Cool data ve skle aneb přenosy optickými kabely

Potřebujete kabel pro připojení počítače k domácí síti? V každém supermarketu vám prodají běžnou kroucenou dvojlinku zakončenou konektory RJ-45. Profesionální nasazení si však s metalickými vodiči nevystačí.


Trh s optickými kabely a aktivními síťovými prvky je mnohem komplikovanější než standardní kroucená dvojlinka kategorie 5 nebo 6 s konektory RJ-45 pro domácí či podnikové stomegabitové a gigabitové metalické sítě. Výrobci dodávají různé druhy optických vláken a celou řadu různých druhů konektorů, s nimiž lze více či méně kreativně pracovat v závislosti na aktuální potřebě a samozřejmě také výši rozpočtu.


Vlákna a konektory

Zatímco metalické vodiče využívají pro přenos dat elektrickou vodivost, optická vlákna spoléhají na vedení světla. Nejpoužívanějším materiálem pro výrobu optických vláken je tedy – nikoli překvapivě – sklo a to konkrétně obohacené křemičité sklo. Jednoznačnou výhodou tohoto materiálu je fakt, že zásoby křemíku jsou na naší planetě prakticky nevyčerpatelné, což se o klasické mědi ani ropě, z níž pochází malá část optických vláken vyrobených z plastu, říci nedá.


Necháme-li stranou vlákna pro speciální účely, používají se běžně dva typy optických vláken. Mnohavidová (anglicky multimode) se používají většinou v lokálních sítích, vhodná jsou pro krátké vzdálenosti do 600 metrů a také nižší přenosové rychlosti s drobnými problémy až do 10 Gb/s. V dnešní době jsou běžná gradientní vlákna, v nichž světelný paprsek opisuje sinusovou křivku, tedy v nich dochází k plynulé změně indexu lomu světla. Jednovidová (single mode) vlákna nejčastěji obsluhují delší vzdálenosti včetně spojení mezi kontinenty a to vysokou rychlostí v řádu až terabitů za sekundu. Mají menší průměr jádra, takže se v nich světlo láme pod velkými úhly. Díky vlastnostem těchto vláken lze používat tzv. vlnový multiplex.


Průměr jádra je jedním z určujících parametrů optických kabelů, které se značí číslem ve tvaru X/Y, například 9/125. První hodnota pak udává průřez samotného vlákna, druhá průřez pláště (druhé vrstvy od jádra kabelu), který zabraňuje úniku světla mimo samotné skleněné jádro. Obě hodnoty jsou uváděny v mikrometrech. Jednovidová vlákna mají průměr jádra do 10 mikrometrů, mnohavidová více, nejčastěji 50 či 62,5 mikrometrů.


Konektorů pro zapojení vláken do síťových prvků rozlišujeme celou řadu. Pouze jednosměrnou komunikaci (simplexní) umožňují například konektory ST a SC, pro obousměrný (duplexní) režim se pak používají konektory, které zdvojují dva simplexní kabely v jednom konektoru, například typy SC-RJ či velmi rozšířené LC, jiné konektory se zase osazují kabely obsahujícími více vláken.


Optika využívá nepřeberné množství různých konektorů

Vraťme se ale ke zmíněnému vlnovému multiplexu. To je technologie, která multiplexuje více optických signálů v jednom vlákně díky využití různých vlnových délek (tj. barev) nosného světla. V Česku můžeme jeho nasazení v praxi vidět například na spoji mezi datovými centry společností Coolhousing na Vinohradské třídě a CE Colo v ulici Nad Elektrárnou. Z Vinohradské odchází data po hlavní optické trase. Směřují-li do CE Colo, odbočí přes výhybku do příslušného optického vedení, kde jsou od dat jiných poskytovatelů odlišena barvou nosného světla, než dorazí do svého cíle. Vlnový multiplex tedy umožňuje efektivní sdílení kapacitních optických spojů.


Dost bylo teorie

Ještě jeden náhled pod pokličku síťařů Coolhousingu nám ukáže širší využití optických technologií a dokonce i nějaké specialitky dalece přesahující stručné vysvětlení optické technologie obsažené v tomto článku v praxi. Z datového centra na Vinohradské třídě vycházejí dvě nezávislé optické trasy. Hlavní trasu tvoří celkem 96 jednovidových vláken 9/125. 24 vláken má Coolhousing osazeno konektory LC/APC, dalších 24 LC/PC a zbývajících 48 na své využití teprve čeká.


Záložní trasa je mnohavidová 50/125 zakončená konektory typu SC. Onou specialitkou je tu využití tzv. kondicionérů, což jsou pasivní prvky, v nichž se optické vlákno zlomí a pod přesným úhlem se na něj navaří jednovidové vlákno. To pak umožní po mnohavidovém vláknu spolehlivě přenášet 10 Gb/s. Takto navržené připojení nabízí kapacitu, která nejen spolehlivě pokryje potřeby zhruba tisíce hostovaných serverů. Vytížení spojů se ve skutečnosti dlouhodobě drží pod 30 % jejich kapacity.


Optika pro pokročilé: Kondicionér pro navaření mnohavidového vlákna na jednovidové.

Návrh optických sítí je v IT samostatnou disciplínou a odborníků v tomto oboru si zaměstnavatelé váží. Pokud vás téma zaujalo, pak vězte, že v tomto článku jsme jen maličko škrábli jeho povrch. Skutečný přehled používaných technologií, jejich výhod a nevýhod a možností implementace by vydal na několik knih. Chcete-li se však do tématu ponořit alespoň o trochu hlouběji, bude pro vás dobrým začátkem anglická Wikipedia a její článek Optical fiber cable: http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber_cable



Author: Jirka Dvořák


Zákaznická
podpora

Tento web používá k poskytování služeb a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Více...
Souhlasím