Номер 3, страница 74 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. В чем преимущество оптово-волоконных линий связи?

Оптово-волоконные линии связи (ВОЛС) — это технология передачи информации, в которой носителем сигнала выступает световое излучение, распространяющееся по тонким стеклянным или пластиковым волокнам (оптическим волноводам). Эта технология обладает целым рядом фундаментальных преимуществ по сравнению с традиционными системами связи на основе медных кабелей.

Высокая пропускная способность
Это ключевое преимущество оптоволокна. Частота световых колебаний на несколько порядков выше частоты электрических сигналов, используемых в медных кабелях. Это позволяет передавать по одному оптическому волокну огромные объемы информации. Пропускная способность современных систем может достигать десятков и сотен терабит в секунду ($Тбит/с$), что позволяет одновременно транслировать миллионы телефонных разговоров или тысячи видеосигналов высокой четкости.

Низкое затухание сигнала
В качественном оптическом волокне световой сигнал затухает очень слабо. Коэффициент затухания в современных волокнах составляет сотые доли децибела на километр ($дБ/км$). Это позволяет передавать информацию на большие расстояния (до 100-200 км и более) без необходимости использования промежуточных усилителей (регенераторов). В медных линиях сигнал требует усиления каждые несколько километров.

Устойчивость к электромагнитным помехам
Поскольку оптическое волокно сделано из диэлектрика (стекла) и передает свет, а не электрический ток, оно абсолютно невосприимчиво к внешним электромагнитным полям. На сигнал в оптоволокне не влияют линии электропередач, работающие электродвигатели, грозовые разряды и другие источники электромагнитных помех. Это гарантирует высокую чистоту, стабильность и надежность передаваемого сигнала.

Высокая степень защиты информации
Перехватить информацию из оптоволоконного кабеля крайне сложно. В отличие от медного кабеля, где можно подключиться электромагнитным способом без физического контакта, для перехвата данных из оптоволокна необходимо нарушить его целостность. Любая такая попытка вызовет заметные изменения в световом сигнале (падение мощности), что будет немедленно обнаружено системой мониторинга. Это делает ВОЛС одним из самых безопасных каналов связи.

Малые габариты и вес
Оптоволоконный кабель значительно тоньше и легче медного кабеля с аналогичной пропускной способностью. Это существенно экономит место в кабельных канализациях, упрощает монтаж, особенно в труднодоступных местах. Малый вес также является критически важным преимуществом для применения в авиации, судостроении и космической технике.

Долговечность и доступность сырья
Основным материалом для производства оптоволокна служит диоксид кремния ($SiO_2$), получаемый из кварца — одного из самых распространенных на Земле минералов. В отличие от меди, стекло не подвержено коррозии и окислению, что обеспечивает очень долгий срок службы оптоволоконных линий, который может превышать 25 лет без потери качества передачи.

Ответ: Преимущества оптово-волоконных линий связи заключаются в их огромной пропускной способности для передачи больших объемов данных, низком затухании сигнала, позволяющем строить протяженные линии без усилителей, полной невосприимчивости к электромагнитным помехам, высокой степени защиты передаваемой информации от перехвата, малых габаритах и весе кабеля, а также в долговечности и доступности сырья для их производства.