| e-gradiva | SERŠ Maribor | O projektu | Besednjak | ||||||
 |
|||||||||
| Osnove | Skladi | Topologije | Mediji | Pristopne | LAN | Omrežni | Transportni | Povezovanje | Varnost | Storitve | Varnost | Sistemi | Strežniki | |||||||||
| e-gradiva | SERŠ Maribor | O projektu | Besednjak | ||||||
|
|||||||||
| Osnove | Skladi | Topologije | Mediji | Pristopne | LAN | Omrežni | Transportni | Povezovanje | Varnost | Storitve | Varnost | Sistemi | Strežniki | |||||||||
V tej učni vsebini boste spoznali:
Optični kabli lahko prenašajo digitalne podatkovne signale v obliki pulzov oziroma svetlobe. To je relativno varen način pošiljanja podatkov, za razliko od bakrovega jedra, ki prenaša podatke v obliki električnih signalov in ne v obliki električnih impulzov. To pomeni, da se ob prenosu podatkov prek optičnega kabla, ne more prisluškovati prenosu.
Optični kabel je dober za zelo hiter prenos podatkov za velike količine podatkov, saj je neobčutljiv na elektro–magnetne motnje in praktično nima atenuacije signala. Prenos podatkov beležimo od nekje 100 Mb/s do demonstriranih 1 gigabitov na sekundo (Gb/s). Lahko prenašajo signal - svetlobni impulz nekaj km daleč.
Leta 1860 je Alexander Graham Bell demonstriral odboj svetlobe od zrcal, ki je bil moduliran z zvokom. Kasneje so iznašli možnost za prenos slike po optičnem vlaknu. Posebno pozornost pri razvoju uporabne tehnologije je bilo potrebno posvetiti izdelavi dobre srajčke, da bi zmanjšala disperzijo. Drugi pomemben izum je bil laser, ki da vzporeden curek svetlobe ene same valovne dolžine.
Prva, zelo slaba, optična vlakna so izdelali leta 1970. V letu 1980 pa je pričela delovati optična povezava med mesti Boston, Mass in Richmond. Razvoj je šel nato bliskovito dalje. Leta 1988 je bil položen prvi optični kabel pod Atlantikom.
Deli optičnega vlakna
Vsa optična vlakna izkoriščajo za vodenje svetlobe prav pojav popolnega notranjega odboja, zato so konstruirana tako, da imajo valjasto obliko. Osrednji del optičnega vlakna je stržen ali jedro, ki je izdelan iz optično gostečega sredstva (večji lomni količnik). Stržen obdaja optično redkejši plašč z nižjim lomnim količnikom. Stržen in optični plašč sta najpogosteje izdelana iz zelo čistega stekla, možna pa je tudi kombinacija steklenega stržena in plastičnega (polimernega) plašča. Le pri plastičnih optičnih vlaknih so vsi elementi izdelani iz polimernih snovi. Površina optičnih vlaken mora biti zaščitena pred mehanskimi in drugimi vplivi okolja, zato jo prevlečemo s plastjo primarne zaščite, običajno iz polimernega ovoja.
Optični kabel in vlakna 
Sergey Kashkin 
Ker vsako stekleno vlakno prenaša signal samo v eno smer, vsebuje kabel vsaj dve vlakni. Eno vlakno se uporablja za sprejem, drugo za oddajo. Ovoj okoli vsake plasti steklenih vlaken je kevlar, ki zagotavlja trdnost. Vlakna so povezana v svežnje, ki jih imenujemo optični kabli in jih uporabljamo za prenos svetlobnih signalov na velike razdalje.
Če natančno pogledamo eno samo optično vlakno vidimo sledeče dele:
Poznamo dve vrsti optičnih vlaken: enorodovna in večrodovna.
Mnogorodovno in enorodovno vlakno
Mednarodni predpisi natančno določajo dimenzije stržena, plašča in zaščite optičnih vlaken, ki se uporabljajo v telekomunikacijah: premer zaščite mora biti 250 µm, zunanji premer vlakna pa 125 µm. Tolerance so zelo stroge, saj premer vlakna nikjer ne sme odstopati več kot 2 µm. Glede na debelino stržena in profil lomnega količnika v jedru razlikujemo več tipov optičnih vlaken.
Vlakna s premerom stržena 50 ali 62,5 µm imenujemo večrodovna (angl. multi–mode) in v vsakem trenutku se po njih lahko razširja večje število žarkov. Zanje je značilna velika razlika med lomnim količnikom stržena in plašča, kar omogoča uporabo poceni svetlobnih izvorov in detektorjev, ki jih lahko proizvajajo tudi svetleče diode (LED). Ker prenašajo več svetlobnih signalov, je disperzija večja in se lahko signale prenaša na krajše razdalje (nekaj kilometrov). Zaradi večjega premera je takšna vlakna lažje spajati.
Uporabi v telefonskih omrežjih so namenjena enorodovna vlakna (angl. single–mode), po katerih se razširja v vsakem trenutku le en žarek. Take okoliščine razširjanja svetlobe dosežemo pri strženu s premerom komaj 9 µm ter majhni razliki lomnih količnikov stržena in plašča. Ta vlakna odlikujeta zelo velika pasovna širina in majhno slabljenje, zato so namenjena prenosu velike gostote podatkov na daljše razdalje (nekaj sto kilometrov). Ker prenašajo en sam svetlobni signal, je disperzija manjša. Zaradi manjšega premera, je takšna vlakna težje spajati.
Notranji odboj v optičnem vlaknu
Zamislimo si, da želimo posvetiti po dolgem, ravnem tunelu. S svetilko samo posvetimo naravnost, saj ni problema, ker svetloba potuje naravnost. Kaj pa če tunel ni raven? Potem lahko namestimo ogledala, da bo svetloba nadaljevala pot po tunelu. Kaj pa, če je tunel zelo ukrivljen? Potem je najbolje, da damo vanj veliko ogledal in svetloba se bo odbijala iz ene strani na drugo in tako nadaljevala svojo pot. Natanko to se dogaja v optičnem kablu.
Svetloba v optičnem kablu potuje po jedru. Ker ovoj ne absorbira nobene svetlobe iz jedra, lahko svetloba prepotuje dolgo razdaljo. Vseeno se svetlobni signali oslabijo, ko potujejo po kablu zaradi ogledala. To pa je odvisno od kvalitete stekla in valovne dolžine svetlobe. Npr. 850 nm = 60 do 75 %/km; 1.3000 nm = 50 do 60 %/km. Nekateri profesionalni optični kabli izgubijo veliko manj svetlobe – manj kot 10 %/km z valovno dolžino 1.550 nm.
Konektorji optičnih kablov, rbouwman
Da bi razumeli kako se optična vlakna uporabljajo pri komunikaciji, si poglejmo primer iz dokumentarnega filma o drugi svetovni vojni, kjer morata dve bojni ladji med sabo komunicirati, hkrati pa ohranjati radijski molk. Ena ladja se približa drugi. Kapitan ene ladje pošlje sporočilo mornarju na palubi. Mornar sporočilo prevede v Morsejevo kodo (pike in črtice) in uporabi signalno luč, da pošlje sporočilo drugi ladji. Mornar na palubi druge ladje vidi sporočilo, ga prevede in pošlje kapitanu.
Sedaj si moramo predstavljati, da sta ladji več tisoč kilometrov narazen, imamo pa optična vlakna med ladjami. Relejen sistem optičnih vlaken je sestavljen iz oddajnika, optičnega vlakna, optičnega obnavljalnika in optičnega sprejemnika.
Obstaja več razlogov za uporabo optičnih kablov.
Uporaba optičnih kablov ima tudi nekaj pomanjkljivosti.
Optični kabli zmorejo najhitreje prenašati podatke. Zagotavljajo največjo varnost. Četudi so kabli sami poceni, je njihova namestitev najdražja. Težavna je namestitev in ni standardiziranih priključkov na omrežnih vmesnikih.
Izvedbo projekta je omogočilo sofinanciranje Evropskega socialnega sklada Evropske unije in Ministrstva za šolstvo in šport.