу, а я получил на руки оформленную документацию и коробку с модемом.

Удивило то, что, получая в прошлый раз ADSL модем и соответствующие аксессуары к нему, все оборудование было уложено в фирменный полиэтиленовый пакет с рекламой компании. Сейчас же эту коробку пришлось засунуть под мышку: провайдер сэкономил на таре.

Оператор разъяснил, что устанавливать модем и прокладывать проводную сеть от него прибудет бригада электромонтажников. Работы будут выполняться по наряду. Оформленный бланк для его проведения она вложила в коробку. Момент окончания монтажа я обязан подтвердить своими подписями и должен передать оформленный документ мастеру.

Затем последует очередной этап: прибудет специалист сервисного центра для подключения к интернет моего оборудования через оптоволокно. В его же задачу входит снятие ADSL модема телефонной сети, сплиттера и лишних кабелей.
Я, как клиент провайдера, обязан вернуть в сервисный центр снятое оборудование в день перехода на оптоволокно или в крайнем случае на следующий.

Технические мероприятия

Через несколько дней после посещения сервисного центра ко мне в квартиру прибыли два электромонтажника. Я передал им модем оптоволокна для установки на стену.

Его монтаж выполнен быстро: пробили два отверстия перфоратором и через дюбеля закрепили саморезами корпус, вставили в него модем, подключили оптоволоконный кабель.

В квартире по периметру пола расположены пластиковые плинтуса. Внутрь их скрытно проложили два провода витой пары от модема к телефону и телевизору. Меня беспокоила их длина: предполагал, что она ограничена стандартными размерами.

Но вопрос решился очень просто. У монтажников большая бухта такого кабеля. Они отрезают необходимый кусок, укладывают его, а затем оконцовывают со всех сторон.

Обжим наконечников разъемами RJ-45 кабеля приставки интерактивного телевидения и RJ-11 для телефона выполняли клещами REXANT.

После выполнения этих операций я расписался в наряде и отдал его мастеру электромонтажников.

Создание и настройки сети интернет

Схема ввода

Фактически сеть для подключения модема оптоволокна к интернет была собрана. Осталось перекоммутировать на него управление телефоном, телевизором и компьютером, подать напряжение питания, выполнить наладку всех устройств.

Эта схема очень напоминает работу через медный телефонный кабель. Отличие в том, что здесь стационарный телефон подключен после модема и теряет свою автономность при его отключении.

Если пропадает напряжение питания бытовой сети 220 вольт, то любой модем всегда отключается. Когда он работает по технологии ADSL, то телефон с линией АТС остается соединенным через сплиттер, а связь старых аппаратов без отдельного блока питания не теряется. Абонент может позвонить куда угодно, включая экстренные службы помощи для решения своих вопросов.

В схеме подключения к сети интернет через оптоволокно этой возможности нет. Остается надежда только на мобильную связь.

Наладочные работы

После завершения всех операций электромонтажниками осталось подключить оптоволоконное оборудование, выполнить настройки компьютера, сети Wi-Fi, телефона, телевизора под его характеристики. Этими вопросами занялись специалисты провайдера, прибывшие через три дня ожидания.

Один из них подал питание на модем оптоволокна, достал ноутбук и стал выполнять его настройки.

Ввел необходимые данные для подключения телефон по новой сети.

Настройка пароля сети Wi-Fi и всего оборудования выполняется специалистом провайдера. Это отличие от подключения к интернет по кабельной телефонной линии, где обычный пользователь может входить в настройки модема через патч корд и менять пароли по своему усмотрению.

Однако продвинутый пользователь имеет возможность изменять настройки оптоволоконного модема за счет входа в роутер по адресу 192.168.100.1 через заводской логин и пароль, которые провайдер не изменяет.

Второй работник за это время разобрал схему питания ADSL-модема, переключил кабели управления телевизором и телефоном на оптоволокно. Он же собрал все старое оборудование, которое подлежит сдаче.

Проверили скорость интернета на компьютере.

Меня еще раз предупредили, что необходимо ехать в сервисный центр провайдера, сдать старое оборудование: ADSL-модем, сплиттер и кабели к ним, перевести деньги со старого счета на новый.

При переходе на оптоволокно пользователю предоставляется новый кабинет на сервисе провайдера, а старый прекращает действовать: до момента пополнения денег на нем интернет перестанет работать.

Перспектива остаться без интернета на время более суток меня не устраивала. Спросил, как можно решить этот вопрос. Мне помогли оформить обещанный платеж, который необходимо подтвердить реальной оплатой в течение трех дней.

Все эти операции заняли около 10 минут. Я поблагодарил специалистов провайдера за выполненную работу и отправился в сервисный центр, где быстро удалось решить все вопросы и сменить тарифный план на более выгодный.

Когда вечером пришел домой, то обнаружил, что стационарный телефон перестал работать. Это расстроило. Искать специалистов было поздно. Оставил это занятие на следующий день.

Утром телефон уже работал на новом номере, а скорость интернета резко увеличилась.

Таким образом произошло подключение к сети интернет через оптоволокно моего компьютера.

Владелец видеоролика Diplomatrutube подробно объясняет вопрос как «Технология PON проходит путь от телефонной станции до квартиры».

Если у вас остались вопросы по теме, то задавайте их в комментариях.

Пока вы читаете эти строки, терабайты данных курсируют по всему миру, запертые в стеклянных нитях, протянутых по дну океана. Напоминает магию, но это всего лишь продвинутая технология. Оптическое волокно - технология, которой, человечество обязано естествоиспытателям XIX века. Наблюдая за лучами света на поверхности пруда, они предположили, что светом можно управлять, но претворить в жизнь ту гениальную идею удалось только совсем недавно с появлением сложнейших заводов и тщательным изучением оптических свойств материалов.

Запертый свет

По медной витой паре (как в вашем интернет-кабеле) во множестве движутся электроны. Ток предается по проводнику и несет с собой закодированную в последовательности импульсов - информацию. Нули и единицы - двоичный код, о котором слышали, пожалуй, все. Оптический проводник сигнала работает по тому же принципу, но с точки зрения физики, с ним все гораздо сложнее. Тут могла бы быть получасовая лекция о квантовой механике, и о том, как множество именитых физиков пришли в тупик, пытаясь понять природу света, но постараемся обойтись без пространных рассуждений.

Достаточно держать в уме то, что подобно электронам, фотоны или световые волны (на самом деле в нашем контексте это одно и то же), могут переносить закодированную информацию. Так, например, на аэродромах, в случаях отказа радиосвязи, передают сигналы самолетам при помощи направленных прожекторов. Но то примитивный метод, да и работает он лишь на расстоянии прямой видимости. В то же время, по оптоволокну свет передается на километры и далеко не по прямой траектории.

Чтобы добиться такого эффекта, можно было бы использовать зеркала. Собственно, с этого инженеры-испытатели и начали свои эксперименты. Они покрывали металлические трубы изнутри зеркальным слоем и направляли внутрь луч света. Но мало того, что подобные световоды стоили непомерно дорого. Свет многократно отражался от их стенок и постепенно затухал, терял силу и совершенно сходил на нет.

Зеркала не годились. Иначе и быть не могло. Даже самое дорогое зеркало не идеально. Его коэффициент отражения меньше 100% и после каждого падения на зеркальную поверхность световой луч теряет часть энергии, а в замкнутом объеме световода таких преломлений происходит неисчислимое множество.

Тут-то и пришло время вспомнить о пруде и тех давних исследованиях, что основывались на наблюдении за поведением света в воде. Представьте, как луч закатного солнца падает на поверхность воды, преодолевает границу и направляется вниз, к дну пруда.

Те из читателей, кто помнит школьный курс физики, наверняка уже догадываются, что свет изменит направление своего движения. Часть света пройдет под воду, чуть изменив угол своего движения, а другая незначительная часть света отразится обратно в небо, потому, как «угол падения равен углу отражения». Если долгое время наблюдать за этим явлением, однажды, можно заметить, что свет, отраженный от зеркала под водой, под определенным углом так и не сумеет вырваться наружу - отразится от границы воды и воздуха полностью, лучше, чем от всякого зеркала. Дело не в воде как таковой, а в сочетании двух сред с различными оптическими свойствами - неодинаковыми коэффициентами преломления. Для создания световой ловушки достаточно минимального их различия.

Гибкие световоды

Материалы не столь уж важны. В физических опытах для детей, демонстрирующих этот эффект, часто используют воду и прозрачную пластмассовую трубку. Больше чем на пару метров в таком световоде световой луч не передать, но смотрится это красиво. По той же причине светильники и прочие декоративные изделия часто имеют в своей конструкции световоды из пластмасс. Но когда речь заходит о передаче информации на многие километры, требуются особые, сверхчистые материалы, с минимумом примесей и оптическими свойствами, близкими к идеальным.

В 1934 году американец Норман Р. Френч запатентовал стеклянный световод, который должен был обеспечить телефонную связь, но он толком не работал. Потребовалась масса времени, чтобы найти материал, который бы отвечал высочайшим требованиям к чистоте и прозрачности, изобрести оптическое волокно из диоксида кремния - чистейшего кварцевого стекла. Чтобы создать в прозрачном кремнии разность коэффициентов преломления, прибегают к хитрости. Центр прозрачной болванки, которая превратится в провод, оставляют чистым, в то время, как внешние слои насыщают германием - он изменяет оптические характеристики стекла.

В таком случае, болванку обычно спекают из двух заранее приготовленных стеклянных трубок, вставленных одна в другую. Но можно поступить и наоборот, насытив сердцевину стекловолокна германием. Более технологичным и высококачественным стекловолокно получается, когда стеклянные трубки наполняют изнутри газом и ждут, пока германий сам осядет на стекло тончайшим слоем. Затем трубку разогревают и растягивают до метровой длины. При этом полость внутри закрывается сама.

Получившийся стержень имеет сердцевину с одним коэффициентом преломления и оболочку с другими оптическими параметрами. Он то и послужит для изготовления оптического волокна. Пока тяжелая заготовка толщиной в руку ничем не напоминает провод, но кварцевое стекло хорошо растягивается.

Подготовленную болванку поднимают на высоту десятиметровой башни, закрепляют на вершине и равномерно нагревают до пор, пока по консистенции она не будет напоминать нугу. Тогда из стеклянной болванки под собственным весом начинает тянуться тончайшая нить. По пути вниз она остывает и приобретает гибкость. Это может показаться странным, но сверхтонкое стекло прекрасно гнется.

Готовое оптическое волокно, непрерывно поступающее вниз, окунают в ванну с жидким пластиком, образующим защитный слой на поверхности кварца, а затем сматывают. Так продолжается до тех пор, пока заготовка на вершине башни не будет полностью переработана в единую нить из сотни-другой километров оптического волокна.

Из него, в свою очередь, будут сплетены кабели, содержащие от пары, до пары сотен отдельных стеклянных волокон, упрочняющие вставки, экранирующие слои и защитные оболочки.

Осевой стержень.
Оптическое волокно.
Пластиковая защита оптических волокон.
Пленка с гидрофобным гелем.
Полиэтиленовая оболочка.
Армирование.
Внешняя полиэтиленовая оболочка.

Связь со скоростью света

Описанный процесс сложен, трудозатратен, требует постройки заводов и специального обучения от их персонала, и, тем не менее, игра стоит свеч. Ведь скорость света - это непреодолимый предел, максимальная скорость, с которой информация может распространяться в принципе. Соперничать с оптическим волокном в скорости передачи информации могут, разве что, линии прямой оптической связи, но никак не медные проводники, на какие бы ухищрения не шли их создатели. Сравнения демонстрируют превосходство оптического волокна над остальными средствами передачи информации лучше всего.

Домашний интернет на постсоветском пространстве, зачастую, проводят по двужильной витой паре с проводниками толщиной в один - два миллиметра. Максимумом для нее, оказывается показатель в 100 мегабит в секунду. Этого достаточно для пары компьютеров, но, когда в квартире оказываются умный телевизор, NAS, раздающий торренты, домашний сервер, несколько смартфонов и умных девайсов из мира интернета вещей, не хватит и восьмижильного провода. Ограничения канала связи становятся очевидны. Как правило, в виде артефактов и заикающихся киногероев на экране телевизора, или лагов в онлайн-играх. Оптоволокно толщиной 9 микрон обладает в 30 раз большей пропускной способностью, не говоря уже о том, что таких жил в проводе может быть несколько.

При этом оно компактнее и весит значительно меньше обычных проводов, что оказывается решающим преимуществом, при прокладке магистральных линий связи и планировании городских коммуникаций.

Оптические кабели соединяют континенты, города и датацентры. В России первая такая линия, появилась в Москве. Первый подводный оптический кабель пролег между Санкт-Петербургом и датским Аберслундом. Затем оптоволокно протянулось между предприятиями, государственными учреждениями и банками. В крупных городах получила распространение схема, при которой оптические линии связи доводят до отдельных многоквартирных домов, и, тем не менее, для рядового потребителя оптическое волокно все еще остается экзотикой. Нам бы было интересно узнать, как много наших читателей использует его дома, потому что, по большинству квартир по-прежнему тянется старая-добрая витая пара.

Оптическое волокно не только дорогое и сложное в производстве. Еще дороже оказывается его квалифицированное обслуживание. Тут не обойтись без синей изоленты. При монтаже волокна кварца необходимо специальным образом сращивать, а линии оптоволоконной связи комплектовать дополнительным оборудованием.

Несмотря на то, что разность коэффициентов преломления в сердцевине и оболочке волокна в теории создает идеальный световод, запущенный по кварцевому проводу свет все равно затухает из-за примесей, содержащихся в стекле. Увы, избавиться от них полностью практически невозможно. Десятка молекул воды на километр оптического волокна уже достаточно, чтобы внести в сигнал ошибки и снизить расстояние, на которое его можно передать.

С подобной проблемой сталкиваются инженеры-электрики и в случае с обычными проводами. Расстояние, на которое можно без проблем отправить сигнал по проводу они называют дистанцией регенерации.

Для стандартного телефонного кабеля она равняется километру, у экранированного кабеля - пяти. Оптоволоконная жила удерживает свет на расстоянии до нескольких сотен километров, но, в конце концов, сигнал все равно приходится усиливать, регенерировать. На классических линиях связи устанавливаются сравнительно дешевые и простые усилители. Для оптоволоконных – требуются сложные и высокотехничные агрегаты в которых используются редкоземельные металлы и инфракрасные лазеры.

В линию связи врезают небольшой участок специально подготовленного стекловолокна. Оно дополнительно насыщенно атомами эрбия, редкоземельного элемента используемого, помимо прочего, в атомной промышленности. Атомы эрбия в этом участке волокна находятся в возбужденном состоянии из-за дополнительной накачки светом. Проще говоря, их подсвечивают специально настроенным лазером. Сигнал, проходящий такую область кабеля, усиливается примерно в два раза, поскольку атомы эрбия в ответ на воздействие излучают свет той же волны, что и входящий сигнал, а значит, сохраняют закодированную в нем информацию. После усилителя оптический сигнал может пройти еще около ста километров, прежде чем процедуру потребуется повторить.

Такие системы требуют обученных специалистов для обслуживания и постоянного присмотра, так что экономическая выгода от прокладки индивидуальных оптических линий для конкретных абонентов остается сомнительной в большинстве стран мира. И все же, все мы используем стекловолокно для передачи сообщений. Весь современный интернет базируется на этой технологии и именно благодаря ей стали возможны интернет трансляции в сверхвысоком разрешении, видеостриминг, онлайн игры с минимальной задержкой, мгновенная связь с практически любой точкой планеты и даже мобильный интернет. Да, базовые станции сотовой связи также связывает стекловолокно.

Несмотря на то, что ученые ищут новые пути построения коммуникационных сетей, мы не получим ничего более практичного еще очень долго. Экспериментальные технологии позволяют поднять информационную емкость стекловолокна в два-три раза, все более толстые многожильные стеклянные кабели ложатся на морское дно между континентами, однако принципиальные ограничения, накладываемые скоростью света, запертого в кварцевой жиле, преодолеть вряд ли удастся. Выходом видится отказ от кварца и связанных с ним ограничений, передача информации с помощью лазеров, но она возможна только по прямой. Следовательно, передатчики придется разместить в космосе или хотя бы в верхних слоях атмосферы. Подобные эксперименты в последние годы привлекли внимание крупнейших корпораций, но это уже совсем другая история.

В последнее время очень многих стал интересовать оптоволоконный интернет. Большинству известно, что подобная технология предполагает на довольно большой скорости. Не так давно подобные скорости многим казались фантастикой, хотя технология начала развиваться почти век назад - еще в тридцатых годах прошлого столетия. Именно поэтому стоит рассмотреть, что такое оптоволоконный интернет и почему подобная технология находится вне конкуренции.

Немного истории

Первые попытки передачи данных на расстоянии посредством света и прозрачных материалов производились еще в 1934 году. Норманном Френчем было предложено преобразовывать голос в световые сигналы, которые потом будут передаваться по стержням из стекла. Спустя несколько лет физиком из Швейцарии Жаном Даниэлем Колладоном был проведен эксперимент с трансляцией света посредством «параболического жидкого потока», то есть воды. Оптоволокно в современном виде появилось в 1954 году. Авторство принадлежит двум физикам из Англии - Гарольду Хопкинсу и Нариндеру Сингх Капани, а также исследователю из Голландии - Абрахому Ван Хилу. Так как они одновременно объявили о своем изобретении, их всех троих стали считать основателями данной технологии. А уже спустя два года было придумано название - оптоволокно.

Потери света у первых были очень большими. В конце пятидесятых годов Лоуренс Кертинс смог их уменьшить. А когда в 1962 году открыли лазерную технологию, у оптоволокна появился еще один шанс на существование.

Особенности

Теперь можно вернуться к современности. На данный момент оптоволоконный интернет характеризуется невероятно большой скоростью передачи данных. Это совершенно не удивительно. Переносчиком информации в данном случае является свет, а его скорость перемещения самая высокая во Вселенной. Такое свойство обязательно должно было найти применение, и оно есть. В упрощенном смысле передается так: если свет горит, то это 1, а нет - тогда 0. Оптоволоконный интернет-кабель передает чередование нулей и единиц с такой скоростью, что невооруженным глазом это просто невозможно увидеть. За смену импульсов отвечает передатчик, преобразующий электрические сигналы в световые. А на втором конце кабеля обычно размещается приемник, осуществляющий обратное преобразование.

Оптоволоконный интернет характеризуется огромными скоростями, в чем и заключается основное его преимущество. Еще одним плюсом можно назвать способность работы на больших расстояниях. для интернета прокладывается по дну океана, он может тянуться через весь материк. Естественно, монтерам, которые его прокладывают, приходится очень сложно: они устанавливают усилители сигналов в местах стыка, которые стоят в несколько сотен раз дороже самого провода, однако для технологии в целом такие вложения нельзя назвать чрезмерно большими.

Дополнительные свойства

Таким способом используется и в иных сферах. Посредством тончайшего проводка можно обеспечить подсветку во время сложных операций на сердце или мозге человека. Набирают популярность и лайт-системы, в основе которых - все то же оптическое волокно, только вместо информации они приносят в дом солнечный свет, который улавливают с улицы.

Помимо скорости и большой дальности передачи информации, имеется у подобной технологии и еще один плюс - информацию при ее использовании перехватить практически невозможно.

Оптоволоконный интернет: недостатки

Минус тут всего один - слишком дорогое оборудование и инструменты для монтажа. Сам кабель обходится не так уж дорого в сравнении с передатчиками, приемниками и усилителями сигнала. Спайка проводов осуществляется посредством специальных инверторов, которые могут стоить как очень дорогие автомобили.

Характеристики

Оптоволоконный интернет характеризуется высокой скоростью, как это уже было описано ранее. Для домашнего пользования ее минимальный показатель составляет 10 Мб/с. Физически никакой домашний кабель не способен поддерживать подобную скорость. Правильнее всего использовать такое подключение в случае наличия домашнего сервера, либо если у вас не один, а несколько компьютеров, которые постоянно нуждаются в доступе к интернету. Для разделения оптоволоконного кабеля требуется установка специального маршрутизатора. Он может предназначаться для домашнего пользования или для магистральных каналов. Оптоволоконный интернет будет работать со специальными маршрутизаторами, которые выпускались не ранее 2010 года. Их модельный ряд довольно обширен, поэтому для каждого пользователя можно выбрать оптимальный вариант.

Оптоволоконный интернет (Ростелеком)

Компания Ростелеком уже не первый год предоставляет гражданам доступ к всемирной паутине по технологии ADSL, которая предполагает передачу сигнала по обычной телефонной линии. Теперь оператор приступил к активному внедрению совершенно новых методов. Сейчас активно внедряется оптоволоконный интернет по технологии FTTB (оптика до здания). С ее помощью можно существенно повысить качество услуг, предоставляемых населению, надежность соединения и его максимальную скорость, которая может достигать 100 мегабит в секунду. Когда сеть пройдет полную модернизацию, каждый житель выбранного населенного пункта сможет воспользоваться полным спектром услуг. К примеру, появится возможность для просмотра цифрового телевидения, которое в разы превосходит кабельное и спутниковое по качеству и возможностям. Подобное решение - это высокое качество видеоматериалов, изображения и звука, а также удобное интерактивное меню, простота использования и прочие преимущества.

Выводы

На данный момент оптоволоконный интернет представляет собой передовое решение проблемы передачи данных. Превосходить его по скорости способны только криптосети, которые пока находятся на стадии проектирования, и еще не особо ясно, когда начнется их разработка. Именно поэтому стоит задуматься над тем, как подключить оптоволоконный интернет.