Волоконная оптика в свете тайн еврейских мудрецов
Добавлено: Чт 23 мар, 2006 11:33Волоконная оптика в свете тайн еврейских мудрецов
Можно учиться у всего, — сказал как-то рабби из Садгоры своим хасидам. — Всякая вещь может научить нас чему-нибудь, и не только та, чтосотворена Богом. Творение рук человеческих также способно преподать нам урок. — Чему мы можем научиться у поезда? — с сомнением спросил один из хасидов. Тому, что из-за одного мгновения можно потерять всё. — А у телеграфа? Тому, что каждое слово учтено и ему назначена цена. — Ну, а у телефона? То, что мы говорим здесь, слышно там…
Мартин Бубер. "Десять ступеней. Хасидские высказывания", с. 53
Читая книги, в которых сконцентрирована мудрость еврейского народа, поражаешься, насколько отдельные высказывания созвучны проблемам и особенностям работы в области волоконной оптики. Эти ассоциации субъективны и не всегда очевидны для широкого круга читателей. Осветить, по мере возможности, новые грани волоконной оптики с помощью еврейской мудрости — задача этой статьи.
Волоконно-оптические сети в настоящее время являются основой сетей связи, которые, в свою очередь, позволяют строить общепользовательское информационное поле нашей планеты. Безусловно, еврейская мудрость помогает при осмыслении проблем в любой области человеческой деятельности, и волоконной оптики в том числе. В то же время, для более глубокого понимания проблем и перспектив развития волоконной оптики, наряду с техническими знаниями, имеют значение опыт и мудрость, сконцентрированные в культурном наследии различных народов. Народные сказки вдохновляют смело стремиться, казалось бы, к несбыточному: скандинавские саги помогают находить простые решения сложных вопросов; самурайская этика показывает, как относиться к своему делу, а еврейская мудрость, основанная на многовековом изучении Торы, учит, как надо жить и работать.
Каждый находит в мудрых мыслях то, что может воспринять при соответствующем уровне развития. Высказывания мудрецов могут истолковываться на многих уровнях понимания, что не исключает истинности или ошибочности каждого толкования. Более того, важно понимать, что если взгляды на какие — либо понятия или их трактовку расходятся, это не исключает наличия определённой доли истины в каждом из них, даже при кажущихся противоречиях и не всегда адекватном переводе первоисточников.
Рассмотрение проблем волоконной оптики в свете еврейской мудрости — лишь один из бесчисленных уровней её толкования, подтверждающий многогранность и универсализм тайн еврейских мудрецов.
1.НАЧАЛО
С начала начал уровень жизни людей зависел от их информированности. Во многих случаях от своевременности получения информации зависела жизнь людей. Вполне естественно, что вместе с человечеством развивались и средства передачи информации. От тамтамов и костров — к оптическому телеграфу; от оптического телеграфа — к проводному телеграфу; от проводного телефона — к волоконно-оптическим системам связи. Всё ускоряющимися темпами увеличивались и увеличиваются объёмы передаваемой информации и скорости их передачи.
Во второй половине XX века возможности медных проводов как среды передачи информации уже не удовлетворяли запросов человечества. Необходимо было искать альтернативные варианты. Идеи использования световодов как среды передачи информации высказывались ещё в начале века. Свет без больших потерь энергии можно перевести из одной точки к другой, пользуясь внутренним отражением от стенок палочки из стекла или, лучше, плавленого кварца. (Роберт Вуд. 1905г).
Любопытно, что в далёком 1828 г., при строительстве опытной подземной телеграфной линии Ф. Рональдса, стеклянные трубки использовались как изоляторы медных проводников. Вряд ли тогда кто-то мог предположить, что именно стеклянные (кварцевые) оптические волокна (ОВ) станут в XXI веке основной средой передачи информации.
Волоконная оптика возникла на стыке двух направлений в науке: изобретения источников оптического излучения и фотоприёмников, а также производства оптических волокон для передачи оптического излучения.
В 1950-х годах советскими учёными был создан квантовый генератор микроволнового излучения — мазер, а в 1960-х годах американскими учёными — источник оптического когерентного излучения — лазер. В 1966 г. Чарлз Као предложил использовать диэлектрические стеклянные волноводы для организации оптической связи и получил неофициальный титул "отца оптоволоконной связи". Для реализации этой идеи были необходимы стёкла с коэффициентом затухания до 20 дБ/км, а реальные потери в самых качественных на то время стёклах составляли 200 — 400 дБ/км.
Впервые волоконно-оптический кабель (патент США № 3659915 от 02.05.1972 г.) и технологию его производства (патент США № 3711262 от 16.01.1973 г.) описали учёные фирмы "Корнинг Инкорпорэйтид": физик-теоретик Роберт Маурер, химик Питер Шульц и физик-экспериментатор Дональд Кек. Этому событию предшествовали годы напряжённого труда.
Для начала необходимо было изготовить двухслойный стержень, у которого наружный (отражающий) слой имел бы показатель преломления меньше, чем внутренний. Это было необходимо для соблюдения условия полного внутреннего отражения, открытого Снеллиусом ещё в начале XVII в. Показатель преломления характеризует свойства среды, зависит от магнитной и диэлектрической проницаемости и, чем он меньше, тем выше скорость распространения света в данной среде. Для вакуума показатель преломления минимален и равен единице. Из стёкол самый низкий показатель преломления имело кварцевое стекло (около 1,5). Но если из него делать сердцевину, то из чего же будет оболочка?
Группа Маурера решила изготавливать оболочку из чистого кварца, а сердцевину — из кварцевого стекла с примесями. Во всём мире учёные старались удалить примеси из сердцевины и применяли кварцевое стекло именно из-за его чистоты, а группа Маурера искала такие примеси, которые не ухудшили бы прозрачности стекла. Полдела в науке — терпение, а вторая половина — везение! — считал Маурер.
В научных статьях различных журналов ставилась под сомнение возможность осуществления идеи производства оптических волокон с необходимыми характеристиками, но опыты не прекращались. Дональд Кек упорно измерял на сконструированном им же приборе каждый образец стекловолокна. В один из дней августа 1970 г. прибор показал 16 дБ/км на длине излучения 633 нм. В лабораторном журнале появилась запись: "16 децибел! Эврика!".
К 1972 г. световоды с градиентным профилем показателя преломления уже имели затухание 4 дБ/км. Однако для заинтересованности потребителей в организации волоконно-оптической связи одного волокна явно недостаточно. Необходимо было организовать производство всех компонентов ВОЛС: источников излучения, фотоприёмников, оптического кабеля, соединительных муфт и оконечных устройств. Компании, владеющие телефонными сетями, относились к новым изделиям скептически, к тому же большие средства были уже вложены в расширение действующих и строительство новых заводов по производству электрических кабелей с медными жилами.
На 1978 г. пришлось очередное парадоксальное решение: при отсутствии спроса на оптические кабели решили строить полномасштабный завод по их выпуску. В 1979 г. завод был полностью подготовлен к поставкам продукции — в то время ещё многомодовых волокон. Парадоксальных решений, приведших к успеху, было немало. Вот ещё одно. Передовые фирмы производят смену оборудования примерно через 5 лет. В Corning замену производили в среднем каждые 18 месяцев.
Прорыв произошёл в 1982 г., когда компания MCI (США) приняла план создания собственной, независимой от АТТК, общенациональной телефонной сети на оптических кабелях и заказала фантастический объём — 100 000 км волокна. Причём волокна одномодового, перспективного, но ещё не апробированного в производстве. Рискованное и, по мнению скептиков, преждевременное строительство завода в штате Северная Каролина себя оправдало. Теперь следовало его срочно расширить и на ходу оснастить новым, более совершенным и даже ещё не прошедшим опытной проверки оборудованием. Была организована круглосуточная работа, вокруг завода арендованы десятки квартир, в которых месяцами жили специалисты.
В 1983 г. 100 000 км одномодового волокна были изготовлены. Вслед за MCI по такой же партии заказал ряд компаний. Было решено резко увеличить производственную мощность завода — до 1,5 миллионов километров волокна в год. Один американский менеджер остроумно заметил, что ни один крупный прорыв не был совершён рассудительным человеком.
Через 14 лет после того, как Дональд Кек написал "Эврика" в лабораторном журнале, производство оптических волокон превратилось в крупную отрасль мировой промышленности. Наряду с Corning волокна изготовляют Lucent Technologies (США), Alcatel (Франция), Fugikura, Sumitomo, Furukawa(Япония). К началу XXI в. в мире изготовлено более 300 миллионов километров оптического волокна.(Давид Шарле. "Хет-трик в матче с Атлантикой", с. 203.)
В Украине ВОЛС внедрялись планово, по примеру развалившегося СССР, без всяческих прорывов и стремления опередить время. На киевской телефонной сети первый одномодовый кабель был смонтирован лишь в 1995 г., а последний многомодовый — в 1996 г. (первый в 1987 г.). Лишь в 2005 г. сравнялось количество эксплуатируемых многомодовых и одномодовых ОВ на киевской телефонной сети "Укртелекома". Несмотря ни на что, нас ожидает дальнейшее развитие ВОЛС не только на первичной сети и на городских магистральных сетях, но и на распределительных сетях, а в дальнейшем и на участках непосредственно до абонента.
2.ВНЕДРЕНИЕ
2.1. Производство
Славен и тернист был путь отечественных оптических кабелей от кабеля типа ОК — 50 до кабеля типа ОКЛБг. Слава досталась заводу-производителю, а тернии — тем, кто эксплуатирует многомодовые оптические кабели типов ОК — 50 и ОКК — 50.
На киевской телефонной сети, пионере эксплуатации отечественных оптических кабелей (ОК), таковых многомодовых ОК более 800 км. Их массовое внедрение на киевской сети началось в 1989 г. после недолгих исследований на заводе и с использованием отечественных компонентов при производстве. Завод, стремящийся в короткие сроки наладить выпуск оптического кабеля и сэкономить средства на исследованиях совместимости компонентов (напр., гидрофоба и эпоксиакрилата), достигнет успеха только при поддержке государства и в ущерб потребителям.
Замена около 90 км оптического кабеля типа ОК — 50 в 90-х годах по причине повышенного затухания оптических волокон на киевской телефонной сети прошла безболезненно для завода-производителя. Ведущие специалисты завода в большинстве случаев знали, что выпускаемый кабель типа ОК — 50 едва ли сохранит в норме оптические характеристики в течение гарантийного срока (3 года). При этом кабель продолжали выпускать нарастающими темпами.
Заводы-производители должны нести ответственность за выпускаемую продукцию на протяжении всего периода её эксплуатации.
После перехода во второй половине 90-х годов на выпуск кабеля типа ОКЛБг с одномодовыми оптическими волокнами и использовании импортных компонентов качество отечественных оптических кабелей улучшилось и продолжает улучшаться.
В 2002 г. ОАО "Одескабель" получило сертификат качества ISO 9001: 2000. Однако на реальный прорыв в вопросе соотношения цена/качество отечественных оптических кабелей можно будет рассчитывать только после появления в Украине реальной конкуренции.
Для этого необходимо открывать новые заводы (цехи) по производству оптических кабелей. В России таковых, например, более чем полтора десятка, а в Украине до последнего времени был один-единственный. Открытие в этом году нового цеха по производству оптического кабеля в Харькове даёт надежду на решения этого вопроса в будущем.
2.2. Проектирование
Проектирование новых сетей ВОЛС базируется на фундаменте ранее построенных сетей связи. Настоящее в значительной мере определяет будущее, и каждый проект определяет путь развития сети связи. Выбор схемы организации связи и используемых компонентов сети ВОЛС будет влиять как на надёжность, так и на возможности развития сети в будущем.
Именно гармоничное развитие сети связи с органичным включением уже построенных и строящихся фрагментов является стратегической задачей при проектировании сетей ВОЛС. Обеспечение же потребностей сегодняшнего дня — тактическая задача. Экономические потери вследствие неоптимального выбора пути развития сети связи намного значительнее потерь из-за снижения темпов строительства.
Выбрать оптимальные пути развития сети связи (при всём их многообразии) может только специалист достаточно высокой квалификации. Недостаточность высококвалифицированных специалистов в области волоконной оптики стала одной из важных проблем в отрасли связи. Зацикленность на типовых проектах при отсутствии интереса к новым достижениям науки и техники превращает проектантов в роботов во вред как самим себе, так и работе.
2.3. Строительство
Важность высокого качества строительства сетей ВОЛС обусловлена тем, что срок службы оптических кабелей составляет 25 — 30 лет. При этом от качества строительства в большой степени зависит интенсивность повреждаемости и, соответственно, уровень надёжности сети ВОЛС на протяжении всего периода эксплуатации.
Если спросить у строителя, монтирующего соединительную муфту оптического кабеля, что он делает, в большинстве случаев ответы будут следующие:
— монтирую муфту;
— зарабатываю на жизнь;
— что сказали, то и делаю.
Никто не ответит, что строит сеть связи будущего. Занижение значимости своей работы определяет отношение к ней и качество её выполнения. Для качественного выполнения строительных работ на сетях ВОЛС необходимо строго соблюдать технологию строительства, что вполне реально. К сожалению, многие строительные бригады пренебрегают требованиями технологии монтажа ВОЛС ради ускорения процесса работ и экономии средств. В дальнейшем за это будет расплачиваться заказчик.
Построить идеальную сеть ВОЛС дано немногим, но выполнять требования технологии монтажа обязаны все, кто берётся за это дело.
В настоящее время развитие отрасли телекоммуникаций способствовало значительному увеличению строящихся ВОЛС и, соответственно, росту числа строительных бригад. Количество бригад растёт намного быстрее, чем их квалификация. Работая с нарушениями технологии строительства и не вникая в суть причинно-следственных связей, влияющих на надёжность сетей ВОЛС после строительства, многие строители уже после монтажа одного — двух десятков ВОЛС считают себя высококвалифицированными специалистами, открывшими все тайны в этой области. Завышенная самооценка, также как и заниженная, влияет на качество строительства ВОЛС и темпы повышения квалификационного уровня специалиста, а также на доверие к строительным бригадам со стороны заказчиков. Рассмотрение недостатков при строительстве уже построенных ВОЛС имеет смысл только для того, чтобы они не повторялись в будущем.
2.4. Нормативная база
В настоящее время, в период бурного развития отрасли телекоммуникаций, как никогда необходима нормативная база, регламентирующая принципы и методы проектирования, строительства и эксплуатации сетей связи и сетей ВОЛС в частности.
Имеющейся нормативной базы недостаточно даже для построения гибридных сетей связи с использованием ВОЛС на магистральной и распределительной сети города, не говоря уже об общепользовательской сети связи будущего.
В большинстве случаев тот, кто должен финансировать — не финансирует; тот, кто должен создавать — не имеет достаточного практического опыта; тот, кто имеет практический опыт — не участвует в создании нормативной базы. Создание нормативной базы является необходимым условием для оптимального развития сетей связи и требует совместного труда научных работников и практических специалистов при финансировании соответствующими структурами.
Необходимо использовать имеющийся потенциал для создания необходимой нормативной базы, отсекая на всех уровнях от этого процесса недостаточно квалифицированных специалистов для всеобщего блага.
2.5. Эксплуатация
Задача эксплуатации — поддержание работоспособности и повышение уровня надёжности сетей ВОЛС. Уровень надёжности этих сетей зависит от качества компонентов сети, уровня проектирования, качества строительства и уровня эксплуатации, а всё вышеперечисленное, безусловно, зависит от уровня квалификации и выбора путей решения проблем конкретными специалистами, работающими в этих областях волоконной оптики. Платой за дар свободы выбора является соответствующий уровень развития общества и отрасли телекоммуникаций в частности.
Каждое повреждение на сети ВОЛС имеет свою причину, не всегда очевидную, а иногда и неопределяемую. Обычно недостатки, допущенные на любом из этапов внедрения ВОЛС, проявляются при эксплуатации.
При эксплуатации сети ВОЛС рассматривание повреждённого адаптера или пигтейла не даст полного ответа на вопрос о причинах повреждения. Нужно иметь статистические данные о количестве и характере повреждений компонентов ВОЛС за достаточно продолжительный период (не менее года). Необходимо также иметь информацию о фирмах — производителях повреждённых компонентов и строительных организациях, проводивших монтаж. Большое значение имеет информация о технологиях производства компонентов ВОЛС. На интенсивность повреждений компонентов ВОЛС влияет и квалификационный уровень специалистов, эксплуатирующих сеть ВОЛС, используемые принципы и методы эксплуатации. Чем больше объём обработанной информации, тем полнее ответ на вопрос о причинах повреждений и эффективнее план мероприятий по повышению надёжности сети ВОЛС.
При эксплуатации сети ВОЛС, независимо от качества её проектирования, качества монтажа и используемых компонентов, основной задачей является повышение уровня её надёжности. Для этого необходимо регулярно проводить эксплуатационные измерения, по результатам которых осуществляется текущий ремонт. Своевременный текущий ремонт позволяет предупредить аварийные повреждения.
К сожалению, не все повреждения можно предупредить. Уровень группы, эксплуатирующей сеть ВОЛС, определяется сроками восстановления оптических кабелей при аварийных повреждениях. Во время аварийного восстановления сети ВОЛС действия каждого специалиста должны быть заранее отработаны и направлены на общий результат.
Первые оптические кабели на киевской телефонной сети были смонтированы в 1987г. и несколько лет эксплуатировались без оптических рефлектометров. В то время было эмбарго на поставку новой техники в Советский Союз. Кстати, оптические рефлектометры и по сей день в Украине не производятся. Эти приборы позволяют определить расстояние до места повреждения либо соединения на оптическом волокне, а также характер повреждения и потери в месте соединения или на каком-либо участке оптического волокна. Рефлектограмма представляет собой наклонную линию, причём чем больше удельное затухание, тем больше наклон. Места сварных соединений отображаются ступеньками, а разъёмные соединения и обрывы — всплесками.
Когда после нескольких лет эксплуатации первых оптических кабелей, которые работают и по сию пору, нам одолжили на день импортный рефлектометр, я зачаровано смотрел на рефлектограмму. За каждой ступенькой я видел сварку волокна в муфте и муфту в колодце; за каждой строительной длиной я видел улицы, по которым она проложена; а за всплеском — оконечное устройство с оптическим разъёмом. После того я видел тысячи рефлектограмм, но до сих пор сохранил трепетное отношение к вдруг открывающемуся, скрытому от посторонних глаз, внутреннему миру оптического волокна. Специалист, занимающийся эксплуатацией сетей ВОЛС, за каждой рефлектограммой должен видеть реальную линию связи, со всеми её проблемами, а за числом на экране оптического тестера — видеть факторы, влияющие на его величину. Механистическое восприятие результатов измерений снижает уровень специалиста и, соответственно, уровень эксплуатации сетей ВОЛС.
В настоящее время интенсивное развитие и постоянное обновление технических средств в области телекоммуникаций привело к тому, что честные труженики и опытные ветераны в новых условиях имеют очень невысокую рыночную стоимость. (Т.Х. Эриксен. "Тирания момента".) Однако именно опыт помогает предотвратить либо в кратчайшие сроки устранить аварийное повреждение. Одной логики бывает недостаточно. Но необходимо признать, что при замене координатных телефонных станций или аналоговых систем передачи на цифровые весь многолетний опыт значительно обесценивается и на первый план выходит умение быстро логически мыслить. Это умение скорее присуще молодым, а потому и не имеющим опыта специалистам. Только сочетание опыта и быстрого логического мышления позволит поддерживать уровень эксплуатации средств связи на должной высоте.
С. Кабыш
http://topinform.com.ua/tex.php#par2
Можно учиться у всего, — сказал как-то рабби из Садгоры своим хасидам. — Всякая вещь может научить нас чему-нибудь, и не только та, чтосотворена Богом. Творение рук человеческих также способно преподать нам урок. — Чему мы можем научиться у поезда? — с сомнением спросил один из хасидов. Тому, что из-за одного мгновения можно потерять всё. — А у телеграфа? Тому, что каждое слово учтено и ему назначена цена. — Ну, а у телефона? То, что мы говорим здесь, слышно там…
Мартин Бубер. "Десять ступеней. Хасидские высказывания", с. 53
Читая книги, в которых сконцентрирована мудрость еврейского народа, поражаешься, насколько отдельные высказывания созвучны проблемам и особенностям работы в области волоконной оптики. Эти ассоциации субъективны и не всегда очевидны для широкого круга читателей. Осветить, по мере возможности, новые грани волоконной оптики с помощью еврейской мудрости — задача этой статьи.
Волоконно-оптические сети в настоящее время являются основой сетей связи, которые, в свою очередь, позволяют строить общепользовательское информационное поле нашей планеты. Безусловно, еврейская мудрость помогает при осмыслении проблем в любой области человеческой деятельности, и волоконной оптики в том числе. В то же время, для более глубокого понимания проблем и перспектив развития волоконной оптики, наряду с техническими знаниями, имеют значение опыт и мудрость, сконцентрированные в культурном наследии различных народов. Народные сказки вдохновляют смело стремиться, казалось бы, к несбыточному: скандинавские саги помогают находить простые решения сложных вопросов; самурайская этика показывает, как относиться к своему делу, а еврейская мудрость, основанная на многовековом изучении Торы, учит, как надо жить и работать.
Каждый находит в мудрых мыслях то, что может воспринять при соответствующем уровне развития. Высказывания мудрецов могут истолковываться на многих уровнях понимания, что не исключает истинности или ошибочности каждого толкования. Более того, важно понимать, что если взгляды на какие — либо понятия или их трактовку расходятся, это не исключает наличия определённой доли истины в каждом из них, даже при кажущихся противоречиях и не всегда адекватном переводе первоисточников.
Рассмотрение проблем волоконной оптики в свете еврейской мудрости — лишь один из бесчисленных уровней её толкования, подтверждающий многогранность и универсализм тайн еврейских мудрецов.
1.НАЧАЛО
С начала начал уровень жизни людей зависел от их информированности. Во многих случаях от своевременности получения информации зависела жизнь людей. Вполне естественно, что вместе с человечеством развивались и средства передачи информации. От тамтамов и костров — к оптическому телеграфу; от оптического телеграфа — к проводному телеграфу; от проводного телефона — к волоконно-оптическим системам связи. Всё ускоряющимися темпами увеличивались и увеличиваются объёмы передаваемой информации и скорости их передачи.
Во второй половине XX века возможности медных проводов как среды передачи информации уже не удовлетворяли запросов человечества. Необходимо было искать альтернативные варианты. Идеи использования световодов как среды передачи информации высказывались ещё в начале века. Свет без больших потерь энергии можно перевести из одной точки к другой, пользуясь внутренним отражением от стенок палочки из стекла или, лучше, плавленого кварца. (Роберт Вуд. 1905г).
Любопытно, что в далёком 1828 г., при строительстве опытной подземной телеграфной линии Ф. Рональдса, стеклянные трубки использовались как изоляторы медных проводников. Вряд ли тогда кто-то мог предположить, что именно стеклянные (кварцевые) оптические волокна (ОВ) станут в XXI веке основной средой передачи информации.
Волоконная оптика возникла на стыке двух направлений в науке: изобретения источников оптического излучения и фотоприёмников, а также производства оптических волокон для передачи оптического излучения.
В 1950-х годах советскими учёными был создан квантовый генератор микроволнового излучения — мазер, а в 1960-х годах американскими учёными — источник оптического когерентного излучения — лазер. В 1966 г. Чарлз Као предложил использовать диэлектрические стеклянные волноводы для организации оптической связи и получил неофициальный титул "отца оптоволоконной связи". Для реализации этой идеи были необходимы стёкла с коэффициентом затухания до 20 дБ/км, а реальные потери в самых качественных на то время стёклах составляли 200 — 400 дБ/км.
Впервые волоконно-оптический кабель (патент США № 3659915 от 02.05.1972 г.) и технологию его производства (патент США № 3711262 от 16.01.1973 г.) описали учёные фирмы "Корнинг Инкорпорэйтид": физик-теоретик Роберт Маурер, химик Питер Шульц и физик-экспериментатор Дональд Кек. Этому событию предшествовали годы напряжённого труда.
Для начала необходимо было изготовить двухслойный стержень, у которого наружный (отражающий) слой имел бы показатель преломления меньше, чем внутренний. Это было необходимо для соблюдения условия полного внутреннего отражения, открытого Снеллиусом ещё в начале XVII в. Показатель преломления характеризует свойства среды, зависит от магнитной и диэлектрической проницаемости и, чем он меньше, тем выше скорость распространения света в данной среде. Для вакуума показатель преломления минимален и равен единице. Из стёкол самый низкий показатель преломления имело кварцевое стекло (около 1,5). Но если из него делать сердцевину, то из чего же будет оболочка?
Группа Маурера решила изготавливать оболочку из чистого кварца, а сердцевину — из кварцевого стекла с примесями. Во всём мире учёные старались удалить примеси из сердцевины и применяли кварцевое стекло именно из-за его чистоты, а группа Маурера искала такие примеси, которые не ухудшили бы прозрачности стекла. Полдела в науке — терпение, а вторая половина — везение! — считал Маурер.
В научных статьях различных журналов ставилась под сомнение возможность осуществления идеи производства оптических волокон с необходимыми характеристиками, но опыты не прекращались. Дональд Кек упорно измерял на сконструированном им же приборе каждый образец стекловолокна. В один из дней августа 1970 г. прибор показал 16 дБ/км на длине излучения 633 нм. В лабораторном журнале появилась запись: "16 децибел! Эврика!".
К 1972 г. световоды с градиентным профилем показателя преломления уже имели затухание 4 дБ/км. Однако для заинтересованности потребителей в организации волоконно-оптической связи одного волокна явно недостаточно. Необходимо было организовать производство всех компонентов ВОЛС: источников излучения, фотоприёмников, оптического кабеля, соединительных муфт и оконечных устройств. Компании, владеющие телефонными сетями, относились к новым изделиям скептически, к тому же большие средства были уже вложены в расширение действующих и строительство новых заводов по производству электрических кабелей с медными жилами.
На 1978 г. пришлось очередное парадоксальное решение: при отсутствии спроса на оптические кабели решили строить полномасштабный завод по их выпуску. В 1979 г. завод был полностью подготовлен к поставкам продукции — в то время ещё многомодовых волокон. Парадоксальных решений, приведших к успеху, было немало. Вот ещё одно. Передовые фирмы производят смену оборудования примерно через 5 лет. В Corning замену производили в среднем каждые 18 месяцев.
Прорыв произошёл в 1982 г., когда компания MCI (США) приняла план создания собственной, независимой от АТТК, общенациональной телефонной сети на оптических кабелях и заказала фантастический объём — 100 000 км волокна. Причём волокна одномодового, перспективного, но ещё не апробированного в производстве. Рискованное и, по мнению скептиков, преждевременное строительство завода в штате Северная Каролина себя оправдало. Теперь следовало его срочно расширить и на ходу оснастить новым, более совершенным и даже ещё не прошедшим опытной проверки оборудованием. Была организована круглосуточная работа, вокруг завода арендованы десятки квартир, в которых месяцами жили специалисты.
В 1983 г. 100 000 км одномодового волокна были изготовлены. Вслед за MCI по такой же партии заказал ряд компаний. Было решено резко увеличить производственную мощность завода — до 1,5 миллионов километров волокна в год. Один американский менеджер остроумно заметил, что ни один крупный прорыв не был совершён рассудительным человеком.
Через 14 лет после того, как Дональд Кек написал "Эврика" в лабораторном журнале, производство оптических волокон превратилось в крупную отрасль мировой промышленности. Наряду с Corning волокна изготовляют Lucent Technologies (США), Alcatel (Франция), Fugikura, Sumitomo, Furukawa(Япония). К началу XXI в. в мире изготовлено более 300 миллионов километров оптического волокна.(Давид Шарле. "Хет-трик в матче с Атлантикой", с. 203.)
В Украине ВОЛС внедрялись планово, по примеру развалившегося СССР, без всяческих прорывов и стремления опередить время. На киевской телефонной сети первый одномодовый кабель был смонтирован лишь в 1995 г., а последний многомодовый — в 1996 г. (первый в 1987 г.). Лишь в 2005 г. сравнялось количество эксплуатируемых многомодовых и одномодовых ОВ на киевской телефонной сети "Укртелекома". Несмотря ни на что, нас ожидает дальнейшее развитие ВОЛС не только на первичной сети и на городских магистральных сетях, но и на распределительных сетях, а в дальнейшем и на участках непосредственно до абонента.
2.ВНЕДРЕНИЕ
2.1. Производство
Славен и тернист был путь отечественных оптических кабелей от кабеля типа ОК — 50 до кабеля типа ОКЛБг. Слава досталась заводу-производителю, а тернии — тем, кто эксплуатирует многомодовые оптические кабели типов ОК — 50 и ОКК — 50.
На киевской телефонной сети, пионере эксплуатации отечественных оптических кабелей (ОК), таковых многомодовых ОК более 800 км. Их массовое внедрение на киевской сети началось в 1989 г. после недолгих исследований на заводе и с использованием отечественных компонентов при производстве. Завод, стремящийся в короткие сроки наладить выпуск оптического кабеля и сэкономить средства на исследованиях совместимости компонентов (напр., гидрофоба и эпоксиакрилата), достигнет успеха только при поддержке государства и в ущерб потребителям.
Замена около 90 км оптического кабеля типа ОК — 50 в 90-х годах по причине повышенного затухания оптических волокон на киевской телефонной сети прошла безболезненно для завода-производителя. Ведущие специалисты завода в большинстве случаев знали, что выпускаемый кабель типа ОК — 50 едва ли сохранит в норме оптические характеристики в течение гарантийного срока (3 года). При этом кабель продолжали выпускать нарастающими темпами.
Заводы-производители должны нести ответственность за выпускаемую продукцию на протяжении всего периода её эксплуатации.
После перехода во второй половине 90-х годов на выпуск кабеля типа ОКЛБг с одномодовыми оптическими волокнами и использовании импортных компонентов качество отечественных оптических кабелей улучшилось и продолжает улучшаться.
В 2002 г. ОАО "Одескабель" получило сертификат качества ISO 9001: 2000. Однако на реальный прорыв в вопросе соотношения цена/качество отечественных оптических кабелей можно будет рассчитывать только после появления в Украине реальной конкуренции.
Для этого необходимо открывать новые заводы (цехи) по производству оптических кабелей. В России таковых, например, более чем полтора десятка, а в Украине до последнего времени был один-единственный. Открытие в этом году нового цеха по производству оптического кабеля в Харькове даёт надежду на решения этого вопроса в будущем.
2.2. Проектирование
Проектирование новых сетей ВОЛС базируется на фундаменте ранее построенных сетей связи. Настоящее в значительной мере определяет будущее, и каждый проект определяет путь развития сети связи. Выбор схемы организации связи и используемых компонентов сети ВОЛС будет влиять как на надёжность, так и на возможности развития сети в будущем.
Именно гармоничное развитие сети связи с органичным включением уже построенных и строящихся фрагментов является стратегической задачей при проектировании сетей ВОЛС. Обеспечение же потребностей сегодняшнего дня — тактическая задача. Экономические потери вследствие неоптимального выбора пути развития сети связи намного значительнее потерь из-за снижения темпов строительства.
Выбрать оптимальные пути развития сети связи (при всём их многообразии) может только специалист достаточно высокой квалификации. Недостаточность высококвалифицированных специалистов в области волоконной оптики стала одной из важных проблем в отрасли связи. Зацикленность на типовых проектах при отсутствии интереса к новым достижениям науки и техники превращает проектантов в роботов во вред как самим себе, так и работе.
2.3. Строительство
Важность высокого качества строительства сетей ВОЛС обусловлена тем, что срок службы оптических кабелей составляет 25 — 30 лет. При этом от качества строительства в большой степени зависит интенсивность повреждаемости и, соответственно, уровень надёжности сети ВОЛС на протяжении всего периода эксплуатации.
Если спросить у строителя, монтирующего соединительную муфту оптического кабеля, что он делает, в большинстве случаев ответы будут следующие:
— монтирую муфту;
— зарабатываю на жизнь;
— что сказали, то и делаю.
Никто не ответит, что строит сеть связи будущего. Занижение значимости своей работы определяет отношение к ней и качество её выполнения. Для качественного выполнения строительных работ на сетях ВОЛС необходимо строго соблюдать технологию строительства, что вполне реально. К сожалению, многие строительные бригады пренебрегают требованиями технологии монтажа ВОЛС ради ускорения процесса работ и экономии средств. В дальнейшем за это будет расплачиваться заказчик.
Построить идеальную сеть ВОЛС дано немногим, но выполнять требования технологии монтажа обязаны все, кто берётся за это дело.
В настоящее время развитие отрасли телекоммуникаций способствовало значительному увеличению строящихся ВОЛС и, соответственно, росту числа строительных бригад. Количество бригад растёт намного быстрее, чем их квалификация. Работая с нарушениями технологии строительства и не вникая в суть причинно-следственных связей, влияющих на надёжность сетей ВОЛС после строительства, многие строители уже после монтажа одного — двух десятков ВОЛС считают себя высококвалифицированными специалистами, открывшими все тайны в этой области. Завышенная самооценка, также как и заниженная, влияет на качество строительства ВОЛС и темпы повышения квалификационного уровня специалиста, а также на доверие к строительным бригадам со стороны заказчиков. Рассмотрение недостатков при строительстве уже построенных ВОЛС имеет смысл только для того, чтобы они не повторялись в будущем.
2.4. Нормативная база
В настоящее время, в период бурного развития отрасли телекоммуникаций, как никогда необходима нормативная база, регламентирующая принципы и методы проектирования, строительства и эксплуатации сетей связи и сетей ВОЛС в частности.
Имеющейся нормативной базы недостаточно даже для построения гибридных сетей связи с использованием ВОЛС на магистральной и распределительной сети города, не говоря уже об общепользовательской сети связи будущего.
В большинстве случаев тот, кто должен финансировать — не финансирует; тот, кто должен создавать — не имеет достаточного практического опыта; тот, кто имеет практический опыт — не участвует в создании нормативной базы. Создание нормативной базы является необходимым условием для оптимального развития сетей связи и требует совместного труда научных работников и практических специалистов при финансировании соответствующими структурами.
Необходимо использовать имеющийся потенциал для создания необходимой нормативной базы, отсекая на всех уровнях от этого процесса недостаточно квалифицированных специалистов для всеобщего блага.
2.5. Эксплуатация
Задача эксплуатации — поддержание работоспособности и повышение уровня надёжности сетей ВОЛС. Уровень надёжности этих сетей зависит от качества компонентов сети, уровня проектирования, качества строительства и уровня эксплуатации, а всё вышеперечисленное, безусловно, зависит от уровня квалификации и выбора путей решения проблем конкретными специалистами, работающими в этих областях волоконной оптики. Платой за дар свободы выбора является соответствующий уровень развития общества и отрасли телекоммуникаций в частности.
Каждое повреждение на сети ВОЛС имеет свою причину, не всегда очевидную, а иногда и неопределяемую. Обычно недостатки, допущенные на любом из этапов внедрения ВОЛС, проявляются при эксплуатации.
При эксплуатации сети ВОЛС рассматривание повреждённого адаптера или пигтейла не даст полного ответа на вопрос о причинах повреждения. Нужно иметь статистические данные о количестве и характере повреждений компонентов ВОЛС за достаточно продолжительный период (не менее года). Необходимо также иметь информацию о фирмах — производителях повреждённых компонентов и строительных организациях, проводивших монтаж. Большое значение имеет информация о технологиях производства компонентов ВОЛС. На интенсивность повреждений компонентов ВОЛС влияет и квалификационный уровень специалистов, эксплуатирующих сеть ВОЛС, используемые принципы и методы эксплуатации. Чем больше объём обработанной информации, тем полнее ответ на вопрос о причинах повреждений и эффективнее план мероприятий по повышению надёжности сети ВОЛС.
При эксплуатации сети ВОЛС, независимо от качества её проектирования, качества монтажа и используемых компонентов, основной задачей является повышение уровня её надёжности. Для этого необходимо регулярно проводить эксплуатационные измерения, по результатам которых осуществляется текущий ремонт. Своевременный текущий ремонт позволяет предупредить аварийные повреждения.
К сожалению, не все повреждения можно предупредить. Уровень группы, эксплуатирующей сеть ВОЛС, определяется сроками восстановления оптических кабелей при аварийных повреждениях. Во время аварийного восстановления сети ВОЛС действия каждого специалиста должны быть заранее отработаны и направлены на общий результат.
Первые оптические кабели на киевской телефонной сети были смонтированы в 1987г. и несколько лет эксплуатировались без оптических рефлектометров. В то время было эмбарго на поставку новой техники в Советский Союз. Кстати, оптические рефлектометры и по сей день в Украине не производятся. Эти приборы позволяют определить расстояние до места повреждения либо соединения на оптическом волокне, а также характер повреждения и потери в месте соединения или на каком-либо участке оптического волокна. Рефлектограмма представляет собой наклонную линию, причём чем больше удельное затухание, тем больше наклон. Места сварных соединений отображаются ступеньками, а разъёмные соединения и обрывы — всплесками.
Когда после нескольких лет эксплуатации первых оптических кабелей, которые работают и по сию пору, нам одолжили на день импортный рефлектометр, я зачаровано смотрел на рефлектограмму. За каждой ступенькой я видел сварку волокна в муфте и муфту в колодце; за каждой строительной длиной я видел улицы, по которым она проложена; а за всплеском — оконечное устройство с оптическим разъёмом. После того я видел тысячи рефлектограмм, но до сих пор сохранил трепетное отношение к вдруг открывающемуся, скрытому от посторонних глаз, внутреннему миру оптического волокна. Специалист, занимающийся эксплуатацией сетей ВОЛС, за каждой рефлектограммой должен видеть реальную линию связи, со всеми её проблемами, а за числом на экране оптического тестера — видеть факторы, влияющие на его величину. Механистическое восприятие результатов измерений снижает уровень специалиста и, соответственно, уровень эксплуатации сетей ВОЛС.
В настоящее время интенсивное развитие и постоянное обновление технических средств в области телекоммуникаций привело к тому, что честные труженики и опытные ветераны в новых условиях имеют очень невысокую рыночную стоимость. (Т.Х. Эриксен. "Тирания момента".) Однако именно опыт помогает предотвратить либо в кратчайшие сроки устранить аварийное повреждение. Одной логики бывает недостаточно. Но необходимо признать, что при замене координатных телефонных станций или аналоговых систем передачи на цифровые весь многолетний опыт значительно обесценивается и на первый план выходит умение быстро логически мыслить. Это умение скорее присуще молодым, а потому и не имеющим опыта специалистам. Только сочетание опыта и быстрого логического мышления позволит поддерживать уровень эксплуатации средств связи на должной высоте.
С. Кабыш
http://topinform.com.ua/tex.php#par2