Comunicatiile au atins un punct in care, oricat de mare ar fi nevoia dumneavoastra de comunicatii, ea poate fi acoperita. Facem lucrul acesta, in principal, cu ajutorul tehnologiior broadband. Cea mai puternica dintre ele - fibra optica.
Tehnic vorbind, transmisia datelor prin fibra optica se bazeaza pe conversia impulsurilor electrice in lumina. Aceasta este apoi transmisa prin manunchiuri de fibre optice pana la destinatie, unde este reconvertita in impulsuri electrice.

Pentru dumneavoastra, asta inseamna:
- rata de transfer foarte mare in raport cu celelalte tipuri de conexiune (practic nelimitata, si inca imposibil de folosit la maximum de catre aplicatiile existente);
- mai multa siguranta - fibra optica este insensibila la perturbatii electromagnetice si este inaccesibila scanarilor ilegale (interceptari ale transmisiunilor);
- posibilitatea de instalare rapida si simpla, in orice conditii, datorita greutatii reduse a cablului optic si existentei mai multor tipuri de cabluri

Fibra optica

Transmisia pe fibra optica a semnalelor video este o metoda larg raspandita azi in industria TVCI, in special in proiectele mari cum ar fi cele orasenesti. Fibra optica este formata din firsoare subtiri de sticla cu un inalt grad de transparenta ce actioneaza ca un ghid pentru razele de lumina.

Aceasta metoda are pierderi mai mici decat cele aparute la mijloacele “conventionale” si este practic imuna la orice interferente electrice.

Dezvoltarea tehnologiei laser a adus o contributie importanta transmisiei pe fibra optica. Semnalul video moduleaza raza laser, care este apoi transmisa pe fibra. Calitatea imaginii ramane excelenta pe distante chiar mai mari de 50 Km.

Fibra optica va mari viteza PC-urilor

Intel doreste sa inlocuiasca aceste conexiuni cu cabluri de fibra optica. Acestea ar putea fi folosite pentru conectarea componentelor, dar ar putea in cele din urma sa inlocuiasca si firele din interiorul chipurilor.
Principalele motive sunt viteza si puterea. Creatorii chipurilor se lovesc de necesitatea de a micsora cipurile si de a mari numarul de tranzistoare pentru a creste performantele.Insa cresterea numarului de tranzistoare aduce dupa sine necesitatea cresterii tensiunii de alimentare a cipului. Din pacate insa, introducerea unei cantitati mai mari de energie intr-un chip de dimensiuni reduse duce la cresterea interferentei semnalului, scade durata de viata a bateriei la notebook-uri si duce la defecte de fabricatie.
Conexiunile optice, care transmit informatia cu ajutorul unor mici raze laser in locul traditionalelor impulsuri electrice, ar putea rezolva multe probleme pentru ca pot rula la tensiuni mai mici. Aceasta noua tehnologie nu este usoara sau ieftina, insa s-ar putea dovedi o alternativa viabila.
Insa oficialii Intel se declara optimisti. Acestia sustin ca ar putea obtine chipuri cu un milion de tranzistoare, functionand la o jumatate de volt, cu viteze de pana la 10GHz.
Fibra optica nu este doar mai economica, ci si mai rapida decat cuprul. Cuprul, materialul obisnuit pentru conectoare PC, ofera o rata de transfer de maxim 10gbps, iar Intel spera sa reuseasca sa o mareasca la 20gbps. In acelasi timp insa, fibra optica are o rata de transfer intre 30-60gbps.
Specialistii de la Intel sustin ca fibra optica va lua locul conectoarelor din cupru intr-un interval da maxim 5-7 ani.

Fibra optica este mediul care asigura

transmiterea luminii, modulata la o anumita frecventa.

Comparativ cu alte medii de transmisie, fibra optica

este cea mai costisitoare, dar nu este susceptibila la

interferente electromagnetice si în plus asigura rate de

transfer mult mai redicate decît celelalte categorii de

medii.

Cablul fibra optica consta în doua fibre de sticla îmbracate separat într-un învelis

de plastic (materialul se numeste Kevlar). Cele doua fibre formeaza inima acestui mediu

de transmisie, sticla din care sînt realizate avînd un grad ridicat de refractie.

Avantajele fibrelor optice

·        Principalul avantaj faţă de cablul de cupru este că transmiterea informaţiei între două puncte pe cablul clasic se face pe distanţe de până la 2 km, faţă de 70 km în cazul fibrelor optice, iar cantitatea de informaţie este net inferioară în cazul cablului clasic.

·        Se pot acoperi distanţe foarte mari între beneficiari, fără a fi nevoie să se regenereze semnalul. O fibră optică obişnuită are o atenuare de aproximativ 0.25 dB/km la o lungime de undă de 1550 nm.

·        Capacitatea de transmisie este practic nelimitată, singura limitare este aceea a sistemelor electronice.

·        Greutate proprie foarte mică. Dintr-un singur kilogram de material proformă se confectionează circa 38 km de fibră optică. Aceste fibre sunt grupate într-un cablu, iar greutatea cablului optic este mult mai mică decât a unui cablu echivalent din cupru.

·        Fibrele optice fiind construite din materiale non-metalice sunt imune la interferenţe de natură electromagnetică.

·        Soluţiile pe fibră optică sunt mult mai ieftine, iar securitatea comunicaţiei este asigurată odată prin forma digitală a semnalului, iar pe de altă parte prin faptul că in interiorul cablului nu se poate conecta în derivaţie decât în cazuri speciale, şi cu întreruperea traficului pe durata lucrării.

Tehnologia fibrelor optice a creat o mică revoluţie în telecomunicaţii şi transmisii de date prin faptul că nu există limitare din punct de vedere al capacităţii de transport, materialele din care sunt construite se află în natură în cantităţi (teoretic) nelimitate, iar tehnologia semiconductorilor se află în plin avânt.

Inconvenientele fibrelor optice

·        Fibra optică nu permite transportul de energie.

·        Tehnicile instalaţiilor trebuie să protejeze ochii: cantitatea de energie optică emisă din sursa de lumină şi în final prin extremitatea fibrei sunt suficiente pentru a afecta retina înainte ca victima să observe.

·        Este indispensabilă purtarea ochelarilor de protecţie infraroşu pentru a lucra deasupra unui dispozitiv aflat în funcţiune.

Structura si functionarea fibrei optice

Fibra optica, numita si ghid de lumina, este un inlocuitor al conductoarelor clasice, din ce in

ce mai folosit in diverse domenii de activitate. De fapt, fibra optica este realizata dintr-un

material asemanator sticlei, iar prin acest tip de conductoare circula informatia sub forma de

lumina datorita fenomenului de refractie a luminii.

Dupa cum se observa in imagine, conductoarele de lumina sunt realizate din doua tipuri de

materiale, cu indicii de refractie respectiv n1 si n2 intre care este valabila relatia "n1 mai mic

decat n2". Datorita acestui fapt, informatia, adica lumina, nu iese din conductor si nici nu

poate fi influentata din exterior.

1.

Atenuarea mult mai mica a semnalului.

2.

Imposibilitatea perturbarii semnalului (imunitate la zgomot). Informatia care circula

prin conductoarele clasice, adica curentul electric, poate fi usor perturbata prin

aducerea in apropierea conductorului a unui corp care genereaza un camp magnetic.

Acest camp, datorita fenomenului de inductie electromagnetica, genereaza in

conductor o tensiune electromotoare care altereaza curentul din conductor. Spre

deosebire de conductoarele clasice, informatia care circula prin fibrele optice (adica

lumina), nu poate asa usor perturbata (pentru ca e lumina).

3.

Pastrarea secretului informatiei transmise. La conductoarele clasice, informatia putea

fi usor interceptata prin aducerea in imediata apropiere a unor corpuri sensibile la

campul magnetic generat la trecerea curentului electric prin conductoare. Pentru a

reduce riscul interceptari sau perturbarii intentionate sau accidentale, conductoarele

metalice se ecranau prin diverse procedee. Interceptarea este imposibila la fibra optica

deoarece lumina nu iese din conductor si deci nu poate fi interceptata.

4.

Lipasa cuplajului electric intre emitator si receptor.

5.

Fibrele optice sunt rezistente in medii acide sau cu radiatii (in special radiatii

nucleare)

.

... Clasificare

Transmisia datelor prin fibra optica se face datorita fenomenului de refractie a luminii (acesta

realizandi-se chiar daca fibra este indoita), dar aceasta nu se realizeaza in acelas mod la toate

fibrele optice. Exista doua tipuri de fibre optice:

• Cu salt de indice

• Cu gradient de indice

O raza de lumina care se propaga printr-un mediu cu indice de refractie crescator, se apropie

de normala, iar daca se propaga printr-un mediu mediu cu indice de refractie descrescator,

acea raza de lumina se departeaza de normala. Bazat pe acest fenomen, se construiesc fibrele

optice cu gradient de indice la care indicele de refractie scade de la axul fibrei la periferia

acesteia.

... Aplicatii

Fibrele optice se folosesc in telecomunicatii (mai ales in telefonia digitala), la

realizarea diverselor tipuri de tranmisi de date, conexiuni intre calculatoare (retele)

•

In constructia avioanelor de lupta, a tancurilor, transportoarelor si chiar a

armamentului moder se folosesc deasemenea fibrele optice ca inlocuitor a

conductoarelor clasice.

•

Fibrele optice se folosesc in constructia fibroscoapelor cu aplicatii in medicina si

electronica.

Mediul de transmisie
Marea majoritate a retelelor actuale sunt conectate prin fire sau cabluri, care actioneaza ca mediu fizic de transmisie in retea raspandind semnale intre calculatoare. Exista 3 tipuri de cabluri utilizate in retele:
 a) Coaxial - subtire si gros
 b) Torsadat - ecranat si neecranat
 c) din fibra optica - utilizat in cazul transmisiilor cu viteza foarte mare

Transmiterea semnalului codat prin cablu se poate face in 2 moduri: transmisie in banda de baza si transmisia in banda larga. Si sistemele care functioneaza in banda de baza folosesc semnale digitale pe o singura frecventa. Semnalele sunt transmise sub forma unor impulsuri discrete de electricitate sau de lumina. La transmisia in banda de baza, intreaga capacitate a canalului de comunicatie este folosita penru a transmite un singur semnal de date.
 Semnalul digital foloseste intrega lungime de banda a cablului, care constituie un singur canal. Latimea de banda totala a cablului reprezinta diferenta dintre cea mai mare si cea mai mica frecventa transmisa prin cablu. Fiecare dispozitiv dintr-o retea in banda de baza transmite bidirectional, iar unele pot transmite si receptiona semnale in acelasi timp. Pe masura ce semnalul parcurge cablul de retea, pierde din putere si este distorsionat. Sistemele care functioneaza in banda larga folosesc semnale analogice intr-un domeniu de frecvente. In cazul transmisiilor analogice, semnalele sunt continuie, adica pot lua o infinitate de valori dintr-un interval, spre deosebire de semnalele digitale, care sunt discrete, adica au doar valori constante. Semnalul circula prin mediul fizic sub forma de unde electromagnetice sau optice. In cazul transmisiei in banda larga, fluxul de semnale este unidirectional. O alternativa la interconectarea prin cablu este mediul de retea fara fir. In functie de tehnologia fiolosita, retelele fara fir se impart in 3 categorii:
  retele locale
  retele locale extinse
  calculatoare mobile
O retea fara fir arata si se comporta la fel ca o retea cablata, cu exceptia mediului fizic de transmisie. In fiecare calculator este instalata o placa de retea fara fir cu transceiver, utilizatorii comunicand in retea ca si cind calculatoarele ar fi cablate. Transceiverul, numit uneori si punct de acces, emite si receptioneaza semnale catre si de la calculatoarele din jur, transferand date intre calculatoarele fara fir si reteaua cablata. Retelele locale fara fir, folosesc pentru conectarea la reteaua cablata mici transceivere montate pe perete. Transceiverele stabilesc contactul radio cu dispozitivele de retea portabile. Pentru transmiterea datelor, retelele locale folosesc 4 tehnici de transmisie:
  raze infrarosii
  raze laser
  unde radio in banda ingusta adica pe o singura frecventa
  unde radio in spectru imprastiat.

Transmiterea datelor in retea

 Datele fac parte din fisiere de dimensiuni mari. Retelele insa nu ar putea functiona daca fiecare calculator ar plasa pe cablu la un moment dat o cantitate mare de date. In primul rand, transmiterea in bloc a unor cantitati mari de date stranguleaza (blocheaza) reteaua, impiedicand interactiunea si comunicatiile rapide, din cauza unui calculator care "inunda" cablul cu date. In al doilea rand, daca apar erori in transmisie, sarcina de tratare a erorii se simplifica, trebuind retransmise mai putine date, daca blocurile mari de date sunt mai intai formatate in pachete mai mici.
 Penru ca mai multi utilizatori sa poata transmite simultan informatii in retea, datele trebuie fragmentate in unitati mai mici si mai usor de manevrat. Aceste unitati sunt numite pachete sau cadre. Pachetele reprezinta unitatea de baza a comunicatiilor in retea.
 Daca datele sunt fragmentate in pachete, transmisiile individuale vor fi accelerate a.i. fiecare calculator din retea va avea mai multe ocazii de a transmite si receptiona date. La calculatorul tinta (destinatar), pachetele sunt preluate si reasamblate in ordinea corespunzatoare pentru a readuce datele la forma initiala.

 Structura unui pachet

Pentru diverse tipuri de retele avem diverse formate ale pachetelor ce se transmit dar peste tot se pastreaza o structura generala a pachetului.
 Un pachet este format din 3 sectiuni:
 - antetul (preambul)
 - datele
 - postambul

Antetul contine:
- un semnal de atentionare care indica faptul ca se transmite un pachet date;
- adresa sursa;
- adresa destinatie;
- informatii de ceas pentru sincronizarea transmisiei.

Datele - reprezinta informatiile care se transmit efectiv. Aceasta parte a pachetului poate avea dimensiuni diferite, in functie de retea Sectiunea de date variaza intre 512 octeti si 4k. Deoarece majoritatea sirurilor de date care urmeaza a fi transmise au mai mult de 4k, ele trebuie fragmentate in blocuri suficient de mici pentru a incapea in pachete.

Postambul - contine, de obicei, o componenta de verificare a erorilor, numita CRC (Cyclial Redundancy Check). CRC este un numar rezultat dintr-un calcul matematic efectul cu datele din pachet la calculatorul sursa. Atunci cand pachetul ajunge la destinatie, se reface calculul. Daca rezultatele sunt identice, inseamna ca datele din pachet au ramas intacte. Daca rezultatul de la destinatie difera de rezultatul de la sursa, inseamna ca datele au fost alterate. In acest caz, procedura CRC semnaleaza calculatorului sursa faptul ca trebuie sa retransmita datele.

Crearea pachetelor

 Procesul de creare a pachetelor incepe la nivelul Aplicatie al modelului OSI, acolo unde sunt generate datele.
 La fiecare nivel, datelor le sunt adaugate informatii referitoare la nivelul respectiv. Aceste informatii se adreseaza nivelului echivalent de pe calculatorul receptor. Majoritatea pachetelor din retea sunt adresate unui anumit calculator. Fiecare placa de retea "vede" toate pachetele transmise pe segmentul sau de cablu, insa atentioneaza (intrerupe) calculatorul doar in cazul in care adresa pachetului corespunde cu adresa sa.
 In afara de acest tip de adresare, mai poate fi folosita si o adresare de difuzare (broadcast). Pachetele transmise cu o adresa de difuzare sunt in atentia tuturor calculatoarelor din retea.
 In cazul unor retele mari, care acopera suprafete intinse (orase, tari) si ofera mai multe rute de comunicatie, componentele de conectivitate si de comutare ale retelei folosesc informatia de adresa a pachetului pentru a determina cea mai buna cale (ruta) pentru transmiterea acestuia.
 Componentele de retea folosesc informatiile de adresa din pachete pentru a dirija pachetele catre destinatiile corespunzatoare, sau pentru a le opri sa ajunga in alte locuri.