Optik tarmoq - bu qurilmalar o'rtasida ma'lumotlarni uzatish uchun yorug'likdan foydalanadigan texnologiya. U yuqori tarmoqli kengligi va past kechikishni taklif qiladi va ko'p yillar davomida shaharlararo ma'lumot uzatish uchun de-fakto standart bo'lib kelgan. Optik tolalar butun dunyo bo'ylab ko'pgina uzoq masofali ovozli va ma'lumotlar aloqalari uchun ishlatiladi.
Optik tarmoq muhim ahamiyatga ega, chunki u uzoq masofalarga yuqori tezlikda ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi. Misol uchun, optik tarmoq Nyu-Yorkdagi foydalanuvchilarning Nayrobidagi serverlarga fizika qonunlari ruxsat bergan darajada tez kirishini ta'minlaydi.
Optik tarmoqni yaratish texnologiyasi to'liq ichki aks ettirish printsipiga asoslanadi. Yorug'lik optik tolali kabel kabi muhit yuzasiga tushganda, yorug'likning bir qismi sirt tomonidan aks etadi. Yorug'likning aks etish burchagi muhitning xususiyatlariga va tushish burchagiga (yorug'likning sirtga tushish burchagi) bog'liq.
Agar tushish burchagi kritik burchakdan katta bo'lsa, u holda barcha yorug'lik aks etadi; bu umumiy ichki aks ettirish deyiladi. Umumiy ichki aks ettirish yorug'likni uzunligi bo'ylab boshqaradigan optik tolalar, shisha yoki plastmassa turini yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
Yorug'lik tola bo'ylab o'tayotganda, u bir nechta umumiy ichki ko'zgularni boshdan kechiradi va bu uning tola devoridan sakrab tushishiga olib keladi. Bu sakrash effekti yorug'likning tolaning uzunligi bo'ylab zigzag shaklida harakatlanishiga olib keladi.
Elyafning xususiyatlarini sinchkovlik bilan nazorat qilish orqali muhandislar yorug'lik qancha aks etishini va qayta aks ettirilgunga qadar qancha masofani bosib o'tishini nazorat qilishlari mumkin. Bu ularga hech qanday ma'lumotni yo'qotmasdan uzoq masofalarga ma'lumotlarni uzata oladigan optik tolalarni loyihalash imkonini berdi.
Optik tarmoqlar bir nechta komponentlardan iborat: optik tolalar, qabul qiluvchilar, kuchaytirgichlar, multipleksorlar va optik kalitlar.
Optik tola
Optik tola optik signalni o'tkazuvchi vositadir. U turli xil materiallardan iborat, jumladan:
①Yadro: yorug'lik olib yuradigan markaz.
②Clad: Yadroni o'rab turgan va optik signalni saqlashga yordam beradigan material.
③Bufer qoplamasi: Optik tolani shikastlanishdan himoya qiluvchi material.
Yadro va qoplama odatda shishadan, bufer qoplamasi esa odatda plastmassadan tayyorlanadi.
Transceiver
Transceiverlar elektr signallarini optik signallarga va aksincha o'zgartiradigan qurilmalar bo'lib, odatda ulanishning oxirgi milyasida amalga oshiriladi. Bu optik tarmoq va undan foydalanadigan elektron qurilmalar, masalan, kompyuterlar va routerlar o'rtasidagi interfeys.
Kuchaytirgich
Nomidan ko'rinib turibdiki, kuchaytirgich yorug'lik signallarini kuchaytiradigan qurilma bo'lib, ular kuchini yo'qotmasdan uzoq masofalarni bosib o'tishlari mumkin. Kuchaytirgichlar signalni kuchaytirish uchun muntazam ravishda tola bo'ylab joylashtiriladi.
Multiplekser
Multiplekser - bu bir nechta signallarni qabul qiladigan va ularni bitta signalga birlashtiradigan qurilma. Bu har bir signalga yorug'likning turli to'lqin uzunligini belgilash orqali amalga oshiriladi, bu multipleksorga bir vaqtning o'zida bir tola bo'ylab bir nechta signallarni shovqinsiz yuborish imkonini beradi.
Chiroq kaliti
Optik kalit - bu optik signallarni bir toladan boshqasiga yo'naltiruvchi qurilma. Optik kalitlar optik tarmoqlarda trafikni boshqarish uchun ishlatiladi va odatda yuqori quvvatli tarmoqlarda qo'llaniladi.
Optik tarmoqlar tarixi
Optik tarmoqlarning tarixi 1790-yillarda frantsuz ixtirochisi Klod Chappe optik aloqa tizimining eng qadimgi namunalaridan biri bo'lgan optik signal telegrafini ixtiro qilgan paytdan boshlangan.
Taxminan bir asr o'tgach, 1880 yilda Aleksandr Grem Bell optik telefon tizimi bo'lgan elektro-optik telefonni patentladi. Fotofon ilg'or bo'lgan bir paytda, Bellning oldingi telefon ixtirosi amaliyroq bo'lib, aniq shaklga ega bo'ldi. Shuning uchun Photophone hech qachon eksperimental bosqichni tark etmadi.
1920-yillargacha Angliyada Jon Logie Baird va Klarens V. Xansel televidenie yoki faks tizimlari uchun tasvirlarni uzatish uchun bir qator ichi bo'sh naychalar yoki shaffof novdalardan foydalanish g'oyasini patentladilar.
1954 yilda golland olimi Abraham Van Heel va ingliz olimi Garold X. Xopkinsning har biri traktografiya bo'yicha ilmiy maqolalarini nashr etishdi. Xopkins tozalanmagan tolalarga e'tibor qaratdi, Van Heel esa faqat oddiy qoplangan tolalar to'plamlariga - yalang'och tola atrofida kamroq sinishi indeksiga ega shaffof qoplamaga e'tibor qaratdi.
Bu tolani aks ettiruvchi sirtini tashqi deformatsiyalardan himoya qiladi va tolalar orasidagi shovqinni sezilarli darajada kamaytiradi. Tasvirlash nurlarining rivojlanishi optik tolalarni rivojlantirishda muhim qadam bo'ldi. Elyaf sirtini tashqi shovqinlardan himoya qilish optik signallarni tola orqali aniqroq uzatish imkonini beradi.
1960 yilga kelib, shisha bilan qoplangan tolalar har bir metr uchun taxminan 1 desibel (dB) yo'qotishlarga ega edi, bu tibbiy tasvirlash uchun mos, lekin aloqa uchun juda yuqori. 1961 yilda Amerika Optik kompaniyasidan Elias Snitzer yorug'likni faqat bitta to'lqin uzatuvchi rejim orqali o'tkaza oladigan kichik yadroli optik tolaning nazariy tavsifini nashr etdi.
1964 yilda doktor Kao har bir kilometrga 10 yoki 20 dB yorug'lik yo'qotilishini taklif qildi. Ushbu standart telekommunikatsiya tizimlarining assortimenti va ishonchliligini oshirishga yordam beradi. Yo'qotish darajasi bo'yicha ishiga qo'shimcha ravishda, doktor Gao yorug'lik yo'qotilishini kamaytirishga yordam beradigan toza stakanga ehtiyoj borligini ko'rsatdi.
1970 yilning yozida Corning Glass Works tadqiqotchilari guruhi eritilgan silika deb nomlangan yangi material bilan tajriba o'tkaza boshladilar. Ushbu modda o'zining juda yuqori tozaligi, yuqori erish nuqtasi va past sinishi indeksi bilan mashhur.
Robert Maurer, Donald Kek va Piter Shultsdan iborat jamoa tez orada eritilgan kremniy dioksididan "optik to'lqin uzatuvchi tola" deb ataladigan yangi turdagi simni yaratish uchun foydalanish mumkinligini tushundi. Ushbu optik tolali sim an'anaviy mis simga qaraganda 65000 marta ko'proq ma'lumotni o'tkazishi mumkin. Bundan tashqari, ma'lumotni tashish uchun ishlatiladigan yorug'lik to'lqinlari hatto ming mil uzoqlikdagi manzillarda ham dekodlanishi mumkin.
Bu ixtiro shaharlararo aloqalarni inqilob qildi va bugungi optik tolali texnologiyaga yo‘l ochdi. Jamoa doktor Gao tomonidan belgilangan desibelni yo'qotish muammosini hal qildi va 1973 yilda Bell Laboratoriesda Jon MakChesni tola ishlab chiqarish uchun kimyoviy bug'larni cho'ktirish jarayonini yaxshiladi. Natijada optik tolali kabellarni tijorat asosida ishlab chiqarish mumkin bo'ldi.
1977 yil aprel oyida General Telephone and Electronics Co. kompaniyasi Kaliforniyaning Long Beach shahrida real vaqt rejimida telefon aloqasi uchun birinchi marta optik tolali tarmoqdan foydalandi. 1977 yil may oyida Bell Labs tez orada Chikagoning shahar markazida 1,5 milya masofani qamrab olgan optik telefon aloqa tizimini qurdi. Har bir tolalar juftligi DS3 sxemasiga teng keladigan 672 ta ovozli kanalni uzatishi mumkin.
1980-yillarning boshida optik tolali aloqaning ikkinchi avlodi 1.3-mikron InGaAsP yarimoʻtkazgichli lazer yordamida tijorat maqsadlarida foydalanish uchun moʻljallangan edi. Ushbu tizimlar 1987 yilda 1,7 Gbit / s gacha bo'lgan bit tezligida ishlagan, takrorlagichlar bir-biridan 50 kilometrgacha masofada joylashgan.
Uchinchi avlod optik tolali tarmoqlarda foydalaniladigan tizimlar 1,55 mikronda ishlaydi va har bir kilometrga taxminan 0,2 dB yo‘qotishga ega.
To'rtinchi avlod optik tolali aloqa tizimlari talab qilinadigan takrorlagichlar sonini kamaytirish uchun optik kuchaytirishga va ma'lumotlar sig'imini oshirish uchun to'lqin uzunligi bo'linish multipleksatsiyasiga (WDM) tayanadi.
2006 yilda optik kuchaytirgichlar yordamida 160-kilometrlik chiziqda soniyasiga 14 terabit (Tb) bit tezligiga erishildi. 2021-yilga kelib yapon olimlari to‘rt yadroli optik tolali kabel yordamida 3,{6}} kilometrdan ortiq 319 Tbit/s tezlikni uzatishi mumkin bo‘ladi.
Ushbu to'rtinchi avlod optik tolali aloqa tizimlari oldingi avlodlarga qaraganda ancha ko'p imkoniyatlarga ega bo'lsa-da, asosiy printsip bir xil: elektr signallarini optik impulslarga aylantirish, ularni optik tolalar orqali yuborish va keyin ularni qabul qilishda elektr signallariga aylantirish. oxiri.
Biroq, har bir avlodning tarkibiy qismlari kichikroq, ishonchli va arzonroq bo'ldi. Natijada, optik tolali aloqa global telekommunikatsiya infratuzilmamizning tobora muhim qismiga aylandi.
Optik tarmoqlarning asosiy tendentsiyalari
Tarmoq chetiga e'tibor qarating
Optik tarmoq qirrasi - bu tarmoqqa kirish va undan tashqarida trafik oqadigan joy. Bulutga asoslangan ilovalarning talablarini qondirish uchun optik tarmoqlar oxirgi foydalanuvchilarga yaqinlashmoqda. Bu kamroq kechikish va yanada barqaror ishlash imkonini beradi.
Qatlamni shifrlash
Kiberhujumlar keng tarqalgani sayin, harakatdagi ma'lumotlarni himoya qilish asosiy tashvish bo'lib qoladi. SASE (Secure Access Service Edge), so'nggi paytlarda xizmatlarning so'nggi nuqtalarida bulutli mahalliy xavfsizlik xususiyatlaridan foydalanish katta qiziqish uyg'otdi. Oxirgi nuqta himoyasi ulangan tarmoqlarda xavfsizlik boshqaruvlarini keraksiz qilishi mumkin.
Garchi bu shifrlash zaruratini bartaraf etmasa-da, u nozik ma'lumotlar va ilovalarni himoya qiladi. Bitta xavfsizlik nazorati bo'lmasa, 1-qatlam himoyasi tobora qiyinlashadi.
Nazorat, boshqaruv va foydalanuvchi trafigini shifrlash orqali resurslarimizni yaxshiroq himoya qilishimiz mumkin. Bu xakerlarning tizimga kirishini deyarli imkonsiz qiladi va muvaffaqiyatli kiberhujum ehtimolini sezilarli darajada kamaytiradi. Korxonalar maʼlumotlar va ulanishga koʻproq ishonar ekan, ishonchli xavfsizlik yechimlari yanada yaqqol namoyon boʻladi.
Optik tarmoqni oching
Ochiq optik tarmoq - bu turli ishlab chiqaruvchilarning uskunalarini integratsiyalash imkonini beruvchi standart, ochiq interfeyslardan foydalanadigan optik tarmoq. Bu optik tarmoq komponentlari uchun ko'proq tanlov va moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Bundan tashqari, ular mavjud bo'lganda yangi xususiyatlar va xizmatlarni qo'shishni osonlashtiradi.
Spektr xizmatlarining o'sishi
Ma'lumotlar oqimi o'sishda davom etar ekan, yuqori o'tkazish qobiliyati va sig'imga bo'lgan ehtiyoj ham ortadi. Spektral xizmatlar buni mavjud optik tolali tarmoqlarning sig'imini oshirish uchun spektrdan foydalanish orqali ta'minlaydi. Ushbu xizmatlar ommabop bo'lib bormoqda, chunki ular ma'lumotlarga bo'lgan talabni qondirishning tejamkor usulini ta'minlaydi.
Koʻproq ochiq havoda joylashtirish
Yuqori tarmoqli kengligi va sig'imga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli ko'cha kabinetlarida ochiq havoda joylashtirish keng tarqalgan. Tashqi tolalar to'g'ridan-to'g'ri mijoz joylashgan joyga yugurishi mumkin, bu esa to'g'ridan-to'g'ri ulanish va past kechikishni ta'minlaydi.
Yilni va modulyator
Optik tarmoqlar rivojlanishda davom etar ekan, kichikroq, ixchamroq komponentlarga bo'lgan ehtiyoj tobora ortib bormoqda. Buning sababi, ma'lumotlar markazi muhitida bo'sh joy ko'pincha cheklangan. Yilni modulli optika yuqori samaradorlikni ta'minlagan holda joyni tejashga yordam beradi.
Optik tarmoqlarning kelajagi
Intellektual optik tarmoq
Intellektual optik tarmoqlar - bu ishlashni optimallashtirish uchun sun'iy intellektdan (AI) foydalanadigan optik tarmoqlar. Sun'iy intellekt tarmoqdagi muammolarni avtomatik aniqlash va tuzatish uchun ishlatilishi mumkin. Bu yanada samarali va ishonchli tarmoqni yaratish imkonini beradi.
Bundan tashqari, sun'iy intellekt kelajakdagi trafik shakllari va talablarini bashorat qilish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu ma'lumot tarmoqning kelajakdagi talablarga javob berishiga ishonch hosil qilish uchun quvvatni oldindan ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin.
Moslashuvchan tarmoq arxitekturasi
Moslashuvchan mesh arxitekturalari mashhur bo'lib bormoqda, chunki ular mavjud tolalarning quvvatini oshirish yo'lini ta'minlaydi. Moslashuvchan panjara bitta tolada turli to'lqin uzunlikdagi yorug'likni multiplekslash imkonini beradi. Bu har bir tolada ko'proq ma'lumot uzatish imkonini beradi va tarmoq hajmini oshiradi.
Talab bo'yicha to'lqin uzunligini bo'linish multipleksatsiyasi
To'lqin uzunligini bo'linish multipleksatsiyasi - bu bir nechta to'lqin uzunlikdagi yorug'likni bitta tolaga o'tkazish imkonini beruvchi texnika. Talab bo'yicha WDM - talab bo'yicha sig'imga ruxsat beruvchi WDM turi. Bu shuni anglatadiki, quvvatni yangi tolani o'rnatmasdan kerak bo'lganda qo'shish mumkin.
Raqamli dunyoda optik tarmoq
Optik tarmoq o'zining nisbatan qisqa tarixida uzoq yo'lni bosib o'tdi. Kamtarlikdan boshlab, u endi ko'plab yirik tarmoq infratuzilmalarining muhim qismidir. Bu Internetning asosiy ustuni bo'lib, biz muloqot qilish usulini inqilob qiladi va misli ko'rilmagan texnologik taraqqiyot davrini boshlaydi.
5G kabi tendentsiyalar yetib borar ekan, optik tarmoqlar tobora raqamli dunyomizda muhim rol o'ynashda davom etishi kutilmoqda.
