optičke elektrokomunikacije

optičke elektrokomunikacije, prijenos informacija (zvuka, slike ili podataka u električnom obliku) elektromagnetskim zračenjem valnih duljina od približno 800 do 1675 nm. Iako se, ne radi o vidljivom, nego o bliskom infracrvenom području, zadržao se naziv »optički«, jer je u prvim takvim komunikacijskim sustavima val nosilac bio u vidljivom području.

Informacija u električnom obliku modulira se (→ modulacija) u optičkom izvoru na val nosilac (→ optoelektronika), zatim se prijenosnim medijem (svjetlovodni kabel, dielektrični valovod ili zrak) prenosi iz jedne točke u drugu (ili u više točaka) i na kraju demodulira u optičkom detektoru, koji čini prvi stupanj prijamnika. Prijenos se ostvaruje optičkom vezom ili optičkom mrežom (→ komunikacijski sustavi, integrirani; mreža, komunikacijska mreža). Danas optičke mreže najviše grade, koriste i iznajmljuju kompanije nacionalnih telekomunikacijskih sustava, kabelske televizije i tvrtke kojima vlastita infrastruktura dopušta jednostavno postavljanje optičke mreže (npr. elektroprivreda, željeznica), a sve je više projekata u svijetu u kojima svjetlovodna nit (vlakno) dolazi do krajnjega korisnika (FTTH, akronim od engl. Fiber to the Home) ili u njegovu blizinu (FTTC, akronim od engl. Fiber to the Curb). Mogućnost prijenosa golemih količina informacija velikim brzinama na velike udaljenosti pridonosi razvoju interneta i različitih multimedijskih usluga (npr. interaktivne televizije ili televizije na zahtjev, sa svjetlovodnom niti do korisnikove utičnice).

Zbog svojstava prijenosnoga medija signal se pri prijenosu prigušuje i izobličava, što ograničava duljinu prijenosnoga puta i brzinu prijenosa informacija u sustavu. Najveće su komercijalne brzine prijenosa na jednoj valnoj duljini (jedan optički kanal) 10 Gb/s i 40 Gb/s. Duljina prijenosnoga puta može se povećati umetanjem optičkih pojačala. To mogu biti poluvodička, Ramanova ili svjetlovodna pojačala. Poluvodička pojačala (SOA, akronim od engl. Semiconductor Optical Amplifier) lako se mogu integrirati s ostalim optičkim komponentama izvedenima u poluvodičkoj tehnologiji, pa najčešće služe kao pretpojačala na prijamnoj strani sustava i obično se nalaze na istoj pločici s detektorom. Ramanova pojačala koriste se većinom u istraživanjima te za posebne primjene dugih optičkih veza; mana im je potreba vanjskog optičkoga pumpanja, a prednost to da se valnom duljinom izvora pumpanja može namjestiti valna duljina koja se pojačava. Najčešće se rabe svjetlovodna pojačala dopirana elementom erbijem (EDFA, akronim od engl. Erbium Doped Fiber Amplifier), koja se odlikuju velikim pojačanjem, širokim spektrom pojačanja, niskom razinom vlastitoga šuma koji unose u sustav te niskom razinom preslušavanja između različitih kanala. Tipičan razmak između repetitora iznosi oko 80 km, pa je to i razmak na koji se postavljaju optička pojačala u tzv. dugim vezama (do 640 km).

Naglim razvojem interneta morao se povećati kapacitet prijenosa optičkih kabela. Kako je postavljanje optičkih kabela skupo, razvila se tehnologija kojom se istom svjetlovodnom niti istodobno prenose informacije valom nosiocem na više valnih duljina, a naziva se valnim multipleksom (WDM, akronim od engl. Wavelength Division Multiplex). Prijenos na 160 valnih duljina preko jedne niti naziva se gustim valnim multipleksom (DWDM, akronim od engl. Dense Wavelength Division Multiplex). Za takav prijenos dovoljna je svjetlovodna nit i prikladni uređaj na krajevima mreže. Za kvalitetniji rad, u čvorove mreža ugrađuju se uređaji koji preusmjeravaju signale strogo u optičkoj domeni – optički uređaj OADM (akronim od engl. Optical Add/Drop Multiplexor) i ROADM (akronim od engl. Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexor), koji odvajaju i dodaju u mrežu zahtijevani broj valnih duljina nosilaca s moduliranim informacijama, te optički prespojnici (OXC, akronim od engl. Optical Cross Connect), koji prespajaju i preusmjeravaju signale različitih valnih duljina.

Osnovni mjerni uređaji potrebni pri instaliranju, nadzoru i detekciji kvara optičkih veza i mreža jesu mjerač snage (Power Meter), optički reflektometar u vremenskoj domeni (OTDR, akronim od engl. Optical Time Domain Reflectometer) i analizator spektra (OSA, akronim od engl. Optical Spectrum Analyser). Mjeračem snage provjerava se jačina snage izvora i optičkoga signala na mjestu detekcije. Reflektometrom se mjere: mjesto puknuća niti, duljine veza, gubitci pojedinih svjetlovodnih niti, gubitci na stalnim spojevima i konektorima te mjesta na kojima se nalaze stalni spojevi i konektori. Analizator spektra služi za nadgledanje razina signala i stabilnosti frekvencije pojedinoga kanala kod višekanalnoga prijenosa. – Razvoj optičkih komunikacija i optičkih mreža ide u smjeru stvaranja sveoptičke mreže, koja bi bila brža i pouzdanija od današnjih mreža koje kombiniraju električnu i optičku tehnologiju.

optičke elektrokomunikacije. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 16.9.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=45339>.