Включил компьютер и поставил скачиваться сериал или новую тяжелую игру. Пока наливал чай, загрузка закончилась. Еще десятилетие назад такие скорости интернета казались фантастикой. Сейчас — реальность благодаря оптоволоконному кабелю и технологии GPON. За счет чего оптический интернет такой быстрый?
Откуда берется невероятная скорость
Вообразим, что для передачи сообщения используется длинная труба. Мы можем покричать в нее, но голос исказится и быстро затухнет буквально через несколько десятков метров. Теперь представим, что вместо звука используется мощный фонарик. Свет мгновенно достигнет адресата вместе с посланием. Именно так работает оптический интернет.
Информацию по оптоволокну переносят фотоны, испускаемые лазером. Ничего быстрее света во Вселенной нет — он перемещается в пространстве со скоростью примерно в 300 тысяч километров в секунду в силу нулевой массы.
Чтобы передать данные с помощью света, электрический сигнал кодируется лазером, а затем отправляется по оптическому кабелю. Все происходит очень быстро — лазер включается и выключается несколько миллиардов раз в секунду, передавая миллиарды единиц зашифрованных двоичным кодом бит.
На другом конце кабеля свет «ловит» приемное устройство, которое перекодирует пойманные фотоны обратно в электрический сигнал. Если обычная витая пара с медным проводом пропускает в секунду 100 мегабит, то одножильное оптоволокно — до 3 тысяч мегабит в секунду.
Оптоволокно выгодно отличается от медного кабеля не только высокой пропускной способностью. Свет распространяется на огромные расстояния, поэтому оптоволоконная жила удерживает свет на расстоянии до нескольких сотен километров без усилителей сигнала.
Оптический кабель устойчив к электромагнитным помехам, резким перепадам температур и сырости. Например, в сильную грозу передаваемый по медным проводам сигнал может сбоить, с оптоволокном такого не случится.
Как работает оптический кабель
Свет с закодированными данными несется по оптоволокну — кабелю с прозрачным сердечником из кварца или полимера. Световод имеет толщину примерно с человеческий волос, при этом в одном оптоволоконном кабеле может быть от нескольких десятков до сотен таких нитей.
Сердечник покрывает особый слой, «запирающий» световую волну внутри, чтобы данные не терялись по дороге. Прочное волокно внутри кабеля и пластиковая оболочка снаружи защищают внутренности от натяжений, сжатий и повреждений.
Когда оптический кабель работает, на конце световода загорается маленький красный огонек. По аналогичному принципу работают декоративные оптоволоконные лампы-ночники с гибкими светящимися нитями.
Стандартный разъем на компьютере рассчитан на электрические сигналы, тогда как оптоволокно передает световую волну. Поэтому для подключения ПК потребуется специальный оптический терминал, который умеет превращать свет обратно в электричество.
Какие скорости доступны оптике
В теории оптоволокно может демонстрировать невероятную скорость передачи данных. Например, в прошлом году специалисты Национального института информационных и коммуникационных технологий Японии смогли разогнать оптику до 22,9 петабит в секунду.
Для понимания — петабит равен одному миллиону гигабит. Такой скорости бы хватило, чтобы каждую секунду 22 раза передать весь мировой интернет-трафик. Однако в домах и офисах такая скорость будет доступна еще не скоро — слишком дорого.
Золотой стандарт оптического интернета в России — 200 Мбит/с по технологии GPON. Такая скорость гарантирует, что даже при серьезных нагрузках у домашних пользователей будет интернет, достаточно быстрый для любых современных развлечений — от онлайн-игр до стриминга и просмотра 4К-видео.
GPON (Gigabit Passive Optical Network) — пассивная оптическая сеть с гигабитными каналами, которая использует для передачи данных оптоволокно. По одному кабелю в квартиру абонента передается не только интернет, но и цифровое телевидение и телефония.Например, файл в 1 гигабайт при такой скорости можно будет скачать из интернета всего за 7 секунд. А закачка игры или фильма весом в несколько десятков гигабайт потребует всего пары минут.
