Światłowód – co to jest?
Światłowód to kabel służący do przesyłu informacji. Składa się z rdzenia wykonanego zazwyczaj z silikonu, okładziny z przezroczystego materiału o współczynniku załamania światła innym niż rdzeń, oraz płaszcza, czyli warstwy zabezpieczającej kabel przed uszkodzeniem. Średnica światłowodu jednomodowego (o średnicy mniejszej od długości światła) jest liczona w mikronach, czyli milionowych częściach metra.
Zasada działania światłowodu nie jest skomplikowana. Do kabla wpuszczana jest wiązka światła, która ujście może znaleźć dopiero na jego końcu. Jest to możliwe dzięki umieszczeniu wokół rdzenia materiału, przez który światło przechodzi szybciej niż w rdzeniu. Powoduje to zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Na czym polega całkowite wewnętrzne odbicie?
Działanie tego zjawiska można zaobserwować choćby w szklance wody, na którą skierujemy wiązkę światła. Światło podróżuje szybciej w powietrzu niż w wodzie, przez co opuści szklankę pod nieco innym kątem, niż do niej wpadło. Tę samą prawidłowość możemy zaobserwować na przykład w pryzmacie. Jeżeli kąt wpadania światła oraz różnica pomiędzy prędkością światła w materiale wewnętrznym i zewnętrznym będą wystarczająco duże, to nastąpi całkowite wewnętrznego odbicie i światło odbije się od granicy pomiędzy materiałami. W światłowodzie światło będzie odbijało się od tej granicy praktycznie w nieskończoność.
Przesyłana przez światłowód informacja jest najpierw przetwarzana z sygnału cyfrowego na analogowy (świetlny), a następnie odkodowywania ze świetlnego na cyfrowy. To właśnie dlatego konieczny jest modem światłowodowy – komputery osobiste nie posiadają odpowiedniej aparatury do przetwarzania sygnału świetlnego na cyfrowy. Dla uproszczenia można przyjąć, że światłowód działa na podobnej zasadzie jak zwykły kabel miedziany – światło oznacza sygnał, czyli 1, a brak światła 0.
Komunikacja informatyczna na dużych odległościach (np. pomiędzy kontynentami) odbywa się wyłącznie za pomocą światłowodów. Kable miedziane powodują zbyt dużo zakłóceń i nie nadają się do użytku na dużych odległościach. Dlatego nawet jeśli jesteśmy podłączeni do internetu w starszej technologii, to i tak w pewnym momencie odbierany przez nas sygnał w którymś momencie przechodzi przez światłowód.
Nie inaczej jest z internetem z ‘kablówki’, czyli podłączonym do mieszkania przez koncentryczny kabel miedziany. Obecnie dostawcy kablówki wykorzystują infrastrukturę telewizyjną jedynie do przesyłania internetu na ostatnim etapie, do bezpośredniego odbiorcy, a całe budynki są podłączone do sieci kablami światłowodowymi. Dzięki temu prędkość internetu dostępna na miedzianych kablach jest jak na razie prawie taka sama jak na podłączonym bezpośrednio światłowodzie, a do mieszkania nie trzeba podłączać nowej instalacji.
Światłowód ma jeszcze jedną przewagę nad koncentrykiem, gdyż powoduje nieco mniejsze opóźnienia (niższy Ping). Prawdopodobnie prędkość internetu przesyłanego miedzianym kablem osiągnęła już swój limit, gdyż nic nie wiadomo o nowym standardzie DOCSIS (standard określający przesył internetu kablówką), który umożliwiałby prędkości wyższe niż teoretyczne maksymalne 1,6 Gb/s.
Internet FTTH – jaka prędkość ze światłowodem?
Obecnie w Polsce dla klientów indywidualnych kablówka zapewnia prędkość do 1 Gb/s, a światłowód do 10 Gb/s. Wśród ogólnopolskich dostawców internetu FTTH, czyli bezpośrednio światłowodem do domu, próżno szukać ofert o szybkości 10 Gb/s. To prędkość oferowana przez lokalną, poznańską firmę Inea. Orange i Netia oferują do 1 Gb/s, czyli dokładnie tyle, ile korzystający z istniejącej infrastuktry kablówkowej UPC czy Vectra. Wygląda na to, że na pełne wykorzystanie światłowodu przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać.
Światłowód a 5G
W przyszłości poważnym konkurentem światłowodów może być sieć 5G. Maksymalna teoretyczna prędkość 5G jest bliska światłowodowi i wynosi do 10Gb/s, a w dodatku światłowodu 5G może oferować znacznie niższy Ping. Jak na razie internet mobilny nowej generacji osiąga do 500 Mb/s, więc daleko mu do tej wartości. Uważa się, że mobilny internet najnowszej generacji będzie umożliwiać opóźnienie wynoszące zaledwie 1ms. Jak na razie opóźnienia w sieci 5G przypominają te znane z 4G i są dużo wyższe niż przy wykorzystaniu internetu ‘kablowego’, ale planowane jest dalsze doskonalenie tej sieci.
Przedstawiamy porównanie parametrów technicznych różnych rozwiązań dostarczających internet do domu. W porównaniu nie uwzględniliśmy starszych technologii takich jak DSL, bo nie są one obecnie instalowane. Podane prędkości stanowią teoretyczny limit technologii, a nie aktualną ofertę dostawców.
| Pobieranie | Wysyłanie | PING | |
| Światłowód | 10 Gb/s (i więcej) | 10 Gb/s (i więcej) | 3 -30 ms |
| Kablówka | 1600 Mb/s | 216 Mb/s | 5 – 40 ms |
| 5G | 10 Gb/s | 10 Gb/s | od 1-4 ms |
Przeliczenie megabitów na megabajty
Dostawcy internetu chętnie korzystają z prędkości podawanej w Mb/s i Gb/s, czyli megabitach i gigabitach na sekundę, a system windows i większość programów komputerowych podaje prędkość w MB/s i GB/s, czyli megabajtach i gigabajtach na sekundę. Różnica pomiędzy tymi standardami wynosi 8 razy, bo jeden bajt to 8 bitów. Podajemy przykładowe prędkości internetu w przeliczeniu na standard z windowsa:
- 150 Mb/s to 18,75 MB/s
- 300 Mb/s to 37,5 MB/s
- 600 Mb/s to 75 MB/s
- 1 Gb/s to 128 MB/s
- 10 Gb/s to 1,2 GB/s
Wady i zalety światłowodu
Jak widać, światłowód posiada wiele zalet i jest przyszłością internetu domowego stacjonarnego – pod warunkiem, że klientom będzie zależało na prędkościach wyższych niż 1GB/s, co wcale nie jest pewne. Internet o takiej prędkości jak na razie wystarcza do wszelkich codziennych zastosowań i jest bliski maksymalnej prędkości zapisu dysków twardych. Kable światłowodowe posiadają jednak również szereg wad. Przyjrzyjmy się wadom i zaletom rozwiązania.
Zalety
- Wyższa prędkość łącza
- Niższe opóźnienie (PING) w porównaniu do kablówki
- Przyszłościowe rozwiązanie
- Mniejsza średnica kabla
- Kabel jest tańszy – nie wykorzystuje cennej miedzi
Wady
- Kabel światłowodowy jest bardziej delikatny od miedzianego
- Konieczność podłączenia nowej instalacji (w przeciwieństwie do kablówki)
