Игорь Бакланов
Нет предела совершенству в технике. Казалось бы, давно известные решения внезапно дополняются свежими изобретениями. В последнее время новинки принято называть импортным словом «ноу-хау», что означает «знаю, как...». Эта статья посвящена совершенно неожиданным изобретениям в области геометрического ноу-хау.
Изобретения под ногами
Геометрическое ноу-хау в современной технике - явление необычное, как по техническим последствиям, так и по историческим причинам. Как известно, современные системы связи находятся на пике научно-технического прогресса. Здесь впервые стали применяться компьютеры, появились оптические системы передачи и коммутации, существует даже новая общность людей - Интернет. Тем более необычно, что в таком технологически насыщенном пространстве идей и решений именно геометрия создала новые решения для современных систем связи. Причем не современная геометрия, наполненная фракталами и многоразмерными множествами, а самая обычная, с линейкой и циркулем, известная еще с античных времен. Словно кто-то, шутки ради, решил замкнуть круг научно-технического прогресса, соединив самую древнюю из наук с последними достижениями в области прокладки и эксплуатации волоконно-оптических систем передачи.
В этой короткой статье мы рассмотрим роль геометрического ноу-хау в эксплуатации ВОЛС. Нас будет интересовать не реализация тех или иных геометрических концепций, а само явление, поэтому предлагаемый материал будет носить характер размышлений и заметок по данному вопросу.
Деформации и перемещения оптического кабеля
Как же появилась геометрия в современных системах эксплуатации ВОЛС? Дело в том, что сам принцип передачи информации по оптическому волноводу предполагает, что волновод (оптическое волокно) не должен быть изогнут более критического радиуса в 30 мм (рис. 1). При превышении этого показателя возникают отражения внутри волновода, растет затухание и пр., что ухудшает характеристики ВОЛС в целом. Следовательно, любые манипуляции с кабелем не должны приводить к его микроперегибам меньше положенного радиуса. Волокна должны быть бережно сохранены. А поскольку эту проблему можно свести к теоретическому вопросу о форме и топологии укладки кабеля в кроссе, то, естественно, появляется геометрия кроссовой системы, причем именно классическая, «с линейкой и циркулем».
Итак, любые манипуляции с кабелем в кроссе не должны приводить к его перегибам (тогда ухудшаются параметры) и напряжениям (возникает опасность повреждения кабеля). Но избежать деформаций и перемещений волокон в кроссе практически невозможно, поскольку система эксплуатации не может быть статичной. Оградить кабель от деформации способна только кроссовая система. Именно здесь и сосредоточено геометрическое ноу-хау последнего десятилетия.
Эффект «криворукого техника»
Развитию геометрического ноу-хау в современных кроссовых системах способствует объективное противоречие между самыми последними технологическими системами, которые поступают в эксплуатацию, и уровнем подготовки специалистов этой самой эксплуатации. Возникает эффект «криворукого техника», когда недостаток знаний приводит к сбоям и неисправностям в системах связи. Если бы технический персонал обладал достаточными знаниями в области физики процесса передачи светового сигнала по волокну, можно было бы надеяться, что к оптическим кабелям они относились бы более бережно. Но далеко не все работники ЛАЦов в курсе того, чем отличается оптический кабель от металлического. Результат «соответствующего» отношения - деформации, перегибы, напряжения, одним словом, общее качество оптических систем передачи «убивается» в кроссе.
Геометрическое ноу-хау помогает оградить современные кабельные системы от воздействия не только окружающей среды, но и эксплуатирующего их персонала.
Геометрическое ноу-хау в оптическом кроссе
Рассмотрим несколько примеров, как геометрическое ноу-хау преобразует оптическую кроссовую систему. На рис. 2 показан механизм изменения топологии кросса в процессе перемещения кассеты. Кассеты оптического кросса используются для коммутации волокон с помощью патч-кордов. Для получения доступа к каждому из них используется несколько подвижных частей кросса. При вынимании кассеты (рис. 3), для обеспечения доступа к отдельным волокнам, возникает напряжение в волокне (см. рис. 2). Чтобы компенсировать его внутри кросса, несколько подвижных частей приходят в движение, и напряжение волокна полностью компенсируется. Геометрическая форма кассеты гарантирует, что на всех участках процесса работы ни одно волокно не будет иметь изгиб больше критического радиуса.
Таким образом, геометрическое ноу-хау полностью исключает нарушения работы ВОЛС в результате манипуляций с волокнами в кроссе. Благодаря своей геометрии кроссовая система формирует поддерживающий корсет кабельной системы, который предохраняет кабели от любых повреждений.
Системы гибкой разводки
Геометрическое ноу-хау и идея охранительного корсета вокруг волоконных кабелей касаются не только самого кросса, но и систем разводки кабеля. Разработки последних лет достойны восхищения. Например, система гибкой разводки CableLinks компании Telect, построенная на единственном универсальном элементе (рис. 4).
Системы гибкой разводки кабеля используются в системах связи и эксплуатации довольно давно. Многие операторы уже привыкли к виду характерных желтых коробов, в которых прокладываются кабели в кроссах. Но такие системы построены на разных элементах. Часто их даже сравнивают с конструктором Lego, поскольку процесс проектирования и развертывания такой системы очень напоминает детский конструктор. Новая система отличается от подобных решений тем, что выполнена она на единственном элементе, из которого можно сконструировать систему гибкой развертки любой топологии. Взаимозаменяемость модулей и полная типизация решения обеспечивают ему самые широкие перспективы.
Где вы, русские платоны?
Ну, хорошо, геометрическое ноу-хау - тема достаточно интересная, с точки зрения технологии и истории современной техники. Но нам-то что с того? Ведь все перечисленные в статье разработки явно импортного происхождения. Однако и наши специалисты способны породить аналогичное ноу-хау. Месяц назад была опубликована информация о том, что именно российские ученые разработали форму «универсального» кирпича, из которого можно строить любые архитектурные формы. Легко прослеживается аналогия с упомянутой системой CableLinks: и здесь и там работает именно геометрическое ноу-хау. А ведь оно не требует не высокомощной вычислительной техники, ни огромного штата программистов, ни синхрофазотронов для экспериментов. Всего лишь циркуль и линейку. Ну, и, конечно, ум, дерзкий и оригинальный.
Так что есть у нас свои пла-тоны, только работают они не в системах связи, а в тех областях, где есть возможности использовать не только заимствованные, но и оригинальные решения. А пока мы лишь смотрим на Запад и Восток и копируем их технические прорывы и их технические ошибки...
Список литературы
Журнал «Connect!», №11.2005