Kako funkcionira internet od optičkih vlakana. Što je optičko vlakno? — Kako spojiti optički internet. Ugradnja opreme u stan

💖 Sviđa li vam se? Podijelite vezu sa svojim prijateljima

Trenutno je optički kabel najbrži način povezivanja na Internet na svijetu. Visoka brzina mreže osigurana je prijenosom podataka pomoću svjetla. Zapravo, kabel se sastoji od mnogo pojedinačnih žica kroz koje prolaze svjetlosni impulsi. Takvi kabeli su sposobni za istovremeni prijenos podataka iz više objekata, bez gubitka informacija ili brzine. Koristeći ovu značajku, pružatelji često kombiniraju kabelsku televiziju, telefoniju i internetske usluge u jednom kabelu, što može značajno smanjiti troškove. Optička vlakna su tehnologija budućnosti.

U ovom ćemo članku pogledati koliko košta ugradnja optičkih vlakana u privatnu kuću i kako to učiniti.

Prednosti optičkih vlakana

  • izdržljivost;
  • Visoka propusnost;
  • sigurnost, ova vrsta komunikacije omogućuje vam brzo prepoznavanje smetnji treće strane;
  • svestranost.

Rostelecom optičko vlakno u privatnu kuću - kako se spojiti?

Prije je ova vrsta komunikacije bila dostupna samo u stanu, ali sada je moguće instalirati optički kabel u privatnu kuću. Slične usluge pruža Rostelecom. Da biste aktivirali ovu uslugu, jednostavno ostavite zahtjev u uredu tvrtke ili na web stranici rostelecom.ru.

Rostelecom optičko vlakno u privatnu kuću - kratke upute o povezivanju:

  1. Idite na web stranicu tvrtke rostelecom.ru.
  2. Odaberite svoju regiju.
  3. Idite na odjeljak "Za sebe".
  4. Idite na karticu "Internet".
  5. Odaberite tarifu i kliknite gumb za povezivanje.
  6. Ispunite obrazac i kliknite na "Naruči".

Ako nemate pristup internetu, možete osobno posjetiti ured tvrtke i razgovarati o svim pitanjima sa stručnjakom.

Koliko košta instalacija Rostelecom optičkih vlakana u privatnoj kući?

Prilikom spajanja vašeg doma na svjetlovod u privatnom sektoru cijena će se odrediti ovisno o vrsti voda, dužini i tarifi. Trenutno se veza ostvaruje za samo 99 rubalja mjesečno.

Dostupni su i sljedeći osnovni tarifni planovi:

  1. 200 Mbit/s za 890 rub.
  2. 100 Mbit/s za 690 rub.
  3. 80 Mbit/s za 590 rub.
  4. 45 Mbit/s za 480 rub.

Sažimajući

Prema recenzijama korisnika, optička vlakna izvrstan su način povezivanja s internetom jer mogu pružiti stabilne velike brzine veze. Provjereno osobno, iz vlastitog iskustva. Sada znate kako instalirati optička vlakna u privatnu kuću i možete to učiniti po najpovoljnijim cijenama.

Trgovačka kuća OPTEN, kao glavni partner brojnih domaćih i inozemnih tvrtki, nudi za nabavu cjelokupni asortiman robe za izgradnju i rad svjetlovodnih komunikacijskih vodova. Konkretno, optički križ za montažu na stalak http://td.opten.spb.ru/komm-cross/komm/krossi-sto, neophodan za funkcioniranje mreža optičkih vlakana.

  • Prijevod

Članci o slušanju svjetlovoda dosta su rijetki zbog određenih specifičnosti ove vrste komunikacije. Kako troškovi opreme i troškovi organiziranja komunikacijskih kanala temeljenih na optičkim vlaknima postaju jeftiniji, oni se već dugo koriste u komercijalnoj praksi. IT stručnjaci odgovorni za pitanja sigurnosti komunikacija trebaju biti svjesni glavnih izvora prijetnji i protumjera. Ovaj je članak prijevod znanstvenog rada objavljenog u zborniku radova konferencije HONET (High Capacity Optical Networks and Enabling Technologies) 2012. godine. Na internetu smo uspjeli pronaći cjeloviti autorov preprint, datiran u jesen 2011., koji, iako sadrži neke pogreške (autori nisu izvorni govornici engleskog jezika), ipak prilično dobro opisuje postojeće probleme.

Skrivena veza s optičkim vlaknima: metode i mjere opreza

M. Zafar Iqbal, Habib Fathalla, Nezih Belhadj

M.Z IQBAL, H FATHALLAH, N BELHADŽ. 2011. Prisluškivanje optičkih vlakana: metode i mjere opreza. Optičke mreže i tehnologije velikog kapaciteta (HONET).

anotacija

Komunikacije optičkim vlaknima nisu ni približno tako sigurne kao što se obično vjeruje. Postoji niz poznatih tehnika koje se koriste za izdvajanje ili umetanje informacija u optički kanal i izbjegavanje otkrivanja veze. Bilo je nekoliko ranije prijavljenih incidenata u kojima je bilo teško otkriti uspješne veze. Ovaj rad ispituje niz poznatih metoda za spajanje na optičko vlakno, daje izvješće o simulaciji optičkih karakteristika vlakna na koje se spaja metodom savijanja, a također pruža dokaz koncepta u obliku fizičkog eksperimenta . Prikazani su i dijagrami različitih scenarija u kojima napadač s potrebnim resursima i koristeći postojeće tehnologije može ugroziti sigurnost optičkog komunikacijskog kanala. Razmatraju se metode za sprječavanje spajanja na optički kabel ili za minimiziranje posljedica curenja informacija koje se prenose preko komunikacijskog kanala.

Ovaj se članak temelji na radu uz potporu Kraljevskih zračnih snaga Kraljevine Saudijske Arabije.

M. Zafar Iqbal radi na Prince Sultan Advanced Technology Research Institute ( [e-mail zaštićen])
Habib Fathallah – izvanredni profesor (docent) na Sveučilištu King Saud ( [e-mail zaštićen])
Nezih Belhadj je postdoktorand na Sveučilištu Laval ( [e-mail zaštićen])

I. UVOD

Suprotno općoj percepciji, optička vlakna su u biti nezaštićena od veza trećih strana i prisluškivanja. Trenutno se optičkim komunikacijskim kanalima prenosi ogromna količina kritičnih i osjetljivih informacija te postoji rizik da dospiju u ruke određenih osoba koje imaju potrebne resurse i opremu.

Prisluškivanje vlakana je proces u kojem je sigurnost optičkog kanala ugrožena umetanjem ili izvlačenjem svjetlosnih informacija. Veze s optičkim vlaknima mogu biti intruzivne i neintruzivne. Prva metoda zahtijeva rezanje vlakna i njegovo spajanje na posredni uređaj za snimanje informacija, dok se drugom metodom spajanje ostvaruje bez ometanja protoka podataka ili prekida usluge. Ovaj će članak biti posvećen nenametljivim tehnologijama.

Trenutačno je zabilježeno samo nekoliko dokumentiranih slučajeva spajanja optičkih vlakana. To je zbog velikih poteškoća u pronalaženju mjesta spajanja, dok je samo spajanje vrlo jednostavno. Evo popisa glavnih incidenata:

  • 2000, U zračnoj luci Frankfurt, Njemačka, otkrivena je veza s tri glavne linije tvrtke Deutsche Telekom.
  • 2003. otkriven je prislušni uređaj na Verizoneovoj optičkoj mreži.
  • 2005., podmornica američke mornarice USS Jimmy Carter modificirana je kako bi omogućila neovlašteno povezivanje s podmorskim kabelima. Zaseban post na hubu - Podmornica USS Jimmy Carter, njezine posebne zadaće i podvodni optički kabeli).
U sljedećim odjeljcima pružit ćemo kratak pregled metoda neovlaštenog povezivanja. Zatim ćemo predstaviti numerički prikaz gubitka signala pri savijanju vlakna, nakon čega slijedi izvješće o fizičkoj demonstraciji prototipa uređaja za spajanje vlakana razvijenog u našem laboratoriju. Ovdje ćemo objasniti dizajn prototipa, korištenu opremu i softver. Također ćemo razgovarati o mogućim scenarijima povezivanja u stvarnim uvjetima i raspraviti koji su resursi potrebni za postizanje ovih ciljeva. Kao rezultat toga, predložit ćemo nekoliko tehnika za zaštitu optičkih kanala od veza.

II. NAČINI SPAJANJA VLAKNA

A. Savijanje vlakana
Ovom metodom spajanja kabel se rastavlja do vlakana. Ova se metoda temelji na principu širenja svjetlosti kroz vlakno pomoću potpune unutarnje refleksije. Da bi se postigla ova metoda, kut upada svjetlosti na prijelazu između same jezgre vlakna i njegove obloge mora biti veći od kritičnog kuta potpune unutarnje refleksije.

U suprotnom, dio svjetlosti će biti emitiran kroz ljusku jezgre. Vrijednost kritičnog kuta funkcija je indeksa refleksije jezgre i njezine ljuske i predstavljena je sljedećim izrazom:

θ c =cos -1 (μ obloga / μ jezgra), i μ obloga< μ core ;

Ovdje je θ c kritični kut, μ obloga je indeks loma ljuske, μ jezgra je indeks loma jezgre

Kada se vlakno savije, ono se savija tako da kut refleksije postaje manji od kritičnog, a svjetlost počinje prodirati kroz oblogu

Očito mogu postojati dvije vrste nabora:

1) Mikrosavijanje
Primjena vanjske sile rezultira oštrom, ali mikroskopskom zakrivljenošću površine, što rezultira aksijalnim pomacima od nekoliko mikrona i prostornim pomakom valne duljine od nekoliko milimetara (slika 1). Svjetlost prodire kroz defekt i može se koristiti za hvatanje informacija.

Slika 1. Mikrosavijanje

2) Makro zavoj
Postoji minimalni prihvatljiv radijus savijanja za svaku vrstu vlakana. Ovo se svojstvo također može koristiti za dohvaćanje informacija. Ako je vlakno savijeno na manji radijus, tada je moguć prijenos svjetlosti (slika 2), dovoljan za dohvaćanje informacija. Tipično, minimalni radijus savijanja jednomodnog vlakna je 6,5-7,5 cm, s izuzetkom posebnog tipa vlakna. Višemodno vlakno može se savijati do 3,8 cm.


Slika 2. Makrosavijanje

B. Optičko cijepanje
Optičko vlakno je umetnuto u razdjelnik, koji preusmjerava dio optičkog signala. Ova metoda je nametljiva jer zahtijeva rezanje vlakna, što će aktivirati alarm. Međutim, ova vrsta veze može raditi neprimijećena godinama.
C. Korištenje nehomogenih valova (Evanescent Coupling)
Ova se metoda koristi za presretanje signala od izvornog vlakna do odredišnog vlakna pažljivim poliranjem obloga na površini jezgre i njihovim poravnavanjem. To omogućuje da dio signala prodre u drugo vlakno. Ova metoda je teško izvediva u terenskim uvjetima.
D. V utorni rez
V-urez je posebno udubljenje u ovojnici vlakna blizu jezgre, napravljeno tako da je kut između svjetlosti koja se širi u vlaknu i projekcije V-ureza veći od kritičnog. To uzrokuje potpunu unutarnju refleksiju, u kojoj će dio svjetlosti pobjeći iz glavnog vlakna kroz oblogu i V-urez.
E. Raspršivanje
Na jezgri vlakna stvara se Braggova rešetka, uz pomoć koje se dio signala odbija od vlakna. To se postiže superpozicijom i interferencijom UV zraka koje proizvodi UV-pobuđeni laser.

III. MODELIRANJE

A. Metodologija
Za točnu procjenu gubitaka savijanja SMF-28 vlakana koristi se full-vector Maxwellov uređaj za rješavanje frekvencija, koji se temelji na metodi konačnih elemenata visokog reda i omogućuje prilagodbu rubnih uvjeta - rastezljivi savršeno usklađeni sloj. Dobiveni su vektorski izračuni konstanti širenja i električnih polja modova u zakrivljenim valovodima. Gubitak savijanja izračunava se na temelju imaginarnog dijela osnovne konstante širenja moda. Ukupni gubici dobivaju se zbrajanjem gubitaka ortogonalnog i osnovnog moda. Rezultati dobiveni ovom metodom prilično su točni i ispitani u.
B. Podaci o simulaciji.
Za SMF-28 vlakno, radijus jezgre i indeks loma su redom.
r c = 4,15 μm i n c =1,4493
U ljusci su redom jednaki:
r cl = 62,25 μm i n cl =1,444.
Indeks loma zraka je 1.
C. Proračun gubitka snage.
Radijus savijanja ρ uzet je duž x-osi, mod je polariziran duž y-osi, a širenje je duž z-osi, kao što je prikazano na slici 3.


Slika 3

Slika 4 prikazuje numerički gubitak savijanja kao funkciju radijusa savijanja vlakna dugog metra. Uočena je logaritamska ovisnost gubitaka u odnosu na polumjer savijanja. Za male radijuse savijanja (ρ< 10 mm), потери превышают 40 dB/м. При обычных радиусах изгиба (ρ >15 mm) gubici su manji od 1 dB/m


Slika 4. Numerička procjena gubitka na savijanje kao funkcija polumjera savijanja

IV. POKUS SPAJANJA NA OPTIČKE VLAKNA

A. Redoslijed radnji pri spajanju na svjetlovod.
Kompletna operacija slušanja može se provesti pomoću sljedećih koraka:
  1. Primanje optičkog signala iz vlakna
  2. Detekcija signala.
  3. Detekcija mehanizma prijenosa (dekodiranje protokola)
  4. Programska obrada detekcije okvira/paketa i izdvajanje potrebnih podataka iz njih.

Eksperiment je uključivao prijenos digitalnog video signala putem optičkog Etherneta s jednog računala na drugo. Vlakno za povezivanje skinuto je do omotača i stavljeno u optičku spojnicu, gdje je vlakno savijeno, uzrokujući da emitira nešto svjetla, kršeći princip potpune unutarnje refleksije. Ovaj uređaj usmjerava uhvaćenu svjetlost u jednosmjerni Ethernet pretvarač. Potom se Ethernet okviri obrađuju i video tok se iz njih rekonstruira na trećem računalu. Za streaming i reprodukciju korišten je VLC player. Za snimanje paketa korišten je analizator protokola WireShark, a za rekonstrukciju videa iz snimljenih paketa softver Chaosreader.

B. Postupak
Softver i hardver povezani su kao na slici 5. Razdvojeno vlakno prolazi od video izvora do prijemnika, kroz stezaljku spojnice. Stezaljka preusmjerava dio svjetla i ulazi u jednosmjerni medijski konverter koji čita Ethernet okvire, koji se zatim prenose na treće računalo koje pokreće WireShark. Analizator protokola pretvara Ethernet okvire i izdvaja informacije kao što su izvorne i odredišne ​​MAC adrese. Također obrađuje sadržaje okvira i izdvaja IP pakete iz njih. Informacije dobivene iz paketa uključuju IP adrese, poruke signalnog protokola i nadzemne bitove.


Slika 5. Eksperimentalna postavka za spajanje na svjetlovod metodom savijanja.

Ovako prikupljeni paketi spremaju se u format datoteke pcap (packet capture). Datoteku zatim obrađuje softver Chaosreader, koji rekonstruira izvorne datoteke i stvara indeks rekonstruiranih datoteka. Kako bismo locirali naš snimljeni video, gledamo u imenik i tražimo velike *.DAT datoteke. Ta se datoteka zatim otvara u VLC playeru i prikazuje snimljeni dio video streama.

C. Moguće radnje tijekom prisluškivanja
Osim reprodukcije videa, ovdje opisani eksperimentalni sustav može se koristiti za obavljanje raznih zadataka presretanja informacija, kao što su informacije o IP napadu, krađa lozinki, prisluškivanje VoIP razgovora i rekonstrukcija e-pošte korištenjem besplatnog, komercijalnog ili softvera domaće izrade.

V. DALJNJI SCENARIJI POVEZIVANJA.

Ovdje opisani eksperiment izveden je pomoću Ethernet komponenti zbog njihove veće dostupnosti. Međutim, neki mogući scenariji iz stvarnog života mogu izgledati ovako:


Slika 6 Scenarij povezivanja s daljinskom obradom.

A. Povezivanje s podatkovnom mrežom
.

Vrijedne informacije mogu se dobiti iz podatkovnih mreža kao što su SDH i SONET - dva glavna standarda za prijenos podataka preko optičkih vlakana preko okosnica i metro mreža.

Informacije iz mreža velike brzine teško je pohraniti i obraditi, ali na tržištu su dostupni analizatori SDH protokola visoke tehnologije koji se mogu koristiti za dobivanje sirovih signala niske razine. To djelomično pojednostavljuje moguće poteškoće povezane s brzinama prijenosa podataka. Takvi se uređaji kasnije mogu modificirati za primanje različitih vrsta prometa koji prolazi kroz mrežu. Na primjer, možete dohvatiti ethernet tok koji je povezan s nekim tokom VC4 spremnika.

Veza s daljinskom obradom
Dva su važna poticaja za uključivanje u obradu na daljinu:
  • Pri povezivanju na međugradske komunikacijske kanale velike brzine (nekoliko Gbit/s), uloga pohrane postaje iznimno važna. Uhvaćeni paketi iznimno brzo pune disk.
  • Angažiranje mrežnih stručnjaka za rad na terenu može biti prilično skupo. Pogodnije je organizirati njihov rad u udaljenom centru za obradu gdje postoji sva potrebna oprema koju je teško izvesti na teren.

Koristeći svoju maštu, možete lako dovršiti sve potrebne scenarije za rad s udaljenim podacima. Na primjer:

1) Korištenje bežičnog interneta. Kada koristite Wi-Fi, računalo koje sluša može biti u drugoj sobi ili kombiju, izvan zgrade u kojoj se uspostavlja veza. Stručnjak može raditi u relativnoj sigurnosti s mogućnošću pristupa svim resursima.
2) Korištenje mikrofrekvencijskog ili satelitskog kanala. Naš eksperimentalni dizajn je modificiran i Ethernet promet je preusmjeren na usmjereni satelitski kanal (slika 6).
3) Umetanje signala Koristeći ranije opisanu metodu raspršivanja, teoretski je moguće stvoriti uređaj koji ima sposobnost prijenosa signala u vlakno kroz modificiranu tehnologiju optičkog spajanja.
Mogu se razviti tehnologije za ometanje vlakna bez prekida veze ili čak uvođenja zlonamjernih informacija.

VI. ZAŠTITA VEZA.

Postoje tri glavne kategorije metoda za sprječavanje ili minimiziranje utjecaja vanjskih veza:
A. Nadzor i nadzor kabela.
1. Praćenje signala u blizini vlakna.
Izrada optičkih vlakana s dodatnim vlaknima kroz koja se prenosi poseban nadzorni signal. Korištenje ove metode povećat će cijenu kabela, ali svaki pokušaj savijanja kabela uzrokovat će gubitak signala praćenja i aktivirat će alarm.
2) Električni vodiči
Druga metoda je integracija električnih vodiča u kabel, a ako je omotač kabela slomljen, mijenja se kapacitet između električnih vodiča i to se može koristiti za aktiviranje alarma.
3) Nadzor snage mod.
Ova tehnika je primjenjiva na višemodna vlakna, u kojima je slabljenje funkcija načina u kojem svjetlost putuje. Povezivanje utječe na određene modove, ali također utječe na druge modove. To dovodi do preraspodjele energije iz provodljivih u nevodljive modove, što mijenja omjer energije u jezgri vlakna i njegovoj ovojnici. Promjena energije u načinima rada može se detektirati na prijemnom kraju odgovarajućim mjerenjem, što će biti informacija za odlučivanje postoji li veza s kabelom ili ne.
4) Mjerenje optički značajne snage
Optički značajne razine snage mogu se pratiti u vlaknu. Ako se razlikuje od postavljene vrijednosti, aktivira se alarm. Međutim, to zahtijeva odgovarajuće kodiranje signala tako da je stalna razina signala prisutna u vlaknu, bez obzira na prisutnost odaslane informacije.
5) Optički reflektometri
Budući da veza s vlaknom oduzima dio optičkog signala, optički reflektometri mogu se koristiti za lociranje veza. Pomoću njih možete postaviti udaljenost duž rute na kojoj se detektira pad razine signala (Sl. 7)


Slika 7. Pronalaženje veze na optičkom putu pomoću optičkog reflektometra

6) Metode koje koriste pilot ton:
Pilot tonovi putuju vlaknom na isti način kao i komunikacijski podaci. Koriste se za otkrivanje prekida u prijenosu. Pilot tonovi se mogu koristiti za otkrivanje napada ometanja, ali ako nisu pogođene frekvencije nosivih valova pilot tonova, tada ova metoda nije učinkovita u otkrivanju ove vrste napada. Prisutnost veze može se procijeniti samo prema značajnoj degradaciji razine signala pilot tona
B. Visoko savitljivo vlakno.
Ove vrste vlakana, koje se obično nazivaju vlaknima s malim gubicima i velikim radijusom savijanja, štite podatkovnu mrežu ograničavanjem velikih gubitaka koji nastaju kada se vlakno probije ili savije. Osim toga, čimbenici poput povlačenja, uvijanja i drugih fizičkih manipulacija s vlaknom postaju manje štetni za svjetlosni tok. Postoje i druge vrste vlakana temeljene na različitim proizvodnim tehnologijama.
C. Šifriranje
Iako enkripcija ne čini ništa kako bi spriječila povezivanje s vlaknom, čini ukradene informacije malo korisnima za napadače. Šifriranje se obično klasificira u razine 2 i 3.
1) Enkripcija treće razine
Primjer enkripcije treće razine je IPSec protokol. Implementiran je na strani korisnika, pa uzrokuje neka kašnjenja u obradi. Protokol se postavlja na početku sesije i cjelokupna implementacija može biti prilično složena ako je uključen velik broj mrežnih elemenata. Razmotrimo, na primjer, razvoj multimedijskih podsustava. Tijekom početnog razvoja, komunikacija između različitih čvorova i elemenata je nesigurna. Mnogo kasnije, IPSec je ugrađen u izvorni dizajn, budući da tehnologije niže razine uopće nisu nudile nikakvu enkripciju.
2) Druga razina šifriranja.
Šifriranje druge razine oslobađa elemente treće razine bilo kakvog tereta šifriranja informacija. Jedan mogući izvor enkripcije sloja 2 je optički CDMA, koji se smatra relativno sigurnim. Ova se pretpostavka uglavnom temelji na metodama brutalne dešifriranja i izostavlja naprednije metode. Vjerojatnost uspješnog presretanja podataka je funkcija nekoliko parametara, uključujući omjer signala i šuma i udio raspoloživog kapaciteta sustava. B navodi da povećanje složenosti koda može povećati omjer signala i šuma koji je potreban napadaču da razbije kodiranje za samo nekoliko dB, dok obrada manje od 100 bita od strane napadača može smanjiti omjer signala i šuma za 12 dB. . Osobito skakanje valne duljine i distribucija vremena, te korištenje O-CDMA općenito, osiguravaju razumnu razinu privatnosti, ali ona uvelike ovisi o dizajnu sustava i parametrima implementacije.
ZAHVALA
Autori zahvaljuju Prince Sultan Research Institute for Advanced Technologies na osiguranju svojih resursa i izvođenju eksperimentalnog dijela rada.
VII. ZAKLJUČAK
Povezivanje optičkim vlaknima predstavlja vrlo opipljivu prijetnju interesima nacionalne sigurnosti, financijskim institucijama te osobnoj privatnosti i slobodama. Nakon povezivanja dobivene informacije mogu se koristiti na više načina ovisno o motivaciji napadača i tehničkim mogućnostima. U ovom smo radu predstavili koncept i kao simulaciju i kao fizički eksperiment koristeći vezu 'savijenog spoja' te smo također pokazali mogućnost izvedivosti različitih scenarija korištenjem dostupnih tehnologija. Osim primanja informacija iz optičkog vlakna, postoji niz tehnika koje vam omogućuju umetanje informacija u njega, kao u slučaju nehomogenog odvajanja valnih duljina, te postizanje interferencije ili ubrizgavanja netočnih informacija. Sama jednostavnost prisluškivanja vlakana zahtijeva određene mjere opreza, o kojima se također govori u ovom članku.
LINKOVI
  1. Sandra Kay Miller, “Hakiranje brzinom svjetlosti,” Magazin Security Solutions, travanj 2006.
  2. Davis, USN, RADM John P. "USS Jimmy Carter (SSN-23): Proširenje budućih SSN misija." Undersea Waifare, jesen 1999. Vol.2, br. ja
  3. Optička iluzija od: Sandra Kay Miller Sigurnost informacija Izdanje: studeni 2006.
  4. Sigurnost optičke mreže: Tehnička analiza mehanizama prisluškivanja vlakana i metoda za otkrivanje i prevenciju, Keith Shaneman & Dr. Stuart Gray, IEEE Vojna komunikacijska konferencija 2004.
  5. R. Jedidi i R. Pierre, Metode konačnih elemenata visokog reda za izračunavanje gubitaka od savijanja u optičkim valovodima, 1LT, sv. 25, br. 9, str. 2618-30, RUJAN 2007.
  6. FTB-8140 Transport Blazer - 40143 gigabitni SONETISDH testni modul, EXFO
  7. "Optical Fiber Design for Secure Tap Proof prijenos", američki patent br. 6801700 B2, lis. 5.2004.
  8. Sve optičke mreže (A ON), nacionalni komunikacijski sustav, NCS TIB 00-7, kolovoz 2000.
  9. DrakaElite, BendBright-Elite Fiber for Patch Cord, Draka Communications, srpanj 2010.
  10. W. Ford, Sigurnost računalnih komunikacija, Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1994.
  11. D. R. Stinson, "Kriptografija", Boca Raton, FL: CRC, 1995.
  12. N. Ferguson i 8. Schneier, “Praktična kriptografija”, Indianapolis, IN: Wiley, 2003.

Mnogi korisnici interneta koriste optički kabel za spajanje na internet, međutim, gotovo nitko ne zna što je optičko vlakno, što je to i kako prenosi informacije?

Optičko vlakno- Ovo je najbrži svjetski način prijenosa podataka putem interneta. Optički kabel ima posebnu strukturu: sastoji se od malih tankih žica koje su međusobno odvojene posebnim premazom. Svaka žica prenosi svjetlost, a svjetlost zauzvrat prenosi podatke preko mreže. Takav kabel može istovremeno prenositi podatke s internetske veze, fiksnog telefona i televizije. Stoga u svjetlovodnim mrežama korisnici često kombiniraju sve tri usluge davatelja te na isti optički kabel spajaju telefon, TV, router i računalo.

Svjetlovodna veza naziva se i svjetlovodna komunikacija. Omogućuje prijenos informacija pomoću laserskih zraka, s podacima koji se lako prenose stotinama milja. Komponente kabela, mala vlakna, imaju vrlo mali promjer - tisućinke inča. Optičke zrake unutar takvih vlakana nose podatke koji prolaze kroz silikonsku jezgru svakog vlakna.

Pomoću optičkih vlakana možete uspostaviti veze ne samo u velikom gradu, već iu velikim zemljama, kao i na kontinentima. Internetska komunikacija između kontinenata na Zemlji odvija se zahvaljujući ogromnim optičkim kabelima položenim duž dna oceana.

Fiber Internet

Kabel vam omogućuje postavljanje brze internetske veze, koja je neophodna u modernom svijetu. Optička žica je najbolji način za prijenos i primanje mrežnih podataka.

Glavne prednosti:

  • Optičko vlakno je izdržljiv materijal koji ima vrlo visoku razinu propusnosti. Upravo je ova karakteristika odgovorna za veliku brzinu prijenosa podataka;
  • Siguran prijenos podataka - korištenje optičkih vlakana omogućuje softveru trenutno otkrivanje neovlaštenog pristupa mrežnim podacima. Napadačima je gotovo nemoguće doći do informacija;
  • Optička vlakna također imaju izvrsnu razinu zaštite od smetnji i dobro smanjenje šuma;
  • Za razliku od koaksijalnog kabela, optičko vlakno zbog svoje posebne strukture (slika 2) ima višestruko veće brzine prijenosa podataka, posebice audio i video datoteka;
  • Spajanje optičkog vlakna omogućuje organiziranje sustava za niz dodatnih opcija, na primjer, za instaliranje sustava video nadzora ili sigurnosnih uređaja.

Glavna prednost optičkog kabela je u tome što može omogućiti vezu između dva objekta koji se nalaze na velikoj udaljenosti jedan od drugog. To je zbog činjenice da kabel nema ograničenja u pogledu duljine kanala.

Kako se spojiti na internet putem optičkog vlakna?

Najpopularniji internet u Rusiji, čija je mreža organizirana pomoću optičkih vlakana, pruža Rostelecom. Pogledajmo pobliže kako spojiti Internet i sami konfigurirati njegov rad.

Prvo, osigurajte da vaš dom ima vlakna. Zatim naručite uslugu za povezivanje s mrežom. Rostelecom vam mora dati podatke koji će osigurati vezu. Sada morate konfigurirati opremu.

Slijedi upute:

  • Nakon što su zaposlenici Rostelecoma položili optičko vlakno i spojili osnovnu radnu opremu za rad u pasivnim optičkim mrežama (PON), sve daljnje konfiguracije moraju se provesti samostalno;

Zapamtiti! Optički kabel najbolje je provući blizu utičnice na koju će se kasnije priključiti napojna jedinica (multiplekser) ONT terminala.

  • Zatim trebate instalirati utičnicu i žuti kabel, kao što je prikazano na donjoj slici;

  • Možete imati vlastiti Wi-Fi usmjerivač; nije potrebno kupiti Rostelecomov usmjerivač. Na wifi je spojen optički terminal, optički kabel i glavni kabel kojim se ruter spaja na optičku utičnicu. Detaljan dijagram spajanja routera na svjetlovodnu mrežu prikazan je na slici;
  • Odaberite mjesto za ugradnju svih komponenti koje ima pristup puno zraka i dobro je prozračeno. Unaprijed recite instalateru gdje da instalira mrežne komponente;

Terminal ima posebnu utičnicu koja služi za spajanje na računalo i za spajanje rutera na Internet. Terminal je također opremljen s dvije dodatne utičnice za spajanje analognog kućnog telefona, a potrebno je još nekoliko utičnica za spajanje televizije Rostelecoma.

Nakon povezivanja svih komponenti, trebali biste provjeriti internetske veze na vašem računalu:

  • Prijavite se u naredbeni redak kao administrator. Da biste to učinili, desnom tipkom miša kliknite ikonu Windows i odaberite željenu stavku;

  • Unesite naredbe netstat -e –s, zatim ping host, zatim tracert host i na kraju naredbu pathping host. U ovom slučaju host je adresa bilo koje web stranice. Time se provjerava veza s internetom;
  • Sada morate provjeriti brzinu veze. To se može učiniti pomoću bilo koje popularne usluge, na primjer, Speedtest.

Tematski video zapisi:

Nedavno su se mnogi ljudi zainteresirali za optički internet. Većina ljudi zna da ova tehnologija uključuje prilično veliku brzinu. Ne tako davno mnoge su se takve brzine činile fantastičnima, iako se tehnologija počela razvijati prije gotovo jednog stoljeća - još tridesetih godina prošlog stoljeća. Zato vrijedi razmisliti o tome što je optički internet i zašto je takva tehnologija izvan konkurencije.

Malo povijesti

Prvi pokušaji prijenosa podataka na daljinu pomoću laganih i prozirnih materijala učinjeni su davne 1934. godine. Norman French predložio je pretvaranje glasova u svjetlosne signale, koji bi se zatim prenosili duž staklenih šipki. Nekoliko godina kasnije, fizičar iz Švicarske, Jean Daniel Colladon, proveo je eksperiment s prijenosom svjetlosti kroz "parabolični tok tekućine", odnosno vodu. Optičko vlakno u svom modernom obliku pojavilo se 1954. godine. Autorstvo pripada dvojici fizičara iz Engleske - Haroldu Hopkinsu i Narinderu Singhu Kapaniju, kao i istraživaču iz Nizozemske - Abrahamu Van Hielu. Budući da su istovremeno najavili svoj izum, sva trojica su se počeli smatrati začetnicima ove tehnologije. A dvije godine kasnije izmišljeno je ime - optičko vlakno.

Gubici svjetlosti kod prvih bili su vrlo veliki. U kasnim pedesetima, Lawrence Curtins ih je uspio smanjiti. A kada je laserska tehnologija otkrivena 1962., optička vlakna su imala još jednu priliku za postojanje.

Osobitosti

Sada se možemo vratiti u moderna vremena. U ovom trenutku optički internet karakteriziraju nevjerojatno velike brzine prijenosa podataka. To uopće ne čudi. Nositelj informacija u ovom slučaju je svjetlost, a njena brzina kretanja je najveća u Svemiru. Takvo se imanje moralo iskoristiti, a ono i jest. U pojednostavljenom smislu, prenosi se ovako: ako svjetlo svijetli, onda je 1, a ako ne, onda je 0. Internetski kabel s optičkim vlaknima prenosi naizmjenične nule i jedinice takvom brzinom da jednostavno nemoguće vidjeti golim okom. Odašiljač koji pretvara električne signale u svjetlo odgovoran je za promjenu impulsa. A na drugom kraju kabela obično se nalazi prijemnik koji izvodi inverznu pretvorbu.

Optički internet karakteriziraju enormne brzine, što je njegova glavna prednost. Još jedna prednost je mogućnost rada na velikim udaljenostima. budući da je internet položen duž dna oceana, može se protezati preko cijelog kontinenta. Naravno, instalateri koji ga postavljaju imaju vrlo teško vrijeme: na spojevima postavljaju pojačala signala, koja koštaju nekoliko stotina puta više od same žice, ali za tehnologiju u cjelini takva ulaganja ne mogu se nazvati pretjerano velikima.

Dodatna svojstva

Ova metoda se također koristi u drugim područjima. Koristeći najfinije ožičenje, moguće je osigurati osvjetljenje tijekom složenih operacija na ljudskom srcu ili mozgu. Svjetlosni sustavi također dobivaju popularnost, temeljeni na istom optičkom vlaknu, samo umjesto informacija u kuću unose sunčevu svjetlost, koju hvataju s ulice.

Osim brzine i velikog dometa prijenosa informacija, ovakva tehnologija ima još jednu prednost - gotovo je nemoguće presresti informacije njezinom uporabom.

Internet od optičkih vlakana: nedostaci

Postoji samo jedan nedostatak - oprema i alati za ugradnju su preskupi. Sam kabel nije toliko skup u usporedbi s odašiljačima, prijamnicima i pojačalima signala. Lemljenje žica provodi se pomoću posebnih pretvarača, koji mogu koštati koliko i vrlo skupi automobili.

Karakteristike

Optički internet karakterizira velika brzina, kao što je ranije opisano. Za kućnu upotrebu njegov minimum je 10 Mb/s. Fizički, nijedan kućni kabel nije sposoban podržati takve brzine. Najbolje je koristiti takvu vezu ako imate kućni poslužitelj ili ako nemate jedno, već nekoliko računala koja stalno trebaju pristup Internetu. Da biste podijelili optički kabel, morate instalirati poseban usmjerivač. Može biti namijenjen za kućnu upotrebu ili za glavne kanale. Internet s optičkim vlaknima radit će s posebnim usmjerivačima koji su proizvedeni najkasnije 2010. godine. Njihov raspon modela je prilično opsežan, tako da možete odabrati najbolju opciju za svakog korisnika.

Internet od optičkih vlakana (Rostelecom)

Rostelecom već nekoliko godina građanima pruža pristup svjetskoj mreži korištenjem ADSL tehnologije, koja uključuje prijenos signala putem obične telefonske linije. Sada je operater počeo aktivno implementirati potpuno nove metode. Trenutno se aktivno implementira optički internet koji koristi FTTB (fiber to the building) tehnologiju. Uz njegovu pomoć možete značajno poboljšati kvalitetu usluga koje se pružaju stanovništvu, pouzdanost veze i njezinu maksimalnu brzinu, koja može doseći 100 megabita u sekundi. Kada mreža bude potpuno modernizirana, svaki stanovnik odabranog naselja moći će koristiti cijeli niz usluga. Na primjer, bit će moguće gledati digitalnu televiziju koja je kvalitetom i mogućnostima višestruko bolja od kabelske i satelitske. Takvo rješenje znači visoku kvalitetu videa, slike i zvuka, kao i praktičan interaktivni izbornik, jednostavnost korištenja i druge prednosti.

zaključke

U ovom trenutku optički internet je napredno rješenje problema prijenosa podataka. U brzini su je sposobne nadmašiti samo kriptomreže koje su još u fazi projektiranja, a kada će se krenuti s njihovim razvojem još nije posebno jasno. Zato je vrijedno razmišljati o tome kako spojiti optički internet.

Jedna od završnih faza postavljanja optičke linije je ožičenje i povezivanje dolaznog optičkog kabela izravno na odredištu: u serverskoj sobi, podatkovnom centru itd. Da biste to učinili, kabel se umetne u optičku križnu vezu, a vlakna se spoje na konektore. U ovoj fazi koristi se grupa kao što su optičke komponente - to su pigtails i sve vrste stezaljki. Također su spojeni pod imenom pasivna optička oprema.

Kikice- ovo je dio optičkog kabela koji ima konektor samo na jednoj strani.

Patch kabel ima konektore na oba kraja, tipovi konektora mogu se razlikovati (adapter patch kabel) ili biti isti (spojni).

Optički adapter- ovo je, zapravo, utičnica u koju je spojen pigtail ili patch kabel.

Što je važno uzeti u obzir?

Može se činiti da u fazi spajanja konektora na optički adapter nema ništa komplicirano. Kako uključiti utikač u utičnicu. Međutim, ne.

Pogledajmo barem s tehnološkog aspekta. Što je komplet - patchcord/pigtail + adapter? Riječ je o spoju dva optička vlakna čija je debljina približno jednaka debljini ljudske vlasi. U tom slučaju pomak spoja od čak 1 mikrona uzrokuje gubitak snage.

Odnosno, križna veza mora osigurati:

  • savršeno precizan kontakt jezgre (optička vlakna);
  • zaštita ovog idealnog kontakta od vanjskih utjecaja - pomaci, pojava zračnog raspora itd.;
  • mehanička zaštita vlakana s ponovljenim spajanjem i odspajanjem;
  • mehanička zaštita kabela u konektoru tijekom savijanja, povlačenja i sl.

Konkretno, zbog toga je stvoreno toliko mnogo vrsta optičkih konektora. Svaki proizvođač nastojao je stvoriti idealan konektor posebno za svoju opremu.

Ali to nisu sve poteškoće

Kako bi se osigurala precizna veza, savjeti za optičke priključke ne smije imati pukotine(ako pukotina prijeđe optičko vlakno, takav konektor se mijenja), ne smije biti prašnjav ili prljav.Čak i ako ste ga samo dodirnuli prstom, trag morate temeljito obrisati alkoholnom maramicom. Svaka mrvica prašine, zagađenja itd. - ovo je slabljenje, prigušenje signala, povratna refleksija.

Stoga se optički konektori redovito brišu alkoholom, a utičnice propuhuju komprimiranim zrakom ili čiste posebnim štapićima.

Slika desno prikazuje vrh konektora nakon dodira prstom. a nakon čišćenja.

Mehanička čvrstoća spojeva je različito osigurana u svakoj vrsti spojnice, ali u osnovi je:

  • posebno izdržljiv materijal vrh konektora - keramika, metalna keramika;
  • zaštitne plastične i metalne kapice preko konektora;
  • zasuni i stezaljke pozicije iu optičkim adapterima iu "utikačima";
  • Kevlar i druge armaturne niti ispod plašta dijela kabela koji vodi do konektora.

Vrste optičkih patchcordova, pigtaila, adaptera

Klasifikacija optičkih pigtaila, patch kabela i adaptera općenito je ista i temelji se na sljedećim parametrima:

  • standardni konektor;
  • vrsta mljevenja;
  • vrsta vlakana - multimode ili single-mode;
  • vrsta konektora - pojedinačni ili dvostruki.

Kao rezultat različitih kombinacija svih ovih tipova, dobiva se veliki izbor modifikacija konektora i adaptera. Nije sve na ovoj slici:

Što znače sva ova slova?

Idemo uzeti tipične oznake optičkih spojnih kabela. Npr.

  • S.C. I L.C.- Ovo su vrste konektora. Ovdje se radi o patch kabelu - adapteru, budući da postoje dvije različite vrste konektora;
  • UPC- vrsta mljevenja;
  • Višemodni- tip vlakna, ovdje višemodno vlakno, može se označiti i kraticom MM. Jednomodni je označen kao SingleMode ili SM;
  • Duplex- dva konektora u jednom kućištu, za gušći raspored. Suprotan slučaj je Simplex, jedan konektor.

Primjer dupleksa:

Vrste poliranja (brušenja) konektora optičkih vlakana

Svrha brušenja ili poliranja konektora optičkih vlakana je osigurati da jezgre optičkih vlakana budu u savršenom kontaktu. Između njihovih površina ne smije biti zraka jer to pogoršava kvalitetu signala.

Trenutno se koriste sljedeće vrste poliranja: PC, SPC, UPC i APC.

PC- rodonačelnik svih drugih vrsta poliranja. Konektor, obrađen PC metodom (uključujući i ručno), ima zaobljeni vrh.

Imajte na umu da slika pokazuje da je spajanje konektora s ravnim krajem prepuno stvaranja zračnog raspora. Dok su zaobljeni krajevi čvršće povezani.

Može se koristiti u mrežama kratkog dometa koje zahtijevaju niske brzine prijenosa podataka.

SPC- poboljšana verzija PC-a, ali brušenje se vrši samo strojno.

UPC- gotovo ravan (ali ne ravan) konektor, koji se proizvodi visokopreciznom površinskom obradom. Omogućuje izvrsnu refleksiju (u usporedbi s PC-om i SPC-om), stoga se aktivno koristi u optičkim mrežama velike brzine.

Konektori s ovom vrstom konektora najčešće su plave boje.

Oklopni transporter- konektor obrađen prema potpuno drugačijem principu: krajevi su zakošeni pod kutom od 8 stupnjeva. Ovo poliranje površine daje najbolje rezultate. Povratne refleksije signala gotovo odmah napuštaju optičko vlakno i zbog toga se smanjuju gubici.

APC polirani konektori koriste se u mrežama sa visoki zahtjevi za kvalitetu signala: prijenos glasa, video podataka. Kao primjer - kabelska televizija.

Konektori s ovom vrstom konektora su zeleni.

Pažnja!

APC konektori za uzemljenje neprikladna na konektore s drugim poliranjem (PC, SPC, UPC) i uzrokovati međusobnu štetu.

PC, SPC, UPC lakovi su međusobno kompatibilni.

Usporedba oblika vrha i putanje reflektiranog signala u UPC i APC poliranim konektorima:


Ovisnost gubitaka u liniji o vrsti poliranja optičkog konektora prikazana je u tablici:

Kao što vidite, UPC (zaobljeni krajevi) i APC (zakošeni krajevi) poliranje je najučinkovitije. Stoga se najčešće koriste patchcords i pigtails s ovom vrstom brušenja.

Vrste optičkih konektora

U praksi naši instalateri optičkih mreža rade u velikoj većini slučajeva s tipovima FC, LC, SC. Za sada se nećemo zadržavati na rjeđim vrstama konektora.

F.C.

  • spoj s oprugom, zahvaljujući kojem se postiže "pritisak" i čvrsti kontakt;
  • metalna kapa - trajna zaštita;
  • konektor je uvrnut u utičnicu, što znači da ne može iskočiti, čak i ako se slučajno povuče;
  • Pomicanje kabela ne utječe na vezu.

Međutim, nije pogodan za gusto postavljanje konektora - potreban je prostor za uvrtanje/odvrtanje.

S.C.

Jeftinije i praktičnije, ali manje pouzdan analog FC. Lako se spaja (zasun), konektori se mogu čvrsto postaviti.

Međutim, plastični omotač se može slomiti, a čak i dodirivanje konektora utječe na slabljenje signala i povratne refleksije.

Općenito se najčešće koristi, ali se ne preporučuje na važnim autocestama.


L.C.

Manja verzija SC-a. Zbog svoje male veličine koristi se za unakrsne veze u uredima, poslužiteljskim sobama itd. - u zatvorenom prostoru, gdje je potrebna velika gustoća konektora.

Autor razvoja ove vrste konektora - vodeći proizvođač telekomunikacijske opreme, Lucent Technologies (SAD) - u početku je predvidio sudbinu tržišnog lidera za svoju zamisao. U principu je to tako. Posebno imajući u vidu da se ova vrsta konektora odnosi na spojeve s povećanom gustoćom ugradnje.

U sljedećim izdanjima:

Još članaka na temu "Svjetlovodne mreže":


web stranica
reci prijateljima