Sieci abonenckie i transportowe

Komunikacji optycznej za pośrednictwem światłowodów wielomodowych MMF (Multimode Fiber) używa się do tworzenia połączeń transmisyjnych na krótkich odcinkach, gdzie wpływ dyspersji chromatycznej (materiałowej) nie stanowi ograniczeń w projektowaniu sieci. Światłowodowe sieci komputerowe lub fragmenty sieci komputerowych [[[LAN]], jak też ciągle rozwijające się lokalne sieci abonenckie PON (Passive Optical Network) czy telewizji kablowej (CATV) są przykładem zastosowań tradycyjnych światłowodów wielomodowych – transmitujących sygnały w pierwszym oknie. Linie światłowodowe na te potrzeby (sieci lokalne, przemysłowe, medycyna, wojsko) zwykle nie przekraczają całkowitej długości kilku kilometrów, lecz zawierają wiele wewnętrznych rozgałęzień i stałych lub rozłącznych elementów stykowych. Z tego powodu główny ciężar w tłumieniu sygnałów optycznych w tych sieciach nie leży po stronie tłumienności jednostkowej światłowodu, ale związany jest z tłumiennością wprowadzaną przez złącza i spawy oraz silnie zależy od jakości wykonywanych połączeń rozłącznych.

Światłowody jednomodowe SMF (Single Mode Fiber), charakteryzujące się niewielką dyspersją i małym tłumieniem jednostkowym w oknach II i III, są idealnym nośnikiem dla transmisji optycznych o dużej przepływności (przekazy telewizyjne, sieci kratowe, pierścieniowe sieci telekomunikacyjne oraz podziemne i podmorskie kable transkontynentalne). Ostatnie osiągnięcia w dziedzinie technologii włókien jednomodowych umożliwiają instalację jednorodnych linii optycznych o długości ponad 200 km, bez stosowania aktywnych regeneratorów sygnału. Łącza optyczne stosowane powszechnie w relacjach międzycentralowych, międzymiastowych i międzynarodowych są tworzywem do budowy telekomunikacji globalnej. Dla tych zastosowań istotny wpływ na tłumienie sygnału ma jedynie tłumienność jednostkowa światłowodu, która nie powinna przekraczać 0,2 dB/km (standardowo 0,16 dB/km), gdyż mała liczba połączeń rozłączanych nie odgrywa w tych sieciach większej roli.

Oferta olbrzymich przepływności informacji, sięgających początkowo 10 Gb/s, a obecnie 40 Gb/s i więcej w pojedynczym kanale światłowodowym (TDM), zakłada tworzenie platform i pierścieni transmisyjnych przez sieci regionalne, operujące w trybie pakietowym w protokołach IP i technologii ATM. Do transportu danych na duże i bardzo duże odległości nadal ma służyć głównie platforma synchronicznej hierarchii transportowej SDH – stanowiąca kontynuację wcześniejszego systemu optycznego SONET – oparta na technologii wielofalowej DWDM i przezroczystych sieciach optycznych. Transparentny – z punktu widzenia przenoszenia informacji – system transportowy DWDM jest używany do transmisji wszelkiego rodzaju sygnałów głosu, obrazu, danych, pakietów IP i ATM, jak również modułów transportowych SDH/SONET.

W aplikacjach sieciowych możliwe są dwa warianty rozwiązań infrastruktury optycznej. Prostsza i tańsza umożliwia tworzenie klasycznych, dwukierunkowych torów pierścieniowych za pomocą jednej pary (dwa włókna) światłowodów – co wprawdzie umożliwia awaryjne rekonfigurowanie sieci i obniża koszty instalacyjne, ale ogranicza niezawodność całego systemu. Dla wymagających aplikacji bardziej wskazana jest budowa odpornego na uszkodzenia i awarie w pełni rekonfigurowanego pierścieniowego systemu optycznego, zawierającego nie mniej niż dwie pary światłowodowe (tor podstawowy i redundancyjny), z których jedna - chociaż nieużywana - pozostaje stale w pełnej gotowości komunikacyjnej. W zależności od potrzeb są to pierścienie optyczne o różnej przepływności, od lokalnych zastosowań STM-1 (155 Mb/s) z przeznaczeniem dla instytucji i przedsiębiorstw, do przepływności STM-16 (2,5 Gb/s) i STM-64 (10 Gb/s) oraz o najwyższej STM 256 (40 Gb/s) z której korzystają operatorzy telekomunikacyjni w rozwiązaniach długodystansowych.