Moderní aplikace kladou stále větší požadavky na přenosovou kapacitu. S rozvojem multimediálních služeb, přenosu videa i audia v reálném čase a zálohování dat výrazně narostla potřeba šířky pásma v komunikačních sítích. Optické přenosy jsou přitom bezkonkurenční s ohledem na kapacitu a spolehlivost. Optická vlákna sdružená do optických kabelů nabízejí nesrovnatelnou přenosovou kapacitu, řádově až terabity za sekundu. Kapacita v kombinaci s vysokou rychlostí je mimořádně zajímavá pro kritické aplikace (on-line bankovní transakce, rezervační systémy apod.) potřebující rychlou odezvu v běžném provozu a také obnovu po případném výpadku sítě. Spolehlivost (měřená např. chybovostí) je u optiky ve srovnání s metalickými nebo bezdrátovými sítěmi hned o několik řádů lepší. Výhodou optické infrastruktury je i jednoduchost síťové architektury, vysoká životnost optického kabelu i jeho odolnost vůči elektrickému rušení, atmosférickým vlivům nebo korozi. To současně znamená nižší náklady na údržbu samotné infrastruktury optické sítě. Kromě toho je optický kabel odolný proti nežádoucímu odposlechu, takže i z hlediska tolik hlídané bezpečnosti je velmi výhodný. Rozdíly v počátečních nákladech na optické kabely ve srovnání s metalickým vedením už také nejsou tak propastné, jako tomu bylo před deseti lety. Podstatnou část nákladů však netvoří jen samotná kabeláž, ale instalace a související povolení na pokládku kabelů. A to může být nepříjemné u budování nové infrastruktury uvnitř starších budov, a zejména mimo budovy.



Různorodost optických sítí
Optika dnes tvoří značnou část infrastruktury páteřních a metropolitních komunikačních sítí. V rámci postupné modernizace telekomunikačních sítí se ovšem dostává stále blíže k samotnému uživateli. Telekomunikační sítě se obecně skládají z několika částí, které se liší zejména kapacitou a mírou zabezpečení proti výpadku pro zajištění maximální dostupnosti a spolehlivosti, což se odráží i ve struktuře použitých optických sítí: přístupová síť (poslední míle veřejné sítě) propojuje koncové uživatele k PoP (point of presence) poskytovatele; metropolitní síť (distribuční síť) se stará o provoz mezi přístupovou a páteřní sítí; páteřní síť je přenosová síť, jejímž úkolem je starat se o spolehlivý a dostupný přenos na velkou vzdálenost. Dálkové trasy a globální přenosové sítě s dosahem stovek až tisíců kilometrů jsou dnes již vesměs založené na optické infrastruktuře, a přestože už nestoupá poptávka po jejich kapacitě takovým tempem, jako před několika lety, dochází k jejich saturaci a musí se modernizovat. Modernizace probíhá směrem od sítí typu SDH (synchronous digital hierarchy) v Evropě a její obdoby SONET (synchronous optical network) ve Spojených státech k systémům s vlnovým dělením (WDM, wavelength division multiplexing). WDM dovoluje v jediném vlákně ještě znásobit kapacitu počtem použitých vlnových délek. Každá z vlnových délek totiž poskytuje šířku pásma dříve poskytovanou celým jedním optickým vláknem a přitom může přenášet uživatelský provoz o různé rychlosti (typicky 2,5 či 10 Gbit/s) a v různém formátu (SDH, ethernet apod.), a tak se zvyšuje nejen kapacita optického vlákna, ale i využitelnost pro různé služby. Bez WDM může jedno vlákno podporovat pouze jediný kanál SONET/SDH nebo gigabitového ethernetu. Největší rozvoj dnes ale zažívají především metropolitní sítě, které mají střední dosah, typicky do desítek (výjimečně stovek) kilometrů. V metropolitních sítích se buď buduje zbrusu nová infrastruktura již založená na WDM nebo se modernizují původní optické sítě SONET/SDH na podporu metropolitního ethernetu. Jak se optika blíží ke koncovým uživatelům, roste také tlak na budování optických přípojek, obecně označovaných jako FTTP (fiber to the premises).

Lokální optické sítě
V lokálních sítích (LAN) se dnes z 95 % uplatňuje populární ethernet. Zatímco v původní 10 Mbit/s variantě či desetkrát rychlejším fast ethernetu se optika uplatňovala jen zřídkakdy, v gigabitových variantách LAN je optika nasazována již velice často. Poslední verze ethernetu o rychlosti 10 Gbit/s byla navržena jako alternativa pro připojení k rychlým optickým sítím, takže přesahuje lokální působnost a nabízí koncový přenos i přes metropolitní a rozlehlou síť, jedním protokolem, s minimální režií (žádná konverze protokolů na cestě). Uplatnění ethernetu v metropolitních a přístupových sítích pomáhá odstranit zbytečnou složitost a neefektivnost propojení různých typů protokolů. V současnosti se v sítích kombinují tři až čtyři typy sítí, např. ethernet na straně uživatele, DSL v místní smyčce a SONET/SDH v přenosové optické síti. Režie spojená s propojením a potřebným převodem mezi těmito sítěmi může zredukovat kapacitu sítě až o polovinu. Desetigigabitový ethernet po optice tak znamená největší možnosti uplatnění ethernetu v telekomunikačních sítích s ohledem na nákladovost, rychlost a vzdálenosti. Optický ethernet je vhodný zejména pro datové přenosy mezi pobočkami nacházejícími se v metropolitní oblasti. Navíc má výhodu v jednoduchosti konfigurace síťových zařízení, protože správci sítí i mnozí uživatelé ethernet velice dobře znají.

Rozvoj optických sítí
Jednu z nejmodernějších optických sítí na světě lze nalézt u nás: reprezentuje ji CESNET2 (Czech Education and Scientific NETwork), národní síť pro výzkum a vzdělávání (NREN, national research and education network). Síť slouží nejen jako výkonná komunikační infrastruktura k vývoji a ověřování nových síťových technologií před jejich nasazením v sítích komerčních, ale také jako provozní síť propojuje vědecké a výzkumné instituce, univerzity, knihovny a další organizace, jejichž činnost zahrnuje vzdělávání a výzkum. Síť je v neustálém vývoji směrem k vyšším kapacitám (páteřní okruhy podporují rychlosti v řádu Gbit/s) i spolehlivosti a současně k vyšší efektivnosti (snižování pořizovacích nákladů díky využití pronajatých temných vláken). Mezi špičková řešení i ve srovnání se světem patří minimalizace použití zesilovačů na optických trasách nebo obousměrné přenosy po jednom vlákně. Síť CESNET2 slouží všem připojeným institucím pro rozvoj jejich vlastních aplikací, např. přenos objemných lékařských obrazových dat nebo videokonferenční přenosy. Pro vlastní ověřování optických prvků a technologií se používá experimentální síť nazvaná CzechLight, která je součástí mezinárodní experimentální síťové iniciativy GLIF (Global Lambda Integrated Facility). Výzkum v těchto sítích se zaměřuje nejen na optickou infrastrukturu samotnou, ale také na její využití pro nejrůznější aplikace a služby, od distribuovaných výpočtů pomocí tzv. gridu až po IP telefonii, multimediální aplikace či e-learning.

Závěr
Optická infrastruktura se z možnosti pomalu stává nutností, protože požadavky na kapacitu a spolehlivost se nijak nezmenšují, spíše naopak, a tento trend bude zřejmě pokračovat i v budoucnu. Optické sítě dnes tvoří podstatnou část veřejné komunikační infrastruktury, ale velice rychle se dostaly i do podnikových páteřních i lokálních sítí. Dnes je možné efektivně navázat optickou lokální síť na metropolitní síť pro komunikaci, realizaci podnikání, ale také pro ukládání a zálohování dat. Výzkum a vývoj v oblasti optické komunikace postupuje stále kupředu, s cílem nasazení celooptických systémů, které budou dosahovat maximálních přenosových rychlostí při minimálních ztrátách, včetně režie. Je potěšující, že naši specialisté nejen přispívají k vývoji nových optických technologií a prvků, ale současně nové přístupy testují a ověřují v celonárodní provozní optické síti.