Technologia światłowodowa jest stosunkowo nowa, ale już na stałe wpisała się nie tylko w historię ludzkości, ale i nasze życie codzienne. Ten niezwykły wynalazek pozwala m.in. na to, że teraz możecie czytać ten tekst. Światłowody stanowią bowiem podstawę infrastruktury telekomunikacji i internetu, w tym również w wersji bezprzewodowej, ale o tym za chwilę. Nie da się jednak ukryć, że to, jak obecnie wygląda świat wraz z całą jego cyfryzacją i możliwościami, jest zasługą właśnie tej technologii. Co ciekawe, choć wciąż z niej korzystamy i słyszymy o niej na przykład w mediach, nadal wielu z zapytanych ludzi nie jest w stanie stwierdzić, czym właściwie są światłowody.
Dodatkowo, z powodu ciągle pojawiąjących się nowych rozwiązań, na popularności zyskują głosy twierdzące, iż technologia ta przechodzi powoli do przysłowiowego lamusa i już wkrótce stanie się przeżytkiem. Czy to prawda? Zdecydowanie nie, a co więcej, światłowodów ciągle przybywa, podobnie, jak ich nowych zastosowań. Nie wykluczone jednak, że będą one ulegały kolejnym udoskonaleniom, ale wszystko wskazuje na to, że tak szybko się ich nie pozbędziemy. Jak to więc jest z tymi światłowodami? Sprawdźmy.
Kiedy i jak?
Zacznijmy od krótkiej historii światłowodów oraz podstaw ich działania. Przede wszystkim, zadaniem sieci światłowodowej, nazywanej także optyczną, jest przesyłanie danych na odległość. W tym celu wykorzystują one szkło i fale świetlne, stanowiące w tym procesie nośnik danych. Już wcześniej przesył informacji był oczywiście możliwy, przy wykorzystaniu przewodów elektrycznych i płynącej nimi energii elektrycznej. Okazało się jednak, że możliwości światłowodów w tym zakresie są znacznie większe, zarówno pod względem wydajności, jak i niezawodności. Co więcej, dotychczas nie wynaleziono lepszej alternatywy dla tej technologii i to pod kilkoma względami. Jak ona jednak działa i w jaki sposób ją opracowano?
Właściwości szkła w przesyłaniu światła, a za jego pomocą obrazu na odległość, odkryto już w starożytności i być może słyszeliście już o dokonywaniu tego za pomocą systemów strategicznie rozmieszczonych luster. Od tamtego momentu jednak, aż do wynalezienia samego światłowodu droga była daleka. Za pioniera współczesnej technologii optycznej uznaje się Henricha Lamma, który jako pierwszy przesłał obraz na odległość, wykorzystując w tym celu przewód i szkło. Miało to miejsce w 1930 roku i od tamtej pory sposób ten był udoskonalany i rozwijany, w czym przełomem było m.in. zastąpienie dotychczasowego źródła światła laserem. Obecnie wykorzystywanych jest kilka rodzajów światłowodów, w zależności od ich przeznaczenia. Niemniej wszystkie z nich opierają się na podobnym działaniu. [1]
Światłowód składa się z kilku podstawowych elementów: głównym z nich jest znajdująca się w jego wnętrzu struktura z włókna szklanego, poprzez którą przesyłana jest fala świetlna. Jest ona otoczona m.in. osłoną odbijającą światło, kevlarem i ochronną warstwą z PCV. [2] Schemat działania przewodu światłowodowego wygląda następująco – informacje zapisane w wiązce światła „nadawane” są za pomocą lasera, a następnie, podążając wzdłuż przewodu, a konkretnie jego centralnej części z włókna szklanego, docierają do odbiornika. Oczywiście jest to względne uproszczenie działania i złożoności technologii światłowodowej, jednak dość jasno oddaje jej podstawy. [3]
Wszystko jasne, ale po co?
Jak już wspomniano, to właśnie dzięki przesyłaniu informacji z wykorzystaniem światłowodów możemy cieszyć się m.in. internetem. Dzieje się tak już od dawna, jednak rozwój technologii wciąż trwa, pozwalając na popularyzację i udoskonalanie obecnie także łączności bezprzewodowej. Mowa tu m.in. o implementowanej obecnie technologii 5G, jak również jej wcześniejszych generacji. Na popularności zyskuje również internet satelitarny, którego orędownicy przewidują, że już wkrótce będzie standardem w łączności z siecią, a nawet w całej telekomunikacji.
Tym samym, te nowoczesne technologie mają rzekomo w najbliższych latach wyprzeć światłowody, np. dzięki swemu zasięgowi i rozwijanym systematycznie strukturom. Czy zatem faktycznie światłowody są tzw. reliktem przeszłości i zostaną niedługo zastąpione nowymi rozwiązaniami technologicznymi? Wbrew pozorom, zdecydowanie nie, a dowodów na to nie brakuje.
Przestarzała technologia, która wkrótce zostanie wyparta przez satelity?
Technologia łączności bezprzewodowej faktycznie zyskuje na popularności i niesie ze sobą wiele oczywistych korzyści. Bezsporną zaletą internetu satelitarnego faktycznie jest zasięg i możliwość dotarcia do odbiorników usytuowanych nawet w najbardziej niedostępnych miejscach. Problem w tym, że technologia ta wraz z infrastrukturą „kosmiczną” jest stosunkowo droga. [4] Już same możliwości logistyczne stanowią tu dość istotny problem. Trudno bowiem oczekiwać, aby prywatni dostawcy usług telekomunikacyjnych dysponowali własnymi środkami umożliwiającymi umieszczanie satelitów na orbicie okołoziemskiej.
Dlatego też najczęściej korzystają z usług takich firm, jak SpaceX, która organizuje „zbiorcze” umieszczanie satelitów własnych wraz z tymi należącymi do klientów. Co więcej, również konfiguracja naziemnych urządzeń do odbioru sygnału satelitarnego nie należy do najprostszych i potrzebni są fachowcy nawet do zwykłego montażu oraz odpowiedniego ustawienia anteny.
Kolejnymi wadami telekomunikacji i internetu satelitarnego są znaczne opóźnienia przesyłu sygnału, wynikające z dużej odległości pomiędzy nadajnikiem, satelitą oraz odbiornikiem docelowym. [5] Dlatego też w działaniach wymagających szybkiej reakcji i niskiego opóźnienia, ten sposób komunikacji nie należy do najlepszych. Oczywiście m.in. wspomniany już SpaceX oferuje internet satelitarny chwaląc się stosunkowo dobrymi parametrami, a postępy w tym temacie są wciąż kontynuowane. Jednakże technologia ta jeszcze przez długi czas (o ile kiedykolwiek) nie doścignie technologii światłowodowej choćby w jednym, za to niezwykle ważnym kontekście – niezawodności.
Tym bowiem, czym światłowody bezapelacyjnie królują wśród wszystkich obecnych technologii łączności, jest właśnie stabilność sieci. Wszystko z powodu specyfiki infrastruktury, bazującej na sieci kabli światłowodowych rozmieszczonych głęboko pod ziemią. Dzięki temu, transfer danych jest niemal całkowicie odporny na czynniki atmosferyczne, stanowiące największy problem transmisji satelitarnych. O ile więc nie mieszkamy w głębi lasu deszczowego lub w równie trudnodostępnym miejscu, to jeśli mamy możliwość korzystania z sieci światłowodowej, będzie ona bardziej godnym zaufania rozwiązaniem. [6]
5G nie wyprze światłowodów
Wspomniane już warunki atmosferyczne mają także pewien wpływ na stabilność sieci bezprzewodowych, w tym również jej najnowszej technologii – 5G. Warto przy tym przyznać, że piąta generacja sieci jest pod tym, jak i innymi względami, znacznie bardziej zaawansowana, niż poprzednie. Dotyczy to zarówno znacznie większej stabilności, jak i minimalnym w tym przypadku opóźnieniom. Dlatego też 5G nazywana jest przez wielu wręcz rewolucyjną technologią, która pozwoli na rozwój i postęp w niemal wszystkich dziedzinach. [7] Dlaczego więc światłowody miałyby się oprzeć takiej „konkurencji”?
Cóż, otóż okazuje się, że nowa generacja sieci bezprzewodowej potrzebuje do funkcjonowania właśnie technologii światłowodowej. To ona leży u podstaw infrastruktury umożliwiającej działanie 5G. Jak widać, nowa technologia nie jest więc aż tak „bezprzewodowa”, jak mogłoby się z pozoru wydawać. Dlatego też implementacja piątej generacji bezprzewodowej transmisji danych nie tylko nie wyparła i nie wyprze światłowodów, ale wręcz przyczyniła się położenia kolejnych kilometrów tych przewodów. [8]
To nie koniec, to ewolucja
Technologia światłowodowa jest niezwykle istotna w dzisiejszym, opartym na cyfryzacji, komunikacji i dostępie do internetu świecie. Nie zostanie więc w najbliższej przyszłości wyparta przez łączność satelitarną, gdyż ta nie zapewnia porównywalnej stabilności i niezawodności, które są często kluczowe w korzystaniu z dobrodziejstw internetu. Z kolei sieć 5G sama funkcjonuje w oparciu o infrastrukturę światłowodową, więc ostatecznie jej implementacja tylko przyczyniła się do zwiększenia ilości położonych przewodów światłowodowych.
Przesyłanie sygnału za pomocą światłowodów ma także wiele różnorodnych zalet (jak choćby właśnie niezawodność), które sprawiają, że wciąż cieszy się popularnością na rynku telekomunikacyjnym. Jednym z przykładów mogą być m.in. niedawne doniesienia jednego z operatorów. Dostawca internetu i usług telekomunikacyjnych chwalił się niedawno, że liczba użytkowników usług światłowodowych firmy przekroczyła już ponad milion osób. To z kolei dobitnie pokazuje, że łączność światłowodowa jest wciąż rozwijana, a sama sieć stale rozszerzana. Co więcej, wszystkie przesłanki wskazują na to, że z pewnością sytuacja ta nie ulegnie w najbliższej przyszłości zmianie.
Źródła:
[1],[3] https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%9Awiat%C5%82ow%C3%B3d
[2] https://pl.wikipedia.org/wiki/Kabel_%C5%9Bwiat%C5%82owodowy
[4],[5],[6] https://strefainzyniera.pl/artykul/135/internet-satelitarny