რა არის და რისთვის გამოიყენება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები?

ალბათ ერთხელ მაინც დაფიქრებულხართ, როგორ არის შესაძლებელი რომ თვალის დახამხამებაში ვიღებთ ელექტრონულ წერილს, რომელიც გამოიგზავნა დედამიწის მეორე ნახევრიდან, მაგალითად პერუდან?

სინამდვილეში წერილი ჩვენამდე „მოაქვთ“ კაბელებს, უფრო კონკრეტულად კი ოპტიკურ კაბელებს - fiber optic cable-ებს. მაინც რა არის ეს ოპტიკური კაბელი და როგორ გადასცემს ინფორმაციას დედამიწის ერთი წერტილიდან მეორეში?

იმისთვის, რომ კარგად გავიგოთ რა როგორ ხდება, სულ თავიდან უნდა დავიწყოთ და ფიზიკის საფუძვლებს დავუბრუნდეთ, კერძოდ - თუ როგორ მოძრაობს და გარდაისახება სინათლის სხივი სამყაროში. სინათლის სხივის სიჩქარე და მიმართულება იცვლება, როდესაც იგი ხვდება შუშის გამტარში. ამ ცვლილებას ეწოდება რეფრაქცია.

pink floyd-ის ძალიან ცნობილი, 1993 წელს გამოშვებული ალბომი თუ გახსოვთ, სახელად „Prism”? სწორედ რეფრაქციაა გამოხატული ამ ალბომის პოსტერზე - სინათლის სხივი შედის პრიზმაში და იცვლის მიმართულებას - იდრიკება.

სხივის რეფრაქციის კუთხის შეცვლა შესაძლებელია შუშის რეფრაქციის ინდექსის მართვით (რომელიც შუშის ქიმიურ შემადგენლობაზეა დამოკიდებული), ისე რომ საბოლოო ჯამში სხივმა საერთოდ არ დატოვოს გამტარი და ისეთი კუთხით აირეკლოს, რომ გამტარშივე დარჩეს - ამას ეწოდება სრული შიდა არეკვლა - total internal reflection.

სწორედ ეს ფენომენია გამოყენებული ოპტიკური კაბელების მუშაობისას. ოპტიკური კაბელი შედგება ათასობით წვრილი მილისგან, რომელიც დამზადებულია მინის მასალით. წარმოიდგინეთ, ამ მილების რადიუსი დაახლოებით იმდენივეა, რაც ადამიანის თმის ღერის რადიუსი. მილებში ინფორმაცია გადის ლაზერული სხივის საშუალებით. სხივი - შედის მილში, იგივე გამტარში, რომელსაც აქვს მაღალი რეფრაქციის ინდექსი, ამიტომ სხივი აღარ გადის მილის გარეთ, არამედ აირეკლება მილის კედელზე და მიემართება საპირისპირო მიმართულებით. შემდგომ ისევ კედელს ეჯახება და ისევ აირეკლება და ასე მანამ, სანამ სხივი არ მიაღწევს გამაძლიერებელს. სურათზე ხედავთ ოპტიკური კაბელის მილს და მასში არეკლილ სხივს რომელიც ფორმით ტეხილს გავს.

რა არის გამაძლიერებელი და რა საჭიროა?

ოპტიკურ მილებში სხივის არეკვლა არ ხდება უსასრულოდ, დაახლოებით 100 კილომეტრის გავლის შემდეგ სხივი სუსტდება, ამას ეწოდება ატენუაცია (Attenuation). ამიტომ, საჭიროა მოწყობილობა, რომელიც გააძლიერებს სხივს და კიდევ ასობით კილომეტრამდე გადაცემის საშუალებას მისცემს. სწორედ ესენია გამაძლიერებლები (Amplifier), რომლებიც გარკვეული პერიოდულობით გვხვდება ათასობით კილომეტრზე გადაჭიმულ ოპტიკურ კაბელებთან.

კონკრეტულად სად არის გადაჭიმული კაბელები?

ოპტიკური კაბელის მუშაობის პრინციპი გასაგებია, მაგრამ ახლა მასშტაბებსაც გადავხედოთ და ამ ბლოგის დასაწყისში რომ კითხვა დავსვით, პერუდან ელ.ფოსტას როგორ ვიღებთო, აი იმ კითხვას გავცეთ პასუხი. ოპტიკური კაბელები გადაჭიმულია მთელს დედამიწაზე - მიწის ქვეშ და ოკეანეებში, ანუ შეიძლება ითქვას, რომ დედამიწის ყველა წერტილი ერთმანეთთანაა დაკავშირებული. ნებისმიერი ინფორმაცია შეიძლება გამოიხატოს ბინარული კოდით - ანუ ნულებითა და ერთიანებით. წერილის ტექსტი, რომელიც ჩემა მეგობარმა პერუში საკუთარ სმარტფონში აკრიფა, გარდაისახება ნულებად და ერთიანებად. შემდეგ, მისი სმარტფონი ამ ბინარულ კოდს გადააქცევს ელექტრომაგნიტურ ტალღებად, ტალებს კი უახლოეს ინტერნეტის ანძას მიაწვდის. ანძაზე მიერთებულია ოპტიკური კაბელები, რომელსაც უკვე სხვისის ფორმით გადაეცემა ბინარული კოდი. ეს კოდი პერუდან წამოვა, გამოივლის 9 მთას, 9 ზღვას, რამდენიმე ოკეანესა და ასობით გამაძლიერებელს და საბოლოოდ მოვა თბილისის ინტერნეტის ანძამდე, რომელიც სხივის მიერ მოტანილ სიგნალს ისევ ელექტრომაგნიტურ ტალღებად გადააქცევს და უკვე ჩემი სმარტფონისკენ გამოუშვებს. თითქოს გრძელი გზაა, თუმცა სინამდვილეში ამ ყველაფერს სულ რამდენიმე წამი სჭირდება.

რას ნიშნავს OM და OS ოპტიკური კაბელები?

არსებობს ორი ძირითადი ტიპის ოპტიკური კაბელი - Multi mode (OM) და Single mode (OS). Multimode ოპტიკურ კაბელს შეუძლია ერთდროულად გაატაროს რამდენიმე სხივი ერთსა და იმავე ოპტიკურ მილში, მაშინ როცა Single mode მხოლოდ ერთ სხივს ატარებს. ეს ორი კატეგორია შეიძლება კიდევ უფრო დეტალურად ჩაიშალოს - OM: OM1, OM2, OM3, OM4 და OS: OS1, OS2. რაც მიანიშნებს კაბელის გამტარუნარიანობის სიჩქარეზე, ხარისხზე და ა.შ.

საუბრისას ოპტიკური კაბელების მილებს რასაც ვუწოდებდით, სინამდვილეში მათ Optical Cable Core - ოპტიკური კაბელის ბირთვი ეწოდება. OM-სა და OS-ს შორის ძირითადი განსხვავება ბირთვის დიამეტრია. OM კაბელის ბირთვის დიამეტრი ბევრად უფრო დიდია ვიდრე OS კაბელის. არსებობს 50 მიკრონისა და 62,5 მიკრონის დიამეტრის სიგრძის OM კაბელები. (1მეტრი = 100000 მიკრონს). რაც უფრო მეტია დიამეტრი, მით უფრო გამარტივებულია სიგნალის გადაცემა ბირთვში და იძლევა ბევრად უფრო ენერგოეფექტური და შესაბამისად იაფის LED-ების, ანუ ოპტიკურ კაბელში სხივის წარმომქმნელების გამოყენების საშუალებას. OS კაბელების შემთხვევაში უფრო ძვირადღირებული LED-ები გამოიყენება, თუმცა აქვე უნდა აღნიშნოს რომ OM კაბელები უფრო ნაკლებ დისტანციაზეა გათვლილი ვიდრე OS კაბელი.

რა არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ქსელი?

პრაქტიკაში არსებობს ოპტიკურ ბოჭკოვანი ქსელის რამდენიმე ტიპი - FTTH, FTTP, FTTC და FTTB. ოთხივე ქსელში ოპტიკური კაბელები მოემართებიან მთავარი გადამცემიდან, თუმცა განსხვავება იმაშია, თუ შემდეგ როგორ ნაწილდებიან:

Fiber to the Home (FTTH) და Fiber to the Premises (FTTP) არის ყველაზე სწრაფი გადაცემის მქონე ქსელი და ნიშნავს, რომ მთავარი გამანაწილებლიდან წამოსული ოპტიკური კაბელები პირდაპირ თქვენს სახლში ან რომელიმე სხვა კერძო უძრავ ქონებაში დამონტაჟებულ ტერმინალს უკავშირდება.

Fiber to the Curb (FTTC) არის ნაწილობრივი დაქსელვა და ნიშნავს, რომ ოპტიკური კაბელი უკავშირდება სახლთან ან უძრავ ქონებასთან ყველაზე ახლოს მდებარე გამანაწილებელს. დაახლოებით იგივეა Fiber to the Building (FTTB) – კაბელი უკავშირდება შენობების საზიარო გამანაწილებლებს.

და ბოლოს, რამდენიმე საინტერესო ფაქტი ოპტიკური კაბელების შესახებ:

კონცეფცია, სადაც სიგნალის გადაცემა სხივის საშუალებით ხდება ჯერ კიდევ 1840-იან წლებში გაჩნდა. იდეის ავტორები ყვნენ ფრანგი გამომგონებლები დენიელ კოლადონი და ჯეკის ბაბინეტი. მათ თავადვე ჩაატარეს ექსპერიმენტი სადაც სინათლის რეფრაქციის დემონსტრირება მოახდინეს. 10 წლის შემდეგ, 1850-იან წლებში ირლანდიელმა გამომგონებელმა, ჯონ ტინდალმა დაახლოებით ისეთივე ექსპერიმენტი ჩაატარა, ახლა უკვე წყლის შადრევნის გამოყენებით. ამ ადრეულმა ექსპერიმენტებმა გავლენა იქონა და საბოლოო ჯამში ხელი შეუწყო ტელევიზიის გამოგონებას - შოტლანდიელმა გამომგონებელმა ჯონ ლოჯი ბეირდმა 1925 წელს ლონდონის ინსტიტუტში შექმნა სიგნალი, რომელშიც გადაიცემოდა მოძრავი სურათები.

1952 წელს ბრიტანელმა ფიზიკოსმა ნარინდერ საინ კაპანმა შექმნა პირველი ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელი, რომელიც ეფუძნებოდა ჯონ ტინდალის ექსპერიმენტებს. ცამეტი წლის შემდეგ, 1965 წელს, ორმა ბრიტანელმა მკვლევარმა, ჩარლზ კაომ და ჯორჯ ჰოკმანმა, აღმოაჩინეს, რომ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის ატენუაციას იწვევდა წარმოების მინარევები და მიხვდნენ, რომ თუ ატენუაციის შესუსტებას შეძლებდნენ, ოპტიკურ ბოჭკოვანი კაბელების ტელეკომუნიკაციებში გამოყენება ბევრად უფრო ფართოდ გახდებოდა შესაძლებელი.

1970 წელს ატენუაციის ბარიერიც მოიხსნა. ეს მიღწევა ეკუთვნის კომპანია Corning Glass Works-ის ოთხ მეცნიერ-მკვლევარს: რობერტ მაურერს, დონალდ კეკს, პიტერ შულცსა და ფრენკ ზიმარს.

მომდევნო ორი ათწლეულის განმავლობაში, ინოვაციური კვლევების წყალობით უფრო და უფრო შემცირდა ატენუაცია, რამაც გაზარდა სიგნალის გადაცემის დისტანცია და საბოლოოდ ოპტიკური კაბელი გახდა ინფორმაციის გადაცემის წამყვანი საშუალება ტელეკომუნიკაციების სფეროში. უკვე 1990-იან წლებში, როცა ინტერნეტის პოპულარიზაციაც დაიწყო და ინტერნეტი ნელ-ნელა ხდებოდა მასობრივი პროდუქტი, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გაყვანა მთელს მსოფლიოში დაიწყეს.

დღეს, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების ქსელი წარმოდგენილია დედამიწის თითქმის ყველა ქვეყანაში და იგი არის თანამედროვე საკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურის ხერხემალი.

აქვე გეტყვით, რომ „ტელკო სისტემსი“ ოპტიკური კაბელების ერთ-ერთი პირველი და წამყვანი დისტრიბუტორია საქართველოში. ჩვენი ოფიციალური პარტნიორია „YOFC“ - ოპტიკური ბოჭკოსა და ოპტიკური კაბელების ერთ-ერთი უმსხვილესი მწარმოებელი ჩინეთში. ჩვენთან შეგიძლიათ შეიძინოთ YOFC-ის ბრენდის ნებისმიერი ტიპის ოპტიკური კაბელები - პროდუქციის სანახავად მიჰყევით ამ ბმულს.

წყაროები:

https://www.stl.tech/optical-interconnect-products...

https://www.tevelec.com/history/#:~:text=In%201952....