Optický kabel: Jak funguje a proč je nejlepší volbou pro vaše připojení?

Optický kabel umožňuje přenášet data pomocí světla. Závratnou rychlostí. Na rozdíl od tradičních měděných kabelů, které přenášejí elektrické signály, používají optické kabely k přenosu dat světelné pulsy. Jak takový optický kabel vypadá, jak funguje a proč je optický internet nedostižný?

 

 

Co je to optické vlákno

 

Optická vlákna jsou dlouhá, tenká vlákna z velmi čistého skla o průměru lidského vlasu. Jsou uspořádána do svazků - optických kabelů a používají se k přenosu světelných signálů na velké vzdálenosti.

 

Pokud bychom se na vlákno podívali pod mikroskopem, zjistíme, že má několik části:

 

- jádro – velmi tenký střed, kterým prochází světlo

- opláštění jádra - vnější optický materiál obklopující jádro, který odráží světlo zpět do jádra

- nárazník - ochranný plastový povlak nanesený přímo na optické vlákno

- plášť – vnější ochranná vrstva kabelu, která chrání vlákno před poškozením a vlhkostí

 

 

Detail optického vlákna:

 

Typy optických vláken

 

Optická vlákna se dělí na jednovidová a vícevidová, podle toho, na jakou vzdálenost přenosu dat se používají.

 

Jednovidové vlákno má velmi tenké jádro (přibližně 9 mikronů v průměru, 0,000009 metrů) a přenáší infračervené laserové světlo o vlnové délce 1 300 až 1 550 nanometrů. Umožňuje pouze jeden režim světla, jinými slovy světlo přenáší jedním módem/videm. Jde o kabel s nízkou latencí, vysokou propustností a díky absenci konkurenčních druhů světla i velmi malým útlumem signálu.
Hodí se proto pro přenos signálu na dlouhé vzdálenosti v řádech stovek až tisíců kilometrů. 

 

Takto malé jádro navíc umožňuje teoreticky téměř neomezenou šířku pásma / neomezenou rychlost, kterou omezuje jen výkon přijímače a vysílače na obou jeho koncích. Nevýhodou tohoto vlákna je vyšší cena. 

 

Vícevidové vlákno má větší jádro (cca 62,5 mikronů v průměru, 0,0000625 metrů) a přenáší infračervené světlo o vlnové délce 850 až 1 300 nanometrů. Větší jádro vícevidového kabelu umožňuje, aby vlákny procházelo více vidů světla najednou. V praxi to znamená, že signály musí urazit kratší vzdálenost kvůli interferenci více druhů světla, které si navzájem konkurují. Vícevidová vlákna proto najdou uplatnění v situacích, které nevyžadují tak velký dosah signálu.

 

Nejčastěji se tak používá v prostředích LAN sítí (lokálních sítí), kde je třeba přenášet velké množství dat na krátké vzdálenosti.

 

Vedle skla mohou být některá optická vlákna vyrobena i z plastu. Tato vlákna mají velké jádro (cca 1 milimetr).

 

 

Jak poznáte, který typ optického kabelu máte doma

 

Norma TIA-598C stanovená Asociací telekomunikačního průmyslu poskytuje pravidla pro barevné kódování optických kabelů. Jednovidové kabely jsou tradičně žluté, zatímco vícevidové kabely bývají oranžové. 

 

Jak funguje optický kabel

 

Dejme tomu, že chcete posvítit paprskem baterky do dlouhé rovné chodby. Stačí namířit baterku přímo do chodby a světlo se pohybuje po přímce, takže hezky osvítí chodbu až na konec. Co když má ale chodba zatáčku? Do zatáčky můžeme umístit zrcadlo, které paprsek světla odrazí za roh. Co když je ale chodba klikatá? Mohlo by pomoct stěny obložit zrcadly a paprsek natočit tak, aby se odrážel ze strany na stranu po celé délce chodby. A přesně to se děje v optickém vlákně.

 

Světlo v optickém kabelu prochází jádrem (analogií chodby) tak, že se neustále odráží od pláště (stěn obložených zrcadly). Protože plášť neabsorbuje žádné světlo z jádra, může světelná vlna cestovat na velké vzdálenosti.

 

Při cestě na delší vzdálenosti se však část signálu uvnitř vlákna ztrácí. Míra degradace signálu závisí na čistotě skla, počtu ohybů ve vlákně nebo spojů, které spojují úseky vlákna, a taky na vlnové délce přenášeného světla.

 

 

Nelehké začátky optického kabelu   Jako první se po optických vláknech pokoušel informaci poslat už ve dvacátých letech 20. století skotský vynálezce J. L. Baird. Jenže technologie nefungovala, jelikož ztrátovost dat byla obrovská. A tak Baird po usilovném boji snažení vzdal. Jak se později ukázalo, Baird neobalil skleněná vlákna do materiálu, který by umožnil světelným signálům zůstat uvnitř jádra a ty se tak po cestě „poztrácely“ do okolního prostředí. Právě to znemožnilo přenos signálu na delší vzdálenosti.

 

 

Systém pro přenos optického signálů

 

Určitě jste někdy viděli válečný dokument, kde se flotila lodí pohybovala ve formaci, a přitom musela dodržovat rádiový klid. Posádky se tak domlouvaly pomocí světelných signálů. Z jedné lodi se vysílal světelný signál pomocí reflektoru za použití Morseovy abecedy. Námořník zprávu signalizačním světlem odeslal a na palubě druhé lodi pak zprávu z morseovky dekódovali do běžné řeči.

 

Podobně funguje i přenosu dat přes optické kabely. Optické přenosové systémy se skládají z následujících částí:

 

- vysílače - vytváří a kóduje světelné signály
- optické vlákno - vede světelné signály na velkou vzdálenost
- optický zesilovač / regenerátor – při komunikaci na velké vzdálenosti je nutný pro zesílení světelného signálu
- optický přijímač - přijímá a dekóduje světelné signály

 

Vysílač

Přijímá a řídí optické zařízení, aby ve správném pořadí zapínalo a vypínalo světlo, a tím generovalo světelný signál. 

 

Optický zesilovač

Při přenosu světla vláknem dochází k určitým ztrátám signálu, zejména na velké vzdálenosti, např. u podmořských  kabelů. Podél kabelu se tak nacházejí jeden nebo více optických regenerátorů, které zesilují degradované světelné signály.

 

Optický přijímač

Přijímá příchozí světelné signály, dekóduje je a posílá elektrický signál do počítače, televizoru nebo telefonu druhého uživatele. Přijímač používá k detekci světla fotobuňku nebo fotodiodu.

 

 

Výhody optického kabelu

 

Optické sítě mají v porovnání s běžnými metalickými dráty (měděnými vodiči) několik zásadních výhod:

 

- Vyšší přenosová rychlost. Protože jsou optická vlákna tenčí než měděné vodiče, lze do kabelu o daném průměru svázat více vláken než do měděných vodičů. To umožňuje, aby po stejném kabelu procházelo více dat.  Stojí za tím velká šířka pásma. Obecně platí, že čím je její hodnota vyšší, tím lepší je přenosová rychlost. Teoretická rychlost optických sítí se pohybuje v řádu několika terabitů za sekundu. Pro běžné komerční využití se využívají tarify až 2 Gb/s.

 

- Cena a velikost. Optický kabel je dražší než měděný drát, ale také vyžaduje méně údržby. Z dlouhodobého hlediska šetří peníze vám i vašemu poskytovateli internetu. Optická vlákna mají výrazně menší průměr než měděné vodiče.

 

- Menší ztrátovost signálu. Ztráta signálu v optickém vlákně je menší než v měděném vedení.

 

- Nižší spotřeba energie. Protože signály v optických vláknech méně degradují, lze místo vysokonapěťových elektrických vysílačů potřebných pro měděné vodiče použít vysílače s nižším výkonem. To opět šetří peníze vám i vašemu poskytovateli.

 

- Nehořlavost. Protože optickými vlákny neprochází elektřina, nevzniká teplo, což snižuje riziko požáru.

 

- Váha a flexibilita. Optický kabel váží méně než srovnatelný kabel z měděných drátů (2 kg na 300 metrů oproti 18 kg).

 

Jednoduše řečeno, žádné jiné připojení vám nezaručí takovou rychlost a stabilitu jako právě optická síť. 

 

 

Nevýhody optického kabelu

 

Ve srovnání s jinými technologiemi připojení přes optický kabel téměř žádné slabiny nemá. Snad jedinou nevýhodu představuje nižší dostupnost optické sítě ve srovnání s DSL technologií a připojením vzduchem. Optická infrastruktura se však postupně rozšiřuje i mimo větší města.

 

Můžete se u vás připojit přes optický kabel?

 

Zjistěte online, jestli se u vás můžete připojit přes optickou síť nebo zavolejte našemu Ajťákovi na příjmu. Poradí vám se vším, co se točí kolem internetu a technologií. Zjistí, jaké nejvýhodnější připojení můžete mít na své adrese a rozebere s vámi i konkrétní technologii.