מה זה סיב אופטי?

מה זה בעצם סיב אופטי

סיב אופטי הוא חוט זכוכית (או לעיתים פלסטיק) דק כמו שערה, עטוף בשכבות מגן. בקצה אחד יש לייזר או נורית שמהבהבת מיליארדי פעמים בשנייה, ובקצה השני גלאי אור שמתרגם את ההבהובים בחזרה לאחדות ואפסים. כל הבהוב הוא ביט של מידע: דף אינטרנט, מייל, או קטע קטן מהקול שלכם בשיחת טלפון.

הסוד שמאפשר לאור לעבור קילומטרים בתוך חוט עקום הוא תופעה שנקראת החזרה פנימית מלאה. לסיב יש ליבה מרכזית, ומסביבה שכבה (מעטפת) עם מקדם שבירה נמוך יותר. האור שנכנס לליבה פוגע בגבול עם המעטפת בזווית חדה ו"ניתז" חזרה פנימה שוב ושוב, כמו כדור שמתגלגל בצינור. כך הוא מתקדם גם כשהכבל מתעקל בפינות הבניין.

בגלל שהמידע עובר כאור ולא כחשמל, הסיב לא קולט הפרעות מכבלי חשמל, ממנועים, ממעליות או מברקים, והוא גם לא "דולף" אות החוצה. זה ההבדל המהותי מול קווי נחושת ישנים, שבהם האות נחלש מהר עם המרחק ומושפע מכל רעש סביבתי.

קצת היסטוריה

הרעיון להוליך אור בתוך זכוכית מוכר כבר מהמאה ה-19, אבל במשך שנים הזכוכית פשוט לא הייתה נקייה מספיק: האור דעך אחרי מטרים ספורים. המפנה הגיע ב-1966, כשהמהנדס צ'ארלס קאו הראה שהבעיה היא הזיהומים בזכוכית ולא הזכוכית עצמה, ושאם ינקו אותה מספיק, אפשר יהיה להעביר בה מידע למרחקים ארוכים. על העבודה הזו הוא קיבל ב-2009 את פרס נובל לפיזיקה.

ב-1970 הצליחו חוקרים בחברת זכוכית אמריקאית לייצר לראשונה סיב עם איבוד נמוך מספיק לתקשורת מעשית. בסוף שנות ה-70 כבר הופעלו קווי טלפון מסחריים על סיבים בין מרכזיות, וב-1988 הונח הכבל האופטי הראשון שחצה את האוקיינוס האטלנטי. היום רוב תעבורת האינטרנט בעולם, כולל השיחות שלכם, עוברת בכבלים אופטיים תת-ימיים ובין ערים.

מה שהשתנה בעשור האחרון הוא הקטע האחרון: הסיב כבר לא נעצר במרכזיה השכונתית של חברת התקשורת, אלא מגיע עד הבניין ועד הדלת. זה מה שנקרא בשפה המקצועית "הקילומטר האחרון", והוא זה שקובע את איכות החיבור של המשרד שלכם.

סוגים של חיבורי סיב

כשמוכרים לכם "אינטרנט סיבים", זה לא תמיד אותו דבר. ההבדל הוא עד לאן מגיע הסיב, ומה עובר בקטע שאחריו:

• FTTH (Fiber To The Home) — הסיב מגיע עד המשרד או הדירה עצמם, לקופסה קטנה על הקיר. זה החיבור הטוב ביותר.
• FTTB (Fiber To The Building) — הסיב מגיע עד חדר התקשורת של הבניין, ומשם ממשיכים לכל משרד בכבל נחושת. בדרך כלל טוב מאוד, תלוי בתשתית הפנימית.
• FTTC (Fiber To The Curb) — הסיב מגיע עד ארון ברחוב, ומשם קו נחושת עד הבניין. זה בעצם חיבור נחושת משופר.

ברוב רשתות הסיבים לבתים ולעסקים קטנים משתמשים בטכנולוגיה שנקראת GPON: סיב אחד מהמרכזיה מתפצל באופן פסיבי (בלי חשמל בדרך) לכמה עשרות מנויים. כל מנוי מקבל ממיר קטן בשם ONT, שמתרגם את האור לכבל רשת רגיל שמתחבר לראוטר.

בתוך בניינים גדולים ובקמפוסים משתמשים בסיבים גם לחיבור בין קומות ובין מבנים. קו רשת רגיל מוגבל לכ-100 מטר, וסיב פותר את זה בקלות. יש שני סוגים עיקריים: חד-אופני (Single-mode) למרחקים של קילומטרים, ורב-אופני (Multi-mode) למרחקים קצרים יותר בתוך האתר.

למה זה טוב במיוחד לטלפוניה

הטעות הנפוצה היא לחשוב שסיב חשוב לשיחות בגלל המהירות. בפועל שיחת טלפון צורכת מעט מאוד — בערך 100 קילוביט לשנייה, פחות מאחוז אחד מחיבור ממוצע. מה שבאמת חשוב לקול הוא היציבות: השהיה נמוכה וקבועה, בלי קפיצות ובלי ניתוקים רגעיים.

כאן הסיב מנצח. בחיבורי נחושת ישנים יש לא פעם "סנכרון מחדש" של המודם בגלל רעש על הקו — כמה שניות בלי אינטרנט, שבשיחה נשמעות כניתוק. חיבורי כבלים משותפים לכל השכונה ועלולים להאט בשעות העומס. בסיב, ההשהיה עד הספק נמוכה בדרך כלל ויציבה לאורך היום.

יתרון נוסף הוא מהירות ההעלאה. בחיבורים ישנים ההעלאה הייתה חלק קטן מההורדה, וכשמישהו במשרד מעלה קבצים לענן או שולח מייל עם קבצים כבדים, הקול היוצא של כל השיחות נחנק. בחיבורי סיב ההעלאה בדרך כלל גבוהה בהרבה, ויש הרבה פחות סיכוי שזה יקרה. לחישוב המלא ראו רוחב פס.

מגבלות ודברים שכדאי לדעת

• הסיב לא עובד בלי חשמל. ה-ONT והראוטר צריכים חשמל, ובהפסקת חשמל החיבור נופל. זו אחת הסיבות שמחברים אותם ל-UPS.
• הסיב רגיש לכיפוף חד ולמעיכה. כבל שנדרך, נתפס בדלת או כופף בזווית חדה יכול לאבד אות. מתקינים שמשאירים לולאה מסודרת עושים את זה בכוונה.
• לא כל כתובת מחוברת. הפריסה תלויה ברחוב ובבניין, ולעיתים צריך אישור של ועד הבית או בעל הנכס להשחלה.
• החיבור הפנימי קובע. סיב מהיר עד הדלת לא יעזור אם בתוך המשרד הטלפונים מחוברים ב-Wi-Fi עמוס או בכבל פגום.

וחשוב לזכור: סיב הוא חיבור טוב, לא חיבור נצחי. גם סיב נחתך לפעמים בעבודות תשתית ברחוב. עסק שהטלפון קריטי אצלו עדיין צריך לחשוב על אינטרנט גיבוי.

איך בודקים ומזמינים

לפני שמזמינים, כדאי לבדוק אצל ספקי התשתית אם הכתובת המדויקת מחוברת, ומה סוג החיבור בפועל: עד המשרד, עד הבניין או עד הרחוב. שאלו גם על מהירות ההעלאה, לא רק על ההורדה, ועל האפשרות לקבל כתובת IP קבועה אם אתם צריכים אותה.

ביום ההתקנה, ודאו שה-ONT מותקן במקום שמתחבר בקלות לארון התקשורת או לראוטר, ולא בפינה נידחת שמחייבת כבל ארוך ומתוח. במשרד חדש, זה הזמן לתכנן גם את ארון התקשורת כך שהסיב נכנס אליו ישירות.

איך הסיב מגיע עד הבניין: המסלול צעד אחרי צעד

כשמזמינים חיבור סיב, הסיב לא נמתח ישירות מהספק עד המשרד. הוא עובר בכמה תחנות, וכדאי להכיר אותן — כי כשיש תקלה, השאלה הראשונה של הטכנאי היא באיזו תחנה היא נמצאת.

1. המרכזייה של ספק התשתית. שם יושב ציוד בשם OLT (Optical Line Terminal), שממנו יוצא סיב "מזין" אחד לכיוון השכונה. סיב אחד כזה יכול לשרת עשרות מנויים.
2. ארון הפיצול ברחוב. בארון אפור על המדרכה, או בפיר של הבניין, יושב מפצל פסיבי — רכיב זכוכית בלי חשמל שמחלק את האור ל-32 או 64 יציאות. כל יציאה היא מנוי אחד. זו הסיבה שברשת GPON החיבור "משותף": הקצב הכולל של הסיב המזין מתחלק בין כל המנויים שעל אותו מפצל.
3. כבל הבניין. מהמפצל נכנס לבניין כבל עם כמה סיבים דקים, בדרך כלל בפיר התקשורת או במסתור שבחדר המדרגות. בבניין ישן זו התחנה שמצריכה אישור של ועד הבית, ולעיתים קידוח.
4. הכניסה למשרד. סיב בודד מושחל מהפיר עד נקודה בקיר המשרד, ומסתיים בקופסה קטנה עם מחבר. המחבר המקובל בסיבי גישה הוא מסוג SC/APC, ומזהים אותו לפי הצבע הירוק של הפלסטיק.
5. הממיר (ONT). קופסה בגודל ראוטר קטן שמקבלת את הסיב ומוציאה ממנו כבל רשת רגיל. היא צריכה שקע חשמל, ובחלק מהמקרים היא גם הראוטר עצמו. מכאן והלאה זו רשת רגילה: ראוטר, מתג, טלפונים.

כמה מספרים שנותנים תחושה: ברשת GPON, האור יורד מהספק אל המנוי באורך גל אחד (1490 ננומטר) ועולה ממנו באורך גל אחר (1310 ננומטר), כך ששני הכיוונים עוברים באותו סיב בלי להפריע זה לזה. הסיב עצמו מאבד רק כחמישית דציבל לכל קילומטר — לכן המרחק מהמרכזייה ועד המנוי יכול להגיע לכ-20 קילומטר בלי מגבר בדרך. בטכנולוגיה החדשה יותר, XGS-PON, הקצב על הסיב המזין גדול פי ארבעה בערך, ושווה בשני הכיוונים.

מה זה אומר לכם בפועל? שלושה דברים. ראשית, כמעט כל התקלות של "הסיב נפל" הן בציוד החשמלי בקצוות — ONT שכבה, ראוטר שנתקע — ולא בזכוכית עצמה. שנית, מפצל משותף אומר שבשעות העומס הקצב יכול לרדת מעט, אבל לשיחות זה כמעט אף פעם לא מורגש. ושלישית, כשמזמינים התקנה, כדאי להיות במקום ולהגיד לטכנאי איפה בדיוק תרצו את הקופסה: הוא מסיים את הסיב במקום אחד, והזזה אחר כך היא עבודה חדשה.

עוד כמה תחנות בדרך: מהמעבדה ועד לרחוב שלכם

בין הניסוי הראשון לבין הסיב בקיר המשרד עברו כמה אבני דרך שכדאי להכיר. ב-1977 הופעלו לראשונה שיחות טלפון אמיתיות של מנויים על סיב אופטי, בשתי ערים בארצות הברית כמעט במקביל. בשנות השמונים עבר העולם מסיב רב-אופני לסיב חד-אופני למרחקים ארוכים, וקווים בין ערים החלו להיבנות רק מסיבים. בסוף שנות השמונים פותח המגבר האופטי, שמגביר את האור עצמו בלי להמיר אותו לחשמל — וזה מה שאיפשר בהמשך להעביר עשרות ערוצים בצבעים שונים על סיב אחד, ואת הזינוק בקיבולת של האינטרנט בשנות התשעים.

החיבור לבתים ולעסקים קטנים הגיע מאוחר יותר, כי הקטע האחרון הוא היקר ביותר: חפירה, פירים, אישורים של כל בניין. במדינות המזרח הרחוק הוא נפרס בהיקף רחב כבר בעשור הראשון של שנות האלפיים; בישראל הפריסה הנרחבת לבתים ולמשרדים היא עניין של השנים האחרונות, ועדיין יש רחובות ובניינים שממתינים.

טיפים מהשטח וטעויות שחוזרות

• ONT שהוא גם ראוטר, ועוד ראוטר אחריו. כשספק מתקין ממיר שמנתב בעצמו, ומחברים אחריו את הראוטר של המשרד, נוצר תרגום כתובות כפול. הטלפונים עובדים, אבל שמע חד-כיווני וניתוקים הופכים לתקלה חוזרת. מבקשים מהספק להעביר את הממיר למצב "גשר" (Bridge), או משתמשים בו כראוטר היחיד.
• כבל הסיב על הרצפה. הכבל הצהוב או הלבן הדק שבין הקופסה בקיר ל-ONT הוא סיב לכל דבר. כיסא שעובר עליו פעם ביום מספיק. מצמידים אותו לקיר או מכניסים אותו לתעלה.
• לנקות מחבר בנשיפה. מחבר אופטי שנפתח אוסף אבק, ואבק על קצה הסיב הוא כמו כתם על עדשה. לא נושפים, לא מנגבים בחולצה; סוגרים את המכסה ומזמינים טכנאי עם כלי ניקוי.
• נורית ה-LOS. ברוב הממירים יש נורית בשם LOS (Loss of Signal). כשהיא אדומה, אין אור בסיב — התקלה בצד הספק או בכבל, ואין טעם לאתחל את הראוטר עשר פעמים. כשהיא כבויה והאינטרנט לא עובד, הבעיה אצלכם.
• לשמור את מספר היציאה במפצל. הטכנאי רושם באיזו יציאה של המפצל אתם. הפרט הזה, יחד עם מספר הלקוח, מקצר שיחת תמיכה ארוכה.

ועוד הרגל טוב: אחרי ההתקנה, לצלם את הקופסה, את ה-ONT ואת נוריותיו במצב תקין, ולשמור את התמונה יחד עם שאר מסמכי ארון התקשורת. ביום שמשהו לא עובד, מי שעומד מול הארון יידע מיד מה השתנה.