Miben különbözik az optikai kommunikáció a többitől. Száloptikai kommunikációs vonalak

A száloptikai vonalak az információ továbbítására szolgálnak az optikai tartományban. A Szovjet Információs Iroda szerint a 80-as évek végén az optikai vezetékek használatának növekedési üteme 40% volt. Az Unió szakértői azt feltételezték, hogy egyes országok teljesen elhagyják a rézmagot. A kongresszus a 12. ötéves tervhez a kommunikációs vonalak volumenének 25%-os növelését rendelte el. A szintén száloptika fejlesztésére tervezett tizenharmadik a Szovjetunió összeomlását jelentette, megjelentek az első cellás operátorok. A szakképzett munkaerő iránti kereslet növekedésére vonatkozó szakértői előrejelzés egyébként meghiúsult ...

Működési elve

Mi az oka a nagyfrekvenciás jelek szárnyaló népszerűségének? A modern tankönyvek a jelregenerálás igényének csökkenését, a költségeket és a csatornakapacitás növekedését említik. A szovjet mérnökök másként érvelve rájöttek: rézkábel, páncél, képernyő a világ réztermelésének 50%-át, 25%-át pedig ólom adja. Egy nem kellően ismert tény volt a fő oka Nikola Tesla szponzorainak, a Wardencliff-torony projektjének elhagyásának (a nevet a földet adományozó mecénás neve adta). Egy ismert szerb tudós vezeték nélkül akart információt és energiát továbbítani, amitől sok helyi rézkohó tulajdonos megijedt. 80 évvel később a kép drámaian megváltozott: az emberek felismerték, hogy meg kell menteni a színesfémeket.

A szál ... üvegből készül. Közönséges szilikát, tisztességes mennyiségű, a tulajdonságokat módosító polimerrel ízesítve. A szovjet tankönyveket az új technológia népszerűségének megjelölt okai mellett:

1. A jelek alacsony csillapítása, ami a regenerálási igény csökkenésének volt az oka.
2. Nincs szikraképződés, ezért tűzbiztonság, nulla robbanásveszély.
3. Rövidzárlat lehetetlensége, karbantartási igény csökkenése.
4. Érzéketlen az elektromágneses interferenciára.
5. Kis súly, viszonylag kis méretek.

Kezdetben üvegszálas vonalaknak kellett volna egyesíteniük a főbb autópályákat: városok, elővárosok, automata telefonközpontok között. A Szovjetunió szakértői a kábelforradalmat a szilárdtest-elektronika megjelenéséhez hasonlónak nevezték. A technológia fejlődése lehetővé tette olyan hálózatok kiépítését, amelyek mentesek a szivárgó áramoktól, az áthallástól. Egy száz kilométer hosszú szakaszon mentesek a jelregenerálás aktív módszerei. Az egymódusú kábel tekercse általában 12 km, a többmódusú - 4 km. Az utolsó mérföldet gyakran réz borítja. A szolgáltatók hozzászoktak ahhoz, hogy végoldalakat rendeljenek hozzá az egyes felhasználókhoz. Nincsenek nagy sebességek, az adó-vevők olcsók, az eszköz egyidejű áramellátásának képessége, a lineáris módok egyszerű használata.

Adó

A félvezető LED-ek, beleértve a szilárdtestlézereket is, tipikus sugárformálók. A tipikus pn átmenet által kibocsátott jel spektrumszélessége 30-60 nm. Az első szilárdtest-készülékek hatásfoka alig 1% volt. A csatlakoztatott LED-ek alapja gyakran az indium-gallium-arzén-foszfor szerkezet. A készülékek alacsonyabb frekvenciájú (1,3 μm) kibocsátásával jelentős spektrumszórást biztosítanak. A keletkező eltérés erősen korlátozza a bitsebességet (10-100 Mbps). Ezért a LED-ek alkalmasak helyi hálózati erőforrások kiépítésére (távolság 2-3 km).

A frekvenciaosztásos multiplexelést többfrekvenciás diódák végzik. Napjainkban a tökéletlen félvezető szerkezeteket aktívan felváltják függőlegesen kibocsátó lézerek, amelyek jelentősen javítják a spektrális jellemzőket. sebesség növelése. Egy rendelési ár. A stimulált emissziós technológia sokkal nagyobb teljesítményt (több száz mW) hoz. A koherens sugárzás az egymódusú vonalak 50%-os hatékonyságát biztosítja. A kromatikus diszperzió hatása csökken, ami lehetővé teszi a bitsebesség növelését.

A töltésrekombináció rövid ideje megkönnyíti a sugárzás modulálását a tápáram magas frekvenciájával. A függőlegesek mellett használatosak:

1. Visszacsatoló lézerek.
2. Fabry-Perot rezonátorok.

A nagy távolságú kommunikációs vonalak nagy bitrátái külső modulátorok használatával érhetők el: elektro-abszorpciós, Mach-Zehnder interferométerek. A külső rendszerek szükségtelenné teszik a tápfeszültség csipogását. A diszkrét jel levágott spektruma továbbadódik. Ezenkívül más vivőkódolási technikákat fejlesztettek ki:

• Kvadratúra fáziseltolásos kulcsozás.
• Ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés.
• Amplitúdó kvadratúra moduláció.

Az eljárást digitális jelfeldolgozók végzik. A régi technikák csak a lineáris komponenst kompenzálták. Berenger a modulátort a Wien sorozatban, a DAC-t és az erősítőt a csonka, időfüggetlen Volterra sorozatban modellezte. Khana emellett egy polinomiális adómodell használatát javasolja. Minden alkalommal, amikor a sorozategyütthatókat közvetett tanulási architektúra segítségével találjuk meg. A Dutel sok gyakori variációt rögzített. A fáziskeresztkorrelációs és kvadratúra mezők szimulálják a szinkronizációs rendszerek tökéletlenségeit. A nem lineáris hatásokat ugyanúgy kompenzáljuk.

Vevők

A fotodetektor végzi a fordított fény-elektromos átalakítást. A szilárdtest vevőkészülékek oroszlánrésze indium-gallium-arzén szerkezetet használ. Néha vannak pin-photodiodes, lavina. A fém-félvezető-fém szerkezetek ideálisak regenerátorok, rövidhullámú multiplexerek beépítésére. Az optoelektromos átalakítókat gyakran kiegészítik transzimpedancia-erősítőkkel, amelyek digitális jelet állítanak elő. Ezután gyakorolja a szinkronimpulzusok helyreállítását fáziszárt hurokfrekvenciával.

Üveg fényáteresztés: történelem

A troposzférikus kommunikációt lehetővé tevő fénytörés jelenségét a tanulók nem szeretik. Bonyolult képletek, érdektelen példák megölik a tanuló tudásszeretetét. A fénykalauz ötlete a távoli 1840-es években született meg: Daniel Colladon, Jacques Babinet (Párizs) csábító, vizuális kísérletekkel igyekeztek saját előadásaikat díszíteni. A középkori Európában a tanárok szegényes pénzt kerestek, így a pénzhordozó diákok jelentős beáramlása örvendetesnek tűnt. Az előadók bármilyen módon csábították a hallgatóságot. Egy bizonyos John Tyndall 12 évvel később élt az ötlettel, jóval később könyvet adott ki (1870), az optika törvényeit mérlegelve:

• A fény áthalad a levegő-víz határfelületen, megfigyelhető a sugár fénytörése a merőlegeshez képest. Ha a nyaláb és az ortogonális vonal érintkezési szöge meghaladja a 48 fokot, a fotonok leállnak elhagyni a folyadékot. Az energia teljesen visszaverődik. A határértéket a közeg határszögének nevezzük. A víz hőmérséklete 48 fok 27 perc, szilikát üveg esetében 38 fok 41 perc, gyémánt 23 fok 42 perc.

A 19. század eredete Szentpétervárról Varsóba hozta az 1200 km hosszú fénytávíró vonalat. Az üzenetet az üzemeltetők 40 km-enként újragenerálták. Az üzenet több órán keresztül ment, az időjárás és a látási viszonyok közbeszóltak. A rádiókommunikáció megjelenése kiszorította a régi módszereket. Az első optikai vonalak a 19. század végére nyúlnak vissza. Az újdonság tetszett ... az orvosoknak! A hajlított üvegszál lehetővé tette az emberi test bármely üregének megvilágítását. A történészek a következő ütemtervet javasolják az események alakulására:

Henry Saint-René ötletét az Újvilág (1920-as évek) telepesei folytatták, akik a televíziózást akarták fejleszteni. Clarence Hansell, John Logie Baird úttörő. Tíz évvel később (1930) Heinrich Lamm orvostanhallgató bebizonyította a képek üvegvezetőkkel történő átvitelének lehetőségét. A tudáskereső úgy döntött, hogy megvizsgálja a test belsejét. A képminőség sántított, a brit szabadalom megszerzésére irányuló kísérlet kudarcot vallott.

A rostok születése

Függetlenül holland tudós, Abraham van Heel, brit Harold Hopkins, Narinder Singh Kapani találta fel a rostot (1954). Az első érdeme abban az ötletben, hogy a központi vénát átlátszó héjjal fedjék le, amelynek alacsony törésmutatója volt (levegőhöz közel). A felületi karcvédelem nagymértékben javította az átviteli minőséget (a feltalálók kortársai a szálas vezetékek használatának fő akadályát a nagy veszteségben látták). A britek is jelentős mértékben hozzájárultak, összegyűjtöttek egy 10 000 szálból álló köteget, és 75 cm távolságra továbbították a képet. A Nature folyóiratot (1954) a „Rugalmas fibroszkóp statikus szkennelés segítségével” felirat díszítette.

Ez érdekes! Narinder Singh Kapani megalkotta a száloptika kifejezést az American Science-ben (1960).

1956 elhozta a világnak egy új rugalmas gasztroszkópot, amelyet Basil Hirchowitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (University of Michigan) készítettek. Az újdonság különlegessége volt a szálak üveghüvelye. Elias Snitzer (1961) nyilvánosságra hozta az egymódusú optikai szál létrehozásának ötletét. Olyan vékony, hogy az interferenciamintából csak egy folt fért bele. Az ötlet segített az orvosoknak megvizsgálni egy (élő) ember belsejét. A veszteség 1 dB/m volt. A kommunikációs igények sokkal tovább bővültek. 10-20 dB / km küszöböt kellett elérni.

1964 vízválasztó évnek számít: Dr. Kao létfontosságú specifikációt adott ki, amely bemutatja a távolsági kommunikáció elméleti alapjait. A dokumentum széles körben felhasználta a fenti ábrát. A tudós bebizonyította: a legmagasabb tisztaságú pohár segít csökkenteni a veszteségeket. Manfred Börner német fizikus (1965) (Telefunken Research Labs, Ulm) bemutatta az első működőképes távközlési vonalat. A NASA újdonságok segítségével azonnal továbbította a holdfelvételeket a földszinten (a fejleményeket besorolták). Néhány évvel később (1970) a Corning Glass három alkalmazottja (lásd a téma elején) szabadalmat nyújtott be, amely megvalósítja a szilícium-oxid olvasztásának technológiai ciklusát. Az iroda három éve értékeli a szöveget. Az új mag 65 000-szeresére növelte a csatorna sávszélességét a rézkábelhez képest. Dr. Cao csapata azonnal megpróbált jelentős távolságot megtenni.

Ez érdekes! 45 évvel később (2009) Kao fizikai Nobel-díjat kapott.

Katonai számítógépek (1975) Az amerikai légvédelem (NORAD részleg, Cheyenne-hegység) új kommunikációt kapott. Az optikai internet már régen megjelent, a személyi számítógépek előtt! Két évvel később egy 1,5 mérföldes telefonvonal tesztpróbái (Chicagó külvárosa) sikeresen közvetítettek 672 hangcsatornát. Az üvegfúvók fáradhatatlanul dolgoztak: az 1980-as évek elején bevezették a 4 dB/km-es szálakat. A szilícium-oxidot egy másik félvezető, a germánium váltotta fel.

A kiváló minőségű kábel gyártósora 2 m/s sebességgel készült. A Chemie Thomas Mensah kifejlesztett egy technológiát, amely hússzorosára növelte a megadott határértéket. Az újdonság végre olcsóbb lett, mint egy rézkábel. A többit fentebb vázoljuk: felpörgött az új technológia bevezetése. Az átjátszó távolság 70-150 km volt. Az Erbium-ionnal adalékolt szálas erősítő drasztikusan csökkentette a vonalak építésének költségeit. A tizenharmadik ötéves terv ideje 25 millió kilométernyi üvegszálas hálózatot hozott a bolygóra.

A fejlődésnek új lendületet adott a fotonikus kristályok feltalálása. Az első kereskedelmi modellek 2000-ben jelentek meg. A szerkezetek periodicitása lehetővé tette a teljesítmény jelentős növelését, a szálkialakítást rugalmasan a frekvenciakövetéshez igazították. 2012-ben a Nippon Telegraph and Telephone Company 1 petabit/s sebességet ért el 50 km-en túl egyetlen szállal.

Hadiipar

Az amerikai hadiipar felvonulásának a Monmouth Message-ben megjelent története megbízhatóan ismert. 1958-ban Fort Monmouth kábelvezetője (az Egyesült Államok hadseregének Signal Corps Labs-ja) beszámolt a villámlás és a csapadék veszélyeiről. A hivatalos Sam Dee Vit kutatót megzavarta, és arra kérte, találjon helyette a zöldülő rézt. A válaszban szerepelt egy javaslat az üveg, szál, fényjelzések kipróbálására. Uncle Sam mérnökei azonban akkoriban tehetetlenek voltak a probléma megoldásában.

1959 forró szeptemberében Di Vita megkérdezte Richard Sturzebacher másodrangú hadnagyot, hogy ismeri-e az optikai jel továbbítására képes üveg képletét. A válasz a szilícium-oxiddal kapcsolatos információkat tartalmazott – egy mintát az Alfred Egyetemen. Az anyagok törésmutatóját mikroszkóppal mérve Richardnak megfájdult a feje. 60-70% üvegpor szabadon átereszti a sugárzó fényt, irritálja a szemet. Szem előtt tartva a legtisztább üveg megszerzésének szükségességét, Sturzebacher a modern gyártási technikákat tanulmányozta a szilícium-klorid IV felhasználásával. Di Vita megfelelőnek találta az anyagot, úgy döntött, hogy a kormányra bízza a Corning üvegfúvókkal való tárgyalásokat.

A tisztviselő nagyon jól ismerte a dolgozókat, de úgy döntött, nyilvánosságra hozza az esetet, hogy az üzem állami szerződést kapjon. 1961 és 1962 között a tiszta szilícium-oxid használatának gondolata átkerült a kutatólaboratóriumokba. A szövetségi juttatások körülbelül 1 millió dollárt tettek ki (1963-1970). A program (1985) egy több milliárd dolláros száloptikai kábelipar kifejlesztésével ért véget, amely gyorsan felváltotta a rezet. Di Vita 97 évet élt (halálának éve – 2010) továbbra is az iparban tanácsadóként dolgozott.

Kábelek fajtái

A kábelt a következők alkotják:

1. Mag.
2. Héj.
3. Védőborítás.

A szál megvalósítja a jel teljes visszaverését. Az első két komponens anyaga hagyományosan üveg. Néha olcsó helyettesítőt találnak - polimert. Az optikai kábeleket fúzióval kombinálják. A mag igazítása bizonyos készségeket igényel. Az 50 mikronnál vastagabb multimódusú kábelek könnyebben forraszthatók. A két globális változat a modok számában különbözik:

• A multimódus vastag maggal van felszerelve (több mint 50 mikron).
• A Singlemode sokkal vékonyabb (kevesebb, mint 10 mikron).

Paradoxon: a kisebb kábel hosszú távú kommunikációt biztosít. A négymagos transzatlanti költsége 300 millió dollár. A mag fényálló polimerrel van bevonva. A New Scientist folyóirat (2013) közzétette a Southamptoni Egyetem tudományos csoportjának kísérleteit, amelyek 310 méteres hatótávolságot fedtek le ... hullámvezetővel! A passzív dielektromos elem 77,3 Tbit / s sebességet mutatott. Az üreges cső falait fotonikus kristály alkotja. Az információáramlás 99,7%-os fénysebességgel mozgott.

Fotonikus kristályszál

Az új típusú kábeleket csőkészlet alkotja, a konfiguráció egy lekerekített méhsejtre emlékeztet. A fotonikus kristályok természetes gyöngyházhoz hasonlítanak, periodikus konformációkat alkotva, amelyek törésmutatója különbözik. Az ilyen csövek belsejében bizonyos hullámhosszok csillapításra kerülnek. A kábel a sávszélességet mutatja, a Bragg-törésen átmenő nyaláb visszaverődik. A tiltott zónák jelenléte miatt a koherens jel a szál mentén mozog.

Bevezetés

A kommunikáció fontos szerepet játszik mai világunkban. És ha korábban rézkábeleket és -vezetékeket használtak az információátvitelre, most eljött az optikai technológiák és a száloptikai kábelek ideje. Most, amikor telefonálunk a világ másik felére (például Oroszországból Amerikába), vagy letöltjük kedvenc dallamunkat az internetről, amely valahol Ausztráliában található egy weboldalon, nem is gondolunk arra, hogyan sikerül. ez. És ez az optikai kábelek használatának köszönhetően történik. Az emberek összekapcsolásához, egymáshoz vagy a kívánt információforráshoz való közelebb hozásához kontinensek összekapcsolása szükséges. Jelenleg a kontinensek közötti információcsere főként tenger alatti optikai kábeleken keresztül történik. Jelenleg száloptikai kábeleket fektetnek a Csendes-óceán és az Atlanti-óceán fenekén, és szinte az egész világ "összegabalyodik" szálas kommunikációs rendszerek hálózatába (Laser Mag.-1993.-№3; Laser Focus World.- 1992.-28., 12. szám; Telecom mag. 1993. No. 25; AEU: J. Asia Electron. Union. 1992. No. 5). Az Atlanti-óceánon túli európai országokat üvegszálas vezetékek kötik össze Amerikával. USA, a Hawaii-szigeteken és Guam szigetén keresztül - Japánnal, Új-Zélanddal és Ausztráliával. Száloptikai kommunikációs vonal köti össze Japánt és Koreát az orosz Távol-Kelettel. Nyugaton Oroszország az európai országokkal, Petersburg - Kingisepp - Dániával és Szentpétervár - Viborg - Finnországgal, délen pedig az ázsiai Novorossiysk - Törökországgal kapcsolódik. Ugyanakkor az internet az üvegszálas kommunikációs vonalak fejlesztésének fő hajtóereje.

Az optikai hálózatok kétségtelenül az egyik legígéretesebb kommunikációs terület. Az optikai csatornák áteresztőképessége nagyságrendekkel nagyobb, mint a rézkábel alapú információs vezetékeké.

Az optikai szálat tekintik a legfejlettebb médiumnak a nagy információáramlás nagy távolságokra történő továbbítására. Kvarcból készül, amely szilícium-dioxid alapú, amely a rézzel ellentétben elterjedt és olcsó anyag. Az optikai szál nagyon kompakt és könnyű, átmérője mindössze 100 mikron.

Ezenkívül az optikai szál immunis az elektromágneses mezőkre, ami enyhíti a réz kommunikációs rendszerek tipikus problémáit. Az optikai hálózatok kisebb veszteséggel képesek jelet nagy távolságra továbbítani. Annak ellenére, hogy ez a technológia még mindig drága, az optikai alkatrészek ára folyamatosan csökken, miközben a rézvezetékek képességei megközelítik határértékeiket, és egyre több költséget igényelnek ennek az iránynak a továbbfejlesztése.

Számomra úgy tűnik, hogy a száloptikai kommunikációs vonalak témája jelenleg aktuális, ígéretes és érdekes megfontolásra. Ezért választottam a tanulmányaimhoz, és úgy gondolom, hogy a jövő a FOCL-é.

1. Teremtéstörténet

A száloptika, bár széles körben használt és népszerű kommunikációs eszköz, maga a technológia egyszerű és régóta fejlett. Daniel Colladon és Jacques Babinet 1840-ben bemutatta a fénysugár irányának törés általi megváltoztatásának kísérletét. A technológia gyakorlati alkalmazását csak a XX.

Az 1920-as években Clarence Hasnell és John Berd kísérletezők bebizonyították, hogy képesek a képeket optikai csöveken keresztül továbbítani.

Az optikai szálak 1970-es feltalálása a Corning szakemberei által az optikai szál technológia fejlődésének történetében fordulópontnak számít. A fejlesztőknek sikerült olyan vezetőt létrehozniuk, amely egy kilométeres távolságban képes megtartani az optikai jel teljesítményének legalább egy százalékát. Ez mai mércével mérve meglehetősen szerény teljesítmény, de akkor, közel 40 évvel ezelőtt ez szükséges feltétel volt egy új típusú vezetékes kommunikáció kialakításához.

E Az első nagyszabású kísérletek az FDDI szabvány megjelenésével kapcsolatban. Ezek az első generációs hálózatok még mindig működnek.

E A száloptika tömeges használata olcsóbb alkatrészek gyártásával jár együtt. Az optikai hálózatok növekedési üteme robbanásszerű.

E Az információátviteli sebesség növekedése, a hullámhosszosztásos multiplexelési technológiák (WDM, DWDM) megjelenése / Új típusú szálak.

2. Száloptikai kommunikációs vonalak, mint fogalom

1 Optikai szál és típusai

A száloptikai kommunikációs vonal (FOCL) egyfajta átviteli rendszer, amelyben az információ továbbítása optikai szálként ismert optikai dielektromos hullámvezetőkön keresztül történik. Szóval mi ez?

Az optikai szál egy rendkívül vékony, magnak nevezett üveghenger, amelyet burkolatnak nevezett üvegréteg borít (1. ábra), amelynek törésmutatója eltér a magétól. Egy szálat ezeknek a régióknak az átmérője jellemez – például az 50/125 olyan szálat jelent, amelynek magátmérője 50 µm és a külső burkolat átmérője 125 µm.

1. ábra Szálszerkezet

A fény a szálmag mentén terjed a mag-burkolat határfelületén bekövetkező egymást követő teljes belső visszaverődések következtében; viselkedése sok tekintetben hasonlít a csőbe eséshez, amelynek falait tükörréteg borítja. A hagyományos tükröktől eltérően azonban, amelyekben a visszaverődés meglehetősen nem hatékony, a teljes belső visszaverődés lényegében közel áll az ideálishoz - ez az alapvető különbség köztük, amely lehetővé teszi, hogy a fény minimális veszteséggel, nagy távolságra terjedjen a szál mentén.

Az így készült szálat ((2. ábra) a)) lépcsőzetes törésmutatónak és többmódusú szálnak nevezzük, mert a fénysugár terjedésének számos lehetséges útja vagy módja van.

Az üzemmódok sokfélesége impulzusdiszperziót (szélesítést) eredményez, mivel minden üzemmód más utat jár be a szálban, és ezért a különböző módok eltérő átviteli késleltetéssel rendelkeznek a szál egyik végétől a másikig. Ennek a jelenségnek az eredménye egy adott szálhosszon hatékonyan továbbítható maximális frekvencia korlátozása – akár a frekvencia, akár a szálhossz határértékeken túli növekedése lényegében az egymást követő impulzusok összeolvadásához vezet, lehetetlenné téve a különbséget tenni közöttük. Egy tipikus többmódusú optikai szálnál ez a határ hozzávetőlegesen 15 MHz km, ami azt jelenti, hogy pl. 5 MHz sávszélességű videojel maximum 3 km távolságra (5 MHz x 3 km = 15 MHz km) továbbítható. Ha a jelet nagyobb távolságra próbálják továbbítani, az a magas frekvenciák fokozatos elvesztését eredményezi.

2. ábra Optikai szálak típusai

Sok alkalmazásnál ez a szám elfogadhatatlanul magas, és szélesebb sávszélességű üvegszálas kialakítást kerestek. Az egyik módja a szál átmérőjének nagyon kicsire csökkentése (8-9 mikron), így csak egy mód válik lehetővé. Az egymódusú szálak ((2. ábra) b)) nagyon hatékonyan csökkentik a diszperziót, és az így létrejövő sávszélesség - sok GHz km - ideálissá teszi nyilvános telefon- és távíróhálózatokhoz (PTT) és kábeltelevízióhoz. hálózatok. Sajnos egy ilyen kis átmérőjű szálhoz nagy teljesítményű, precíziósan igazított, és ezért viszonylag drága lézerdióda-sugárzót kell használni, ami csökkenti a vonzerejét számos alkalmazásnál, amelyek a vetített vonal rövid hosszával kapcsolatosak.

Ideális esetben olyan szálra van szükség, amelynek sávszélessége megegyezik az egymódusú száléval, de átmérője hasonló a többmódusú optikai száléhoz, hogy az olcsó LED-adókat lehessen használni. Ezeket a követelményeket bizonyos mértékig kielégíti a törésmutató gradiens változásával rendelkező többmódusú szál ((2. ábra) c)). Ez egy többmódusú szálra hasonlít, amelynek törésmutatója lépcsőzetesen változik, amit fentebb említettünk, de magjának törésmutatója inhomogén - a középső maximális értékről simán változik a perifériás alacsonyabb értékre. Ennek két következménye van. Először is, a fény enyhén kanyargós úton halad, másodszor, ami még fontosabb, a terjedési késleltetés különbségei a különböző módok között minimálisak. Ennek az az oka, hogy a magas módusok, amelyek nagyobb szögben lépnek be a szálba, és hosszabb utat tesznek meg, valójában gyorsabban terjednek, ahogy eltávolodnak a középponttól abba a tartományba, ahol a törésmutató csökken, és általában gyorsabban mozognak, mint az alacsonyabb rendűek. módok, amelyek az izzószál tengelye közelében maradnak, a magas törésmutatójú tartományban. A sebesség növekedése csak kompenzálja a nagyobb megtett távolságot.

A gradiens indexű multimódusú szálak nem ideálisak, de még mindig elég jó sávszélességet mutatnak. Ezért a legtöbb rövid és közepes hosszúságú vonalnál előnyösebb ezt a típusú szálat választani. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a sávszélesség ritkán számít figyelembe veendő paraméternek.

Ez azonban nem igaz az elhalványulásra. Az optikai jelet minden szálban csillapítja a fényforrás, az adó hullámhosszától függő ütemben (3. ábra). Mint korábban említettük, három hullámhosszon az optikai szál csillapítása általában minimális – 850, 1310 és 1550 nm. Ezeket átlátszó ablakoknak nevezzük. A többmódusú rendszerekben a 850 nm-es ablak az első és leggyakrabban használt (legalacsonyabb költség). Ezen a hullámhosszon a jó minőségű gradiens multimódusú szál 3 dB / km nagyságrendű csillapítást mutat, ami lehetővé teszi a kommunikáció megvalósítását zárt hurkú TV-rendszerben 3 km-nél nagyobb távolságban.

3. ábra A csillapítás hullámhossztól való függése

1310 nm-es hullámhosszon ugyanaz a szál még kisebb csillapítást mutat - 0,7 dB / km, ami lehetővé teszi a kommunikációs tartomány arányos növekedését körülbelül 12 km-re. Az 1310 nm az egymódusú száloptikai rendszerek első működési ablaka is, körülbelül 0,5 dB / km csillapítással, amely lézerdióda adókkal kombinálva 50 km-nél hosszabb kommunikációs vonalak létrehozását teszi lehetővé. A második átlátszósági ablak - 1550 nm - még hosszabb kommunikációs vonalak létrehozására szolgál (az üvegszál csillapítása kevesebb, mint 0,2 dB / km).

2 Az EQA osztályozása

Az optikai kábel már régóta létezik, és még a korai 10 Mbps Ethernet szabványok is támogatták. Az első a FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), a következő pedig a 10BaseF nevet kapta.

Ma a világon több tucat cég gyárt optikai kábeleket különféle célokra. Közülük a leghíresebbek: AT&T, General Cable Company (USA); Siecor (Németország); BICC-kábel (Egyesült Királyság); Les cables de Lion (Franciaország); Nokia (Finnország); NTT, Sumitomo (Japán), Pirelli (Olaszország).

A FOC gyártásánál meghatározó paraméterek az üzemi feltételek és a kommunikációs vonal áteresztőképessége. Az üzemi feltételek szerint a kábelek két fő csoportra oszthatók (4. ábra)

A létesítményen belüli épületek épületeken és építményeken belüli elhelyezésére szolgálnak. Kompaktak, könnyűek, és általában rövid a belmagasságuk.

A fővonalakat kábelkommunikáció kutakba, talajba, távvezetékek mentén történő támasztékokra, víz alatti fektetésére tervezték. Ezek a kábelek védve vannak a külső hatásokkal szemben, és építési hossza meghaladja a két kilométert.

A kommunikációs vonalak nagy áteresztőképességének biztosítása érdekében a FOC-okat kis számú (legfeljebb 8) alacsony csillapítású egymódusú szálból állítják elő, az elosztóhálózatok kábelei pedig akár 144 szálat is tartalmazhatnak, egymódusúak és többmódusúak is, attól függően a hálózati szegmensek közötti távolságok.

4. ábra Az EQA osztályozása

3 A száloptikai jelátvitel előnyei és hátrányai

3.1 A FOCL előnyei

Számos alkalmazásnál a száloptikát előnyben részesítik számos előny miatt.

Alacsony átviteli veszteség. Az alacsony veszteségű száloptikai kábelek lehetővé teszik a képjelek nagy távolságra történő átvitelét útvonalerősítők vagy átjátszók használata nélkül. Ez különösen hasznos a távolsági átviteli rendszerek esetében - például autópálya vagy vasúti felügyeleti rendszereknél, ahol nem ritka a 20 km átjátszómentes szakasz.

Szélessávú jelátvitel. Az optikai szál széles átviteli sávszélessége lehetővé teszi a kiváló minőségű videó, hang és digitális adatok egyidejű átvitelét egyetlen optikai kábelen keresztül.

Az interferenciával és az interferenciával szembeni immunitás. Az optikai kábel teljes érzéketlensége a külső elektromos zajra és interferenciára biztosítja a rendszerek stabil működését olyan esetekben is, amikor a telepítők nem fordítottak kellő figyelmet a közeli elektromos hálózatok elhelyezkedésére stb.

Elektromos szigetelés. Az optikai kábel elektromos vezetőképességének hiánya azt jelenti, hogy a földpotenciál változásaival kapcsolatos problémák, például az erőművekben vagy a vasutaknál, megszűntek. Ez a tulajdonság kiküszöböli a villámlökések stb. okozta berendezéskárosodás kockázatát is.

Könnyű és kompakt kábelek. Az optikai szálak és az optikai kábelek rendkívül kis méretei új életet adnak a zsúfolt kábelcsatornáknak. Például egyetlen koaxiális kábel annyi helyet foglal el, mint 24 optikai kábel, amelyek mindegyike feltehetően 64 videocsatornát és 128 audio- vagy videojelet képes szállítani egyszerre.

Időtlen kommunikációs vonal. A kábelek helyett a végberendezések egyszerű cseréjével az optikai hálózatok bővíthetők, hogy több információt hordozzanak. Másrészt a hálózat egy része, vagy akár a teljes hálózata teljesen más feladatra is használható, például a helyi hálózat és a zárt hurkú tévérendszer egy kábelben történő egyesítésére.

Robbanás- és tűzvédelem. A szikraképződés hiánya miatt az optikai szál növeli a hálózat biztonságát a vegyi, olajfinomítókban, a magas kockázatú technológiai folyamatok kiszolgálása során.

A FOCL jövedelmezősége. A szál szilícium-dioxid alapú szilícium-dioxidból készül, amely széles körben elterjedt és ezért olcsó anyag, ellentétben a rézzel.

Hosszú élettartam. A rostok idővel lebomlanak. Ez azt jelenti, hogy a lefektetett kábel csillapítása fokozatosan növekszik. Az optikai szálak előállítására szolgáló modern technológiák tökéletesedése miatt azonban ez a folyamat jelentősen lelassul, és az FOC élettartama körülbelül 25 év. Ez idő alatt az adóvevő rendszerek több generációja/szabványa megváltozhat.

3.2 A FOCL hátrányai

A telepítés nagy bonyolultsága. Magasan képzett személyzet és speciális szerszámok. Ezért az optikai kábelt leggyakrabban különböző hosszúságú előre kivágott darabok formájában árusítják, amelyek mindkét végén már fel vannak szerelve a kívánt típusú csatlakozók. Az optikai kábel használatához speciális optikai vevőkre és adókra van szükség, amelyek a fényjeleket elektromos jelekké alakítják, és fordítva.

Az optikai kábel kevésbé tartós és rugalmas, mint az elektromos kábel. A tipikus hajlítási sugarak 10-20 cm körüliek, kisebb hajlítási sugaraknál a középső szál eltörhet.

Az optikai kábel érzékeny az ionizáló sugárzásra, ami csökkenti az üvegszál átlátszóságát, azaz növeli a jel csillapítását.

3. A FOCL elektronikai alkatrészei. Az információátadás elve

A legáltalánosabb formában a száloptikai kommunikációs rendszerek információátvitelének elvét a (5. ábra) segítségével magyarázhatjuk.

5. ábra Az információátvitel elve üvegszálas kommunikációs rendszerekben

1 Adók száloptikához

A száloptikai adó legfontosabb eleme a fényforrás (általában félvezető lézer vagy LED (6. ábra)). Mindkettő ugyanazt a célt szolgálja - mikroszkopikus fénysugár létrehozása, amely nagy hatékonysággal vezethető be a szálba, és nagy frekvencián modulálható (változtatott intenzitású). A lézerek nagyobb sugárintenzitást biztosítanak, mint a LED-ek, és magasabb modulációs frekvenciákat tesznek lehetővé; ezért gyakran használják hosszú távú szélessávú vonalakhoz, például távközléshez vagy kábeltévéhez. Másrészt a LED-ek olcsóbbak és tartósabbak, és a legtöbb kis- és közepes méretű rendszerhez is megfelelőek.

6. ábra Optikai sugárzás optikai szálba juttatásának módszerei

A száloptikai adót funkcionális rendeltetésén (vagyis milyen jelet kell továbbítania) kívül még két fontos paraméter jellemzi, amelyek meghatározzák a tulajdonságait. Az egyik az optikai kimeneti teljesítménye (intenzitása). A második a kibocsátott fény hullámhossza (vagy színe). Általában ezek 850, 1310 vagy 1550 nm, az egybeesés feltételéből választott értékek az ún. „Átlátszó ablakok” az optikai szálas anyagok átviteli jellemzőiben.

3.2 Száloptikai vevők

A száloptikai vevőkészülékek megoldják azt a létfontosságú problémát, hogy érzékelik a szál végéről kibocsátott rendkívül gyenge optikai sugárzást, és minimális torzítással és zajjal erősítik fel a vett elektromos jelet a szükséges szintre. A vevő által a kimenő jel elfogadható minőségének biztosításához szükséges minimális sugárzási szintet érzékenységnek nevezzük; a vevő érzékenysége és az adó kimeneti teljesítménye közötti különbség határozza meg a maximálisan megengedhető rendszerveszteséget dB-ben. A legtöbb LED-es jeladóval rendelkező CCTV megfigyelőrendszer esetében a jellemző érték 10-15 dB. Ideális esetben a vevőnek akkor kell jól működnie, ha a bemeneti jel széles tartományban változik, mivel általában nem lehet előre megjósolni, hogy pontosan mekkora lesz a csillapítás a kommunikációs vonalban (azaz a vonal hossza, a csatlakozások száma, stb.). Sok egyszerű vevőkialakítás manuális erősítésszabályozást használ a telepítés során a kívánt kimeneti szint eléréséhez. Ez nem kívánatos, mivel elkerülhetetlenek a vonalcsillapítás mértékének öregedés vagy hőmérséklet-változások stb. okozta változásai, ami megköveteli az erősítés időszakos beállítását. Minden üvegszálas vevőegység automatikus erősítésszabályozást használ, amely figyeli a bemeneti optikai jel átlagos szintjét, és ennek megfelelően módosítja a vevő erősítését. Nincs szükség kézi beállításra sem a telepítés, sem az üzemeltetés során.

optikai szálas kommunikációs kábel

4. A száloptikai kommunikációs vonalak köre

A száloptikai kommunikációs vonalak (FOCL) lehetővé teszik az analóg és digitális jelek nagy távolságra történő átvitelét. Rövidebb, jobban kezelhető távolságokon is használják őket, például épületeken belül. Növekszik az internetezők száma – és rohamosan építjük az új adatfeldolgozó központokat (DPC), amelyek összekapcsolására üvegszálat használnak. Valójában a 10 Gbit / s sebességű jelek továbbításakor a költségek hasonlóak a "réz" vonalakéhoz, de az optika sokkal kevesebb energiát fogyaszt. Évek óta küzdenek egymással a szál és a réz hívei az elsőbbségért a vállalati hálózatokban. Elvesztegetett idő!

Valóban, az optika felhasználási területei egyre szélesebbek, elsősorban a rézzel szembeni fenti előnyök miatt. A száloptikai berendezéseket széles körben használják egészségügyi intézményekben, például helyi videojelek kapcsolására a műtőkben. Az optikai jeleknek semmi közük az elektromossághoz, ami ideális a betegbiztonság szempontjából.

A száloptikás technológiákat a katonaság is előnyben részesíti, mivel a továbbított adatok kívülről nehezen, sőt egyáltalán nem olvashatók. A száloptikás kommunikációs vonalak magas fokú védelmet biztosítanak a bizalmas információk számára, lehetővé téve a tömörítetlen adatok, például a nagy felbontású grafikák és videók pixel pontosságú átvitelét. Az optika minden kulcsfontosságú területre behatolt – felügyeleti rendszerekbe, diszpécser- és helyzetközpontokba az extrém működési feltételekkel rendelkező területeken.

A berendezések költségének csökkentése lehetővé tette az optikai technológiák alkalmazását a hagyományosan rézterületeken - a nagy ipari vállalatoknál az automatizált folyamatvezérlő rendszerek (APCS) megszervezésére, az energiaszektorban, a biztonsági és videó megfigyelő rendszerekben. A nagy információáramlás nagy távolságra történő továbbításának képessége ideálissá teszi az optikát az ipar szinte minden területén, ahol a kábelvonalak hossza elérheti a több kilométert is. Ha a csavart érpárnál a távolság 450 méter, akkor az optika és a 30 km nem a határ.

A száloptikás kommunikációs vonalak alkalmazásának példájaként szeretnék ismertetni egy zárt hurkú videó megfigyelő biztonsági rendszert egy tipikus erőműben. Ez a téma különösen aktuális és keresletté vált a közelmúltban, miután az Orosz Föderáció kormánya elfogadta a terrorizmus elleni küzdelemről szóló rendeletet és a védendő létfontosságú tárgyak listáját.

5. Száloptikai TV megfigyelő rendszerek

A rendszerfejlesztési folyamat általában két összetevőből áll:

Az átviteli útvonal megfelelő aktív összetevőinek kiválasztása a szükséges funkció(k), a rendelkezésre álló vagy kínált szálak típusa és száma, valamint a maximális átviteli távolság alapján.

Passzív üvegszálas infrastruktúra tervezése, beleértve a fővezeték-típusokat és specifikációkat, a csatlakozódobozokat, a száloptikai paneleket.

1 A videó megfigyelő átviteli útvonal összetevői

Először is, milyen alkatrészekre van szükség ahhoz, hogy megfeleljenek a rendszer specifikációinak?

Fix kamerarendszerek – Ezek a rendszerek rendkívül egyszerűek, és általában egy miniatűr száloptikai adóból és egy moduláris vagy rack-be szerelhető vevőből állnak. A jeladó gyakran elég kicsi ahhoz, hogy közvetlenül a kameraházba szerelhető legyen, és koaxiális bajonett csatlakozóval, „ST” optikai csatlakozóval és kisfeszültségű tápegység (tipikusan 12V DC vagy AC) csatlakozókkal van felszerelve. Egy tipikus erőmű felügyeleti rendszere több tucat ilyen kamerából áll, amelyek jelei a központi vezérlőterembe kerülnek, ilyenkor a vevőegységek egy rack-be vannak szerelve egy szabványos 19 hüvelykes 3U kártyára, közös tápellátással. kínálat.

A PTZ eszközökkel ellátott vezérelt kamerákon alapuló rendszerek - az ilyen rendszerek bonyolultabbak, mivel egy további csatorna szükséges a kameravezérlő jelek továbbításához. Általánosságban elmondható, hogy az ilyen kamerákhoz kétféle távirányító rendszer létezik: a távirányító jeleinek egyirányú átvitelét igénylik (a központi állomástól a kamerákig), illetve kétirányú átvitelt igényelnek. Egyre népszerűbbek a kétirányú átviteli rendszerek, mivel lehetővé teszik, hogy minden kamera visszaigazolást kapjon az egyes vezérlőjelek vételéről, ezáltal nagyobb pontosságot és megbízhatóságot biztosítanak a vezérlésben. Mindegyik csoporton belül számos interfész-követelmény létezik, beleértve az RS232-t, RS422-t és RS485-öt. Más rendszerek nem használnak digitális interfészt, hanem hangjelzések sorozataként továbbítják az adatokat egy analóg csatornán, hasonlóan a kétfrekvenciás tone tárcsázáshoz a telefonálásban.

6. ábra A PTZ eszköz távvezérlésére szolgáló jelek átvitele egy szálon keresztül

Ezek a rendszerek mindegyike működhet optikai kábelekkel a megfelelő berendezéssel. Normál körülmények között az optikai jelek egyidejű, ellentétes irányú átvitele egy szál mentén nem kívánatos, mivel a szálon belüli diffúz visszaverődések miatt kölcsönös interferencia lép fel. Zárt láncú TV-rendszerekben ez az effektus zajt kelt a képben, amikor a kamera vezérlőit aktiválják.

A kölcsönös interferenciát nem okozó, egyetlen szálon keresztüli kétirányú átvitel eléréséhez szükséges, hogy a szál különböző végein lévő adók különböző hullámhosszokon működjenek, például 850 nm-en, illetve 1300 nm-en (6. ábra). ). A szál mindkét végéhez egy hullámhosszosztásos multiplexer (WDM) csatoló van csatlakoztatva, amely biztosítja, hogy minden vevő csak a megfelelő hullámhosszúságú (például 850 nm) fényt kapja a szál másik végén lévő adótól. A közeli távadó nem kívánt visszaverődése a „rossz” tartományba esik (azaz 1300 nm), és ennek megfelelően elutasításra kerül.

További jellemzők - bár a fix kamera vagy a PTZ kamera választása kielégíti a legtöbb zárt láncú TV megfigyelőrendszer követelményeit, számos olyan rendszer létezik, amely további funkciókat igényel, például hanginformáció továbbítása általános értesítéshez, kiegészítő üzenetek a fogyasztónak vagy kaputelefon kommunikáció távoli postával ... Másrészt az érzékelők érintkezői, amelyek tűz vagy idegenek megjelenése esetén működésbe lépnek, az integrált biztonsági rendszer részét képezhetik. Mindezek a jelek továbbíthatók optikai szálon keresztül – akár ugyanazon, akár a hálózaton keresztül.

2 Videó multiplexelés

Egyetlen egymódusú optikai szálon legfeljebb 64 video- és 128 audio- vagy digitális adatjel multiplexelhető, többmódusú optikai szálon pedig valamivel kevesebb. Ebben az összefüggésben a multiplexelés a teljes képernyős videojelek egyidejű, valós időben történő továbbítását jelenti, nem pedig az alacsony képkockás vagy osztott képernyős megjelenítést, amelyet gyakran emlegetnek.

A sok jel és további információ több optikai szálon keresztüli továbbításának képessége nagyon értékes, különösen a CCTV megfigyelőrendszerek esetében nagy távolságokon, például autópályákon vagy vasutaknál, ahol gyakran létfontosságú az optikai kábelek számának minimalizálása. Más alkalmazásoknál, rövidebb távolságokkal és erősen szórt kamerákkal, az előnyök kevésbé nyilvánvalóak, és mindenekelőtt meg kell fontolni, hogy minden videojelhez külön optikai vezetéket használjunk. A multiplexelés megválasztása meglehetősen bonyolult, és csak az összes szempont mérlegelése után szabad meghozni, beleértve a rendszer topológiáját, az általános költségeket és nem utolsósorban a hálózati hibatűrést.

3 Kábel infrastruktúra

Az átviteli útra vonatkozó követelmények meghatározása után kialakul a kábelszálas optikai hálózat infrastruktúrája, amely nemcsak magát a kábelt tartalmazza, hanem az összes segédkomponenst is - csatlakozódobozok, kábelhosszabbító panelek, bypass kábelek.

Az első feladat az optikai szálak számának és típusának megválasztásának helyességének megerősítése, amelyet az útvonal összetevőinek kiválasztásának szakaszában határoztak meg. Ha a rendszer nem túl hosszú (azaz nem hosszabb körülbelül 10 km-nél), és nem jár videojelek multiplex átvitelével, akkor valószínűleg a legjobb választás egy 50/125 mikronos vagy 62,5 / 125 mikronos multimódusú szál gradienssel. törésmutató. Hagyományosan a zárt láncú TV-rendszerekhez 50/125 mikron szálat választanak, a helyi számítógépes hálózatok esetében pedig - 62,5 / 125 mikron. Mindenesetre mindegyik alkalmas ezen feladatok mindegyikére, és általában a legtöbb országban mindkét célra 62,5 / 125 µm-es szálat használnak.

A szükséges szálak száma a kamerák száma és egymáshoz viszonyított helyzete alapján határozható meg, valamint attól függően, hogy egyirányú vagy kétirányú távirányítót vagy multiplexelést használnak. A csövek óta. A külső csatornákban elvezetendő kábeleket általában vagy alumínium szalaggal (száraz üreges csövek) vagy vízlepergető töltőanyaggal (géllel töltött kábelek) szigetelik. Tűzvédelmi kábel.

Sok rövid távú CCTV rendszer csillagkonfigurációval rendelkezik, ahol minden kamerától egyetlen kábel fut a vezérlőteremig. Az ilyen rendszerek esetében az optimális kábeltervezés két szálat tartalmaz - a videóátvitelhez és a távirányítóhoz. Ez a konfiguráció 100%-os mozgásteret biztosít a kábel számára, mivel szükség esetén a videó és a távirányító jelei is továbbíthatók ugyanazon a szálon. Az elágazóbb hálózatok számára előnyös lehet a fordított ág és fa topológia használata (7. ábra). Ezekben a hálózatokban egy kéteres száloptikai kábel fut minden kamerától egy helyi "elosztóhoz", ahol egyetlen többvezetékes kábelt alkotnak. Maga a hub nem sokkal bonyolultabb, mint egy hagyományos, minden időjáráshoz használható csatlakozódoboz, és gyakran kombinálható valamelyik kamera berendezésházával.

A költségnövekedés egy meglévő kábelhez száloptikai vonalakkal való kiegészítéskor elhanyagolható, különösen, ha a kapcsolódó közművesítés költségeihez viszonyítjuk, komolyan kell venni a kapacitástartalékos kábelek telepítésének lehetőségét.

A száloptikai árokkábelek acélhuzal-erősítést tartalmazhatnak. Ideális esetben minden kábelt alacsony füstkibocsátású égésgátló anyagokból kell készíteni, hogy megfeleljenek a helyi előírásoknak, és külső kábelcsatornákba vagy közvetlenül árokba történő beépítésre szolgálnak, általában üreges csőből, amely egy vagy több szálban 2-24 szálat tartalmaz.

7. ábra Száloptikai fa topológia

A vezérlőteremben a bemeneti optikai kábel általában az interfészdobozhoz érkezik, egy 19"-os rack-be szerelve, minden szálnak saját egyedi "ST" csatlakozója van. Az összes telepítési munka elvégzéséhez nincs szükség különleges készségekre, kivéve egy az optikai szál gondos kezelésének (például ne hajlítsa meg a 10 szálátmérőnél kisebb sugarú szálat) és az általános higiénia (azaz tisztaság) szükségességét.

4
Optikai veszteség költségvetése

Furcsának tűnhet, hogy az optikai veszteség költségvetését a fejlesztési folyamat ilyen késői szakaszában számítják ki, de valójában csak a kábelezési infrastruktúra teljes körű meghatározása után számítható ki bármilyen pontossággal. A számítás célja a legrosszabb (általában a leghosszabb) jelútra vonatkozó veszteség meghatározása, és annak biztosítása, hogy az átviteli útra választott berendezés ésszerű tartalékkal illeszkedjen a kapott határok közé.

A számítás meglehetősen egyszerű, és az útvonal összes összetevője decibelben kifejezett veszteségének szokásos összegzéséből áll, beleértve a kábel csillapítását (dB / km x hossz km-ben), valamint mindkét csatlakozót és az ízületek veszteségét. A legnagyobb kihívás egyszerűen a szükséges veszteségadatok kinyerése a gyártó dokumentációjából.

A kapott eredménytől függően előfordulhat, hogy az átviteli útvonalhoz kiválasztott berendezést újra kell értékelni az elfogadható veszteségek biztosítása érdekében. Szükséges lehet például javított optikai paraméterekkel rendelkező berendezések rendelése, és ha ilyen berendezés nem áll rendelkezésre, megfontolandó a hosszabb hullámhosszú átlátszó ablakra való átállás, ahol kisebb a veszteség.

5 A rendszer tesztelése és üzembe helyezése

A legtöbb üvegszálas telepítő optikai vizsgálati eredményeket biztosít az üzembe helyezett üvegszálas hálózathoz. Minimálisan tartalmazniuk kell a végpontok közötti optikai energiaátviteli méréseket minden egyes szálra – ez egyenértékű a folytonossági ellenőrzéssel egy hagyományos rézhálózat elektromos jelmultiplexerekkel. Ezeket az eredményeket vonalvesztésként dB-ben jelentik, és közvetlenül összehasonlíthatók az átviteli útvonalhoz kiválasztott berendezés műszaki adataival. Általában normálisnak tekinthető a minimális 3 dB veszteséghatár (a hardver ígért mínusz a mért érték) a száloptikai vonalakban, különösen az adókban előforduló elkerülhetetlen öregedési folyamatokra.

Következtetés

A szakértők gyakran azon a véleményen vannak, hogy a száloptikai megoldások sokkal drágábbak, mint a réz megoldások. Munkám utolsó részében szeretném összefoglalni a fent elmondottakat, és megpróbálom kideríteni, hogy ez így van-e vagy sem, összehasonlítva a 3M Volution cég optikai megoldásait egy tipikus 6. kategóriás árnyékolt rendszerrel, amely a legközelebbi multimódusú optika

Egy tipikus rendszer költségének hozzávetőleges számítása magában foglalta egy 24 portos patch panel portjának árát (előfizetőnként), az előfizetői és patch kábeleket, egy előfizetői modult, valamint egy vízszintes kábel 100 méterenkénti költségét ( lásd 1. táblázat).

1. táblázat A 6. kategóriás „réz” és az optika SCS előfizetői portjának költségének kiszámítása

Ez az egyszerű számítás azt mutatta, hogy egy száloptikai megoldás költsége mindössze 35%-kal több, mint egy 6. kategóriás csavart érpáros megoldásé, így az optika hatalmas költségéről szóló pletykák némileg eltúlzottak. Ezenkívül a fő optikai alkatrészek költsége ma összehasonlítható vagy még alacsonyabb, mint a 6. kategóriába tartozó árnyékolt rendszereké, de sajnos a kész optikai patch és az előfizetői vezetékek még mindig többszörösen drágábbak, mint a réz analógok. Ha azonban valamilyen oknál fogva az előfizetői csatornák hossza a vízszintes alrendszerben meghaladja a 100 m-t, egyszerűen nincs alternatívája az optikának.

Ugyanakkor az optikai szál alacsony csillapítása és a különféle elektromágneses interferenciákkal szembeni „immunitása” ideális megoldássá teszi a mai és a jövő kábelrendszerei számára.

A gerinc- és vízszintes kábelezéshez üvegszálat is használó strukturált kábelezési rendszerek számos jelentős előnyt kínálnak az ügyfeleknek: rugalmasabb szerkezet, kisebb épületterület, nagyobb biztonság és jobb kezelhetőség.

Az optikai szálak munkahelyi használata lehetővé teszi a jövőben az új hálózati protokollokra való átállást, mint például a Gigabit és a 10 Gigabit Ethernet minimális költségek mellett. Ez a száloptikai technológia számos közelmúltbeli fejlesztésének köszönhetően lehetséges: többmódusú szál jobb optikai teljesítménnyel és sávszélességgel; kis méretű optikai csatlakozók, amelyek kisebb alapterületet és kevesebb telepítést igényelnek; A függőleges üreges sík lézerdiódák nagy távolságú adatátvitelt biztosítanak alacsony költséggel.

Az optikai kábelezési megoldások széles választéka biztosítja a zökkenőmentes, költséghatékony átmenetet a rézről a teljesen optikai strukturált kábelezésre.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. Guk M. Hardveres helyi hálózatok / M. Guk - SPb: "Peter" kiadó, 2000.-572s.

Megoldások távközlési és távközlési szolgáltatók számára

Energia. Villamosmérnök. Kapcsolat.

Optikai kábelek

Rodina O.V. Száloptikai kommunikációs vonalak / O.V. Szülőföld - M .: Forró vonal, 2009.-400c.

A modern világban a kommunikáció iránti igény folyamatosan nő. A fogyasztók egyre magasabb átviteli sebességet, a kommunikáció és a sugárzott tartalom minőségét (például a digitális televíziózás minőségét) keresik. A szolgáltatóknak - a vezetékes internetet, vezeték nélküli internetet (Wi-Fi), IP-telefont, digitális televíziózást nyújtó cégeknek - ki kell bővíteniük kommunikációs vonalaik képességeit. Ezekről és a telekommunikáció sok más területéről tájékozódhat az rcsz-tcc.ru weboldalunkon.

A közönséges csavart érpáron alapuló csatornák korlátozzák a sebességet, amikor a kommunikációs vonalak hossza és a nagy terhelés (nagy számú előfizető) rajtuk. A megoldást a legmodernebb - optikai - vonalakban találták meg. Más módon ezeket száloptikai kommunikációs vonalaknak (FOCL) is nevezik. Mi az előnye az ilyen vonalaknak, és hogyan érhető el?

Először is egy kis történelem. Először Daniel Colladon és Jacques Babinet végeztek kísérletet a fényjel továbbítására a távoli 1840-ben. De a technológia első gyakorlati alkalmazása csak a XX. 1952-ben Narinder Singh Kapany fizikus számos olyan tanulmányt végzett, amelyek az optikai szál létrehozását ösztönözték. Narinder üvegszálakból álló köteget hozott létre, amelyek optikai hullámvezetőt képviselnek (a hullámvezető a jelek vezetőrendszere). A szál közepe alacsonyabb törésmutatóval rendelkezik, mint a burkolat. Ebben az esetben a jel teljesen áthalad a magon, és a burkolatról visszaverődik a magba. Így a héj tükörként működik. Az ilyen szálak feltalálása előtt a jel nem érte el a vonal végét. Most a probléma megoldottnak tekinthető. Corning 1970-ben felfedezett egy olyan optikai szál előállítási módszert, amely csillapításában nem volt rosszabb, mint a telefonjelek rézvezetéke, és ez fordulópontnak számít az optikai kommunikáció történetében.

Az optikai kommunikációnak számos előnye van az elektromoshoz képest... Először is, a nagyon magas átviteli frekvenciák miatti széles sávszélesség lehetővé teszi az információ több Tbit / s sebességű továbbítását. Másodszor, az alacsony jelcsillapítás lehetővé teszi akár 100 kilométeres vagy annál hosszabb autópályák építését reléállomások nélkül. Például a Transatlantic Optical Highway egyetlen átjátszó nélkül készül. Harmadszor, a FOCL ellenáll minden olyan külső interferenciának, amelyet a szomszédos rádióadók, más átviteli vonalak okozhatnak, még az időjárási viszonyoktól is, ellentétben más kábelrendszerekkel. Az egyik legfontosabb előny az információbiztonság. Lehetetlen csatlakozni egy optikai kommunikációs vonalhoz és elfogni az információkat - a vonal megsérül, és ez könnyen javítható. Mivel Az optikai szál dielektrikum, az ilyen vezetékből származó tűz valószínűsége teljesen kizárt, ami fontos a nagy tűzveszélyes vállalkozásoknál. És természetesen az üvegszálas kommunikációs vonal élettartama 25 év vagy több.

Az ilyen vonalakban az adó (az információs jel generátora) jelenleg leggyakrabban lézerek, beleértve az integrált technológiával készülteket is. A vevőegységek fényérzékelő diódák. Ezek az eszközök képezik a száloptikai kommunikációs vonalak fő hátrányát - az aktív elemek költségét. Az optikai vonalak második jelentős hátránya a magas szolgáltatási költség. Ha a szál megszakad, a helyreállítás költsége sokkal magasabb, mint a réz vagy más vezetékek megszakadásakor. Ugyanakkor a fővezetékeken törés nem megengedett (a hegesztési helyek jelentős csillapítást okoznak), ezért a nagy szakaszokat új szálra kell cserélni. A FOCL javítását csak rövid távon, kerületen vagy kisvároson belül javasoljuk.

A száloptikai technológia folyamatosan fejlődik – ez a jövő technológiája. A legfejlettebb újításokról pedig mindig olvashat az rcsz-tcc.ru weboldalon.

Száloptikai kommunikáció- optikai kábelen alapuló kommunikáció. A FOCL (fiber-optic communication line) rövidítést is széles körben használják. Az emberi tevékenység különböző területein használják, a számítástechnikai rendszerektől a nagy távolságú kommunikációs struktúrákig. Ma ez a legnépszerűbb és leghatékonyabb módja a távközlési szolgáltatások nyújtásának.

Az optikai szál egy központi fényvezetőből (magból) áll - egy másik üvegréteggel körülvett üvegszálból -, amely a magnál alacsonyabb törésmutatóval rendelkezik. A mag mentén terjedő fénysugarak nem lépik túl annak határait, visszaverődnek a héj fedőrétegéről. Az optikai szálban a fénysugarat általában félvezető vagy dióda lézer alkotja. A törésmutató eloszlásától és a mag átmérőjének nagyságától függően az optikai szálat egymódusúra és többmódusúra osztják.

Száloptika li nii communication (FOCL) - optikai kábelen alapuló rendszer, amelyet az optikai (fény) tartományban lévő információk továbbítására terveztek. A GOST 26599-85-nek megfelelően a FOCL kifejezést a FOCL (száloptikai átviteli vonal) váltotta fel, de a mindennapi gyakorlatban továbbra is a FOCL kifejezést használják, ezért ebben a cikkben ennél maradunk.

A FOCL kommunikációs vonalak (ha helyesen vannak felszerelve) az összes kábelrendszerhez képest nagyon magas megbízhatósággal, kiváló kommunikációs minőséggel, széles sávszélességgel, sokkal hosszabb hosszukkal, erősítés nélkül és közel 100%-os elektromágneses interferencia-mentességgel különböztethetők meg. A rendszer alapja száloptikai technológia- a fényt információhordozóként használják, a továbbított információ típusa (analóg vagy digitális) nem számít. A munkában elsősorban infravörös fényt használnak, az átviteli közeg üvegszál.

A FOCL hatálya

Az optikai kábelt több mint 40 éve használják kommunikációra és információátvitelre, de magas költsége miatt viszonylag nemrégiben széles körben elterjedt. A technológiák fejlesztése lehetővé tette a gyártás gazdaságosabbá tételét és a kábel költségének megfizethetőségét, műszaki jellemzői és előnyei más anyagokkal szemben pedig gyorsan megtérítik az összes felmerülő költséget.

Jelenleg, ha egy létesítményben alacsony feszültségű rendszerek együttesét használják (számítógépes hálózat, beléptető rendszer, videó megfigyelő, betörés- és tűzjelző, határvédelem, televízió stb.), nem nélkülözhető a használat száloptikai kommunikációs vonalak. Csak az optikai kábel használata teszi lehetővé mindezen rendszerek egyidejű használatát, biztosítja a megfelelő stabil működést és funkcióik teljesítését.

A FOCL-t egyre gyakrabban használják alapvető rendszerként a tervezésben és telepítésben, különösen többszintes épületeknél, hosszú épületeknél és tárgyak csoportjának kombinálásakor. Csak az optikai kábelek képesek megfelelő mennyiségű és sebességű információátvitelt biztosítani. Mindhárom alrendszer megvalósítható optikai szál alapú, a belső autópályák alrendszerében az optikai kábelek sodrott érpárú kábellel egyaránt gyakran használatosak, a külső autópályák alrendszerében pedig meghatározó szerepük van. Megkülönböztetik a kültéri és beltéri kábelekhez használható optikai kábeleket, valamint a vízszintes huzalozási kommunikációhoz, az egyes munkahelyek felszereléséhez, az épületek összekötéséhez szükséges összekötő vezetékeket.

A szálak használata a viszonylag magas költségek ellenére egyre indokoltabb és egyre inkább elterjedt.

Előnyök száloptikai kommunikációs vonalak (FOCL) a hagyományos „fém” átviteli eszközök előtt:

• Széles sávszélesség;
• Enyhe jelcsillapítás, például 10 MHz-es jel esetén 1,5 dB / km lesz, szemben az RG6 koaxiális kábel 30 dB / km-ével;
• A "földhurkok" előfordulásának lehetősége kizárt, mivel az optikai szál dielektrikum, és elektromos (galvanikus) szigetelést hoz létre a vezeték adó- és vevővége között;
• Az optikai közeg nagy megbízhatósága: az optikai szálak nem oxidálódnak, nem nedvesednek, nincsenek kitéve elektromágneses hatásoknak
• Nem okoz interferenciát a szomszédos kábelekben vagy más száloptikai kábelekben, mivel a jelhordozó könnyű, és teljesen az optikai kábelen belül marad;
• Az üvegszál abszolút érzéketlen a külső jelekre és az elektromágneses interferenciára (EMI), nem mindegy, hogy a kábel hol fut (110 V, 240 V, 10 000 V AC), vagy nagyon közel van a megawattos adóhoz. A kábeltől 1 cm-re eső villámcsapás nem okoz interferenciát, és nem befolyásolja a rendszer működését;
• Információbiztonság – az optikai szálra vonatkozó információk „pontról pontra” továbbításra kerülnek, és csak az átviteli vezeték fizikai interferenciájával lehallgathatók vagy módosíthatók
• Az optikai kábel könnyebb és kisebb - kényelmesebb és könnyebben lefektethető, mint az azonos átmérőjű elektromos kábel;
• Kábelágat nem lehet készíteni a jel minőségének romlása nélkül. A rendszer minden manipulációját azonnal észleli a vonal fogadó végén, ez különösen fontos a biztonsági rendszerek és a videó megfigyelés esetében;
• Tűz- és robbanásbiztonság a fizikai és kémiai paraméterek megváltoztatásakor

• A kábel költsége napról napra csökken, minősége és képességei kezdenek felülkerekedni az üvegszálas kommunikációs vonalakon alapuló gyengeáramúak építésének költségeivel szemben.

Nincsenek ideális és tökéletes megoldások, mint minden rendszernek, a FOCL-nek is megvannak a maga hátrányai:

• Az üvegszál ridegsége - ha a kábel erősen meg van hajlítva, a szálak eltörhetnek vagy zavarossá válhatnak a mikrorepedések előfordulása miatt. E kockázatok kiküszöbölésére és minimalizálására kábelerősítő szerkezeteket és fonatokat használnak. A kábel felszerelésekor be kell tartani a gyártó ajánlásait (ahol különösen a minimális megengedett hajlítási sugár szabványos);
• A kapcsolat összetettsége szakadás esetén - speciális eszközt és az előadó képesítését igényli;
• Magának a szálnak és a FOCL alkatrészeinek kifinomult gyártási technológiája;
• A jelátalakítás összetettsége (interfész-berendezésekben);
• Az optikai végberendezések viszonylag magas költsége. A berendezés azonban abszolút értékben drága. Az üvegszálas kommunikációs vonalak ár-sávszélesség aránya jobb, mint más rendszerek esetében;
• A sugárzás miatti elhomályosodás (azonban vannak nagy sugárzásállóságú adalékolt szálak).

A száloptikás kommunikációs rendszerek telepítése a kivitelezőtől megfelelő képzettséget igényel, mivel a kábel lezárása speciális eszközökkel, különleges pontossággal és szakértelemmel történik, az egyéb átviteli módoktól eltérően. A jelek útválasztási és kapcsolási beállításai speciális képzettséget és készségeket igényelnek, ezért ezen a területen ne takarítson meg pénzt, és ne féljen túlfizetni a szakemberek számára, a rendszerhibák és a nem megfelelő kábelszerelés következményeinek kiküszöbölése többe fog kerülni.

Az optikai kábel működési elve.

A fény segítségével történő információtovábbítás, a munka fizikai elvéről nem is beszélve, a legtöbb hétköznapi ember számára nem teljesen világos. Nem megyünk bele ebbe a témába, de megpróbáljuk elmagyarázni a szál fő működési mechanizmusát, és igazolni az ilyen magas teljesítménymutatókat.

A száloptika koncepciója a fényvisszaverődés és -törés alapvető törvényein alapul. Felépítésének köszönhetően az üvegszál képes a fénysugarakat a szálon belül tartani, és sok kilométeres jel továbbításakor megakadályozni, hogy azok „áthaladjanak a falakon”. Ráadásul nem titok, hogy a fénysebesség nagyobb.

A száloptika a teljes visszaverődés során a maximális beesési szögben bekövetkező törés hatására támaszkodik. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor egy fénysugár kilép egy sűrű közegből, és egy bizonyos szögben belép egy kevésbé sűrű közegbe. Például képzeljünk el egy teljesen mozdulatlan vízfelületet. A megfigyelő a víz alól néz, és megváltoztatja a látószöget. Egy bizonyos pillanatban a látószög olyanná válik, hogy a megfigyelő nem láthatja a víz felszíne feletti tárgyakat. Ezt a szöget teljes visszaverődés szögének nevezzük. Ebben a szögben a megfigyelő csak a víz alatti tárgyakat látja, úgy tűnik, hogy tükörbe néz.

A FOCL kábel belső magja nagyobb törésmutatóval rendelkezik, mint a köpeny, és a teljes visszaverődés hatása következik be. Emiatt a belső vénán áthaladó fénysugár nem lépheti túl a határait.

Többféle optikai kábel létezik:

• Lépcsőzetes profilnál - tipikus, legolcsóbb lehetőség, a fény eloszlása ​​"lépcsős", és a bemeneti impulzus deformációja következik be, amelyet a fénysugarak különböző pályáinak hossza okoz.
• Sima profilú "multimode" - a fénysugarak megközelítőleg azonos sebességű "hullámokkal" terjednek, útjaik hossza kiegyensúlyozott, ez lehetővé teszi az impulzus jellemzőinek javítását;
• Az egymódusú üvegszál a legdrágább megoldás, lehetővé teszi a gerendák egyenes vonalú húzását, az impulzusátviteli jellemzők szinte hibátlanokká válnak.

Az optikai kábel továbbra is többe kerül, mint más anyagok, telepítése és lezárása nehezebb, szakképzett kivitelezőket igényel, de ezeknek a technológiáknak a fejlődése mögött kétségtelenül az információátvitel jövője áll, és ez a folyamat visszafordíthatatlan.

A FOCL aktív és passzív komponenseket tartalmaz. Az optikai kábel adó végén egy LED vagy lézerdióda található, ezek sugárzását az adó jel modulálja. Ami a videó megfigyelést illeti, ez videojel lesz, a digitális jelek átvitelénél a logika megmarad. Az átvitel során az infravörös dióda fényerejét modulálják, és a jelingadozásoknak megfelelően pulzál. Az optikai jel vételéhez és elektromos jellé alakításához általában egy fotodetektort helyeznek el a vevő oldalon.

Az aktív komponensek közé tartoznak a multiplexerek, regenerátorok, erősítők, lézerek, fotodiódák és modulátorok.

Multiplexer- több jelet egyesít egybe, így egy száloptikai kábel több valós idejű jel egyidejű továbbítására is használható. Ezek az eszközök nélkülözhetetlenek olyan rendszerekben, amelyekben nincs elegendő vagy korlátozott számú kábel.

A multiplexereknek többféle típusa van, műszaki jellemzőikben, funkcióikban és alkalmazási területükben különböznek egymástól:

• spektrális felosztás (WDM) - a legegyszerűbb és legolcsóbb eszköz, amely optikai jeleket továbbít egy kábelen keresztül egy vagy több különböző hullámhosszon működő forrásból;
• frekvenciamoduláció és frekvencia multiplexelés (FM-FDM) - az eszközök meglehetősen immunisak a zajra és a torzításra, jó tulajdonságokkal és átlagos bonyolultságú áramkörökkel, 4,8 és 16 csatornával rendelkeznek, optimálisak a videó megfigyeléshez.
• Amplitúdó moduláció részlegesen elnyomott oldalsávval (AVSB-FDM) - kiváló minőségű optoelektronikával akár 80 csatornát is továbbíthatnak, optimális az előfizetői televíziózáshoz, de drága a videó megfigyeléshez;
• Impulzuskód moduláció (PCM - FDM) - egy drága eszköz, teljesen digitális, amelyet digitális videó és videó megfigyelés terjesztésére használnak;

A gyakorlatban gyakran alkalmazzák e módszerek kombinációit. A regenerátor egy olyan eszköz, amely visszaállítja az optikai impulzus alakját, amely a szál mentén terjedve torzul. A regenerátorok lehetnek tisztán optikai vagy elektromosak, amelyek az optikai jelet elektromossá alakítják, visszaállítják, majd visszaállítják optikaivá.

Erősítő- a jelteljesítményt a szükséges feszültségszintre erősíti, lehet optikai és elektromos, optikai-elektronikai és elektro-optikai jelátalakítást végez.

LED-ek és lézerek- monokróm koherens optikai sugárzás forrása (a kábel fénye). A közvetlen modulációval rendelkező rendszerekben egyidejűleg modulátorként is funkcionál, amely az elektromos jelet optikai jellé alakítja át.

Fotódetektor(Fotodióda) - Olyan eszköz, amely az optikai kábel másik végén jelet vesz, és optoelektronikus jelátalakítást végez.

Modulátor- optikai hullámot moduláló eszköz, amely az elektromos jel törvénye szerint információt hordoz. A legtöbb rendszerben a lézer látja el ezt a funkciót, de az indirekt modulációs rendszerekben külön eszközöket használnak erre.

A FOCL passzív összetevői a következők:

Optikai kábel – jelátviteli közegként szolgál. A kábel külső burkolata különféle anyagokból készülhet: polivinil-klorid, polietilén, polipropilén, teflon és egyéb anyagok. Az optikai kábel különböző típusú páncélzattal és speciális védőrétegekkel rendelkezhet (például kis üvegtűk a rágcsálók elleni védelem érdekében). Tervezés szerint lehet:

Optikai csatoló- két vagy több optikai kábel csatlakoztatására szolgáló eszköz.

Optikai kereszt- optikai kábel lezárására és aktív berendezés csatlakoztatására szolgáló eszköz.

Tapadások- szálak állandó vagy félig állandó összeillesztésére tervezték;

Csatlakozók- a kábel visszacsatlakoztatása vagy leválasztása;

Csapok- olyan eszközök, amelyek több szál optikai erejét egybe osztják el;

Kapcsolók- optikai jeleket kézi vagy elektronikus vezérlésű újraelosztó eszközök

Üvegszálas kommunikációs vonalak szerelése, jellemzői és sorrendje.

Az üvegszál nagyon erős, de törékeny anyag, bár védőhéjának köszönhetően szinte elektromosan kezelhető. A kábel telepítésekor azonban meg kell felelnie a gyártók követelményeinek:

• "Maximális szakítóerő" és "maximális törési erő" newtonban kifejezve (körülbelül 1000 N vagy 1 kN). Az optikai kábelben a fő feszültség a teherhordó szerkezetre (erősített műanyag, acél, kevlár vagy ezek kombinációja) esik. Minden konstrukciótípusnak megvannak a saját egyedi jellemzői és védelmi foka, ha a feszültség meghaladja az előírt szintet, akkor az optikai szál megsérülhet.
• "Minimális hajlítási sugár" - simábbá tegye a kanyarokat, kerülje az éles kanyarokat.
• "Mechanikai szilárdság", N / m-ben (newton / méter) van kifejezve - a kábel védelme a fizikai igénybevétellel szemben (ráléphet vagy akár el is üthet szállítás. kis érintkezési felület.

Az optikai kábelt általában fadobra feltekerve szállítják, erős műanyag védőréteggel vagy facsíkokkal a kerületükön. A kábel külső rétegei a legsérülékenyebbek, ezért a szerelés során emlékezni kell a dob súlyára, védeni kell az ütésektől, leesésektől, és a tárolás során biztonsági intézkedéseket kell tenni. A dobokat legjobb vízszintesen tárolni, ha mégis függőlegesen fekszenek, akkor a széleik (peremük) érintkezzenek.

Az optikai kábel telepítésének eljárása és jellemzői:

1. A szerelés megkezdése előtt meg kell vizsgálni a dobokat a kábellel, hogy nincsenek-e rajta sérülések, horpadások, karcolások. Bármilyen gyanú esetén jobb, ha azonnal félretesszük a kábelt további részletes vizsgálat vagy elutasítás céljából. A szál folytonosságát biztosító rövid darabok (kevesebb, mint 2 km) bármilyen zseblámpával ellenőrizhető az átvitel. Az infravörös átvitelhez használt szálkábel ugyanolyan jól átereszti a közönséges fényt.
2. Ezután tanulmányozza át az útvonalat a lehetséges problémák (éles sarkok, eldugult kábelcsatornák stb.) szempontjából, ha vannak, módosítsa az útvonalat a kockázatok minimalizálása érdekében.
3. A kábelt úgy ossza el az útvonal mentén, hogy az erősítők csatlakozási és csatlakozási pontjai hozzáférhetőek legyenek, de védve legyenek a kedvezőtlen tényezőktől. Fontos, hogy a jövőbeni csatlakozások helyein elegendő kábelkészlet álljon rendelkezésre. A szabad kábelvégeket vízálló kupakkal kell védeni. A csöveket a hajlítási igénybevétel és az elhaladó forgalom okozta károk minimalizálására használják. A kábel egy része a kábelvezeték mindkét végén marad, hossza a tervezett konfigurációtól függ).
4. A kábel föld alatti lefektetésekor a helyi terhelési pontokon is védve van a sérülésektől, mint például az inhomogén visszatöltőanyaggal való érintkezés, az árok egyenetlenségei. Ehhez az árokban lévő kábelt 50-150 cm-es homokrétegre kell lefektetni, és 50-150 cm-es homokréteggel kell lefedni. Figyelembe kell venni, hogy a kábel sérülése azonnal és működés közben is bekövetkezhet (a kábel visszatöltése után), például állandó nyomás hatására egy tisztítatlan kő fokozatosan átnyomhatja a kábelt. A már eltemetett kábel diagnosztikájával, keresésével és megsértésének kiküszöbölésével kapcsolatos munka sokkal többe fog kerülni, mint a pontosság és az óvintézkedések betartása a telepítés során. Az árok mélysége a talaj típusától és a várható felszíni terheléstől függ. Kemény kőzetben 30 cm, lágyban vagy út alatt 1 m. Az ajánlott mélység 40-60 cm, homokos alomvastagság 10-30 cm.
5. Leggyakrabban a kábelt árokba vagy tálcába helyezik közvetlenül a dobból. Nagyon hosszú sorok beépítésekor a dob a járműre kerül, a gép előrehaladtával a kábelt a helyére fektetik, kapkodás nélkül, manuálisan állítják be a dob letekerésének ütemét és sorrendjét.
6. A kábel tálcába fektetésekor a legfontosabb, hogy ne lépjük túl a kritikus hajlítási sugarat és a mechanikai igénybevételt. A kábelt egy síkban kell elhelyezni, ne hozzon létre koncentrált terhelési pontokat, kerülje az éles sarkokat az útvonalon, a nyomást és a kereszteződést más kábelekkel és útvonalakkal, ne hajlítsa meg a kábelt.
7. Az optikai kábel kábelcsatornákon keresztül történő húzása hasonló a hagyományos kábelek húzásához, de ne alkalmazzon túlzott fizikai erőfeszítést, és ne sértse meg a gyártó előírásait. A bilincstartók használatakor ne feledje, hogy a terhelést nem a kábel külső köpenyére, hanem a teherhordó szerkezetre kell helyezni. A súrlódás csökkentése érdekében talkumpor vagy polisztirol granulátum használható, egyéb kenőanyagok használatáról a gyártóval kell egyeztetni.
8. Azokban az esetekben, amikor a kábel már rendelkezik végtömítéssel, a kábel felszerelésekor különös gondot kell fordítani, hogy ne sértse meg a csatlakozókat, ne szennyezze be azokat, és ne terhelje túl a csatlakozási területet.
9. A fektetés után a tálcában lévő kábelt nylon kötegekkel rögzítjük, nem szabad megcsúsznia vagy megereszkednie. Ha a felületi viszonyok nem teszik lehetővé speciális kábelkötegelők alkalmazását, akkor a bilincsek használata elfogadható, de rendkívül óvatosan, hogy a kábel ne sérüljön meg. Javasoljuk műanyag védőréteggel ellátott bilincsek használatát, minden kábelhez használjon külön bilincset, és semmi esetre se kössön össze több kábelt. A kábelrögzítés végpontjai között jobb, ha hagyunk egy kicsit lazát, és ne helyezzük a kábelt interferencia-illesztés alá, különben rosszul reagál a hőmérséklet-ingadozásokra és a rezgésekre.
10. Ha az optikai szál megsérült a telepítés során, jelölje meg a szakaszt, és hagyjon elegendő szabad kábelmagasságot a későbbi toldáshoz.

Alapvetően az optikai kábel telepítése nem sokban különbözik a hagyományos kábelek telepítésétől. Ha minden ajánlásunkat betartja, nem lesz probléma a telepítés és az üzemeltetés során, és rendszere hosszú ideig, hatékonyan és megbízhatóan fog működni.

Példa egy tipikus megoldásra száloptikai vezeték fektetésére

A feladat egy FOCL rendszer megszervezése a termelő épület és az adminisztratív épület két különálló épülete között. Épületek közötti távolság 500 m.

Az optikai kommunikációs rendszer telepítésének becslése

N / a	Berendezések, anyagok, munkák megnevezése	Mértékegység ki belőlem	Menny	Ár egyenként.	Összeg, rubelben
ÉN.	FOCL rendszer berendezés, beleértve:				25 783
1.1.	Falra szerelhető optikai kereszt (SHKON) 8 port	PC.	2	2600	5200
1.2.	Médiakonverter 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx / Rx: 1310 / 1550nm	PC.	2	2655	5310
1.3.	Optikai azonnali csatlakozó	PC.	3	3420	10260
1.4.	Kapcsolódoboz 600x400	PC.	2	2507	5013
II.	A FOCL rendszer kábelútjai és anyagai, beleértve:				25 000
2.1.	Optikai kábel külső kábellel 6kN, központi modul, 4 szál, egymódusú G.652.	m.	200	41	8200
2.2.	Száloptikai kábel belső hordozókábellel, központi modullal, 4 szálas, egymódusú G.652.	m.	300	36	10800
2.3.	Egyéb fogyóeszközök (csatlakozók, csavarok, tiplik, elektromos szalagok, rögzítők stb.)	készlet	1	6000	6000
III.	A BERENDEZÉS ÉS ANYAG ÖSSZKÖLTSÉGE (I. + II. tétel)				50 783
IV.	Szállítási és beszerzési költségek, 10% * tétel III				5078
V.	Berendezések telepítése és kapcsolása, beleértve:				111 160
5.1.	Szűkítés telepítése	egységek	4	8000	32000
5.2.	Kábelezés	m.	500	75	37500
5.3.	Csatlakozók felszerelése, hegesztése	egységek	32	880	28160
5.4.	Kapcsolóberendezések telepítése	egységek	9	1500	13500
Vi.	BECSLÉS SZERINT ÖSSZESEN (III. + IV. tétel + V. tétel)				167 021

Magyarázatok és megjegyzések:

1. A pálya teljes hossza 500 m, amely tartalmazza:
   • a kerítéstől a termelő épületig és az irodaházig egyenként 100 m (összesen 200 m);
   • a kerítés mentén épületek között 300 m.
2. A kábelt nyitott módon szerelik fel, beleértve:
   • az épületektől a kerítésig (200 m) légi úton (vontatással) száloptikás kommunikációs vezetékek lefektetésére szolgáló anyagok felhasználásával;
   • épületek között (300 m.) vasbeton födémből készült kerítés mentén, a kábel a kerítés közepén fémkapcsokkal van rögzítve.
3. Az optikai kommunikációs vonalak szervezéséhez speciális önhordó (beépített kábeles) páncélozott kábelt használnak.

Száloptikai kommunikáció

Száloptikai kommunikáció- a vezetékes távközlés olyan típusa, amely az optikai (közeli infravörös) tartomány elektromágneses sugárzását használja információs jel hordozójaként, és száloptikai kábeleket vezetőrendszerként. A magas vivőfrekvenciának és a széles multiplexelési lehetőségeknek köszönhetően az optikai vonalak áteresztőképessége sokszorosa az összes többi kommunikációs rendszer átbocsátóképességének, és terabit per másodpercben mérhető. Az optikai szál alacsony fénycsillapítása lehetővé teszi a száloptikai kommunikáció használatát nagy távolságokon, erősítők használata nélkül. A száloptikás kommunikáció mentes az elektromágneses interferenciától, és nehezen hozzáférhető illetéktelen használat esetén – technikailag rendkívül nehéz észrevétlenül elfogni egy optikai kábelen továbbított jelet.

Fizikai alap

A száloptikai kommunikáció az elektromágneses hullámok teljes belső visszaverődésén alapul a különböző törésmutatójú dielektrikumok határfelületén. Az optikai szál két elemből áll - egy magból, amely egy közvetlen fényvezető, és egy burkolatból. A mag törésmutatója valamivel nagyobb, mint a burkolat törésmutatója, ennek köszönhetően a mag-burkolat határfelületén többszörös visszaverődést tapasztaló fénysugár anélkül terjed a magban, hogy elhagyná azt.

Alkalmazás

A száloptikás kommunikációt egyre gyakrabban alkalmazzák minden területen – a számítógépektől és a fedélzeti tértől, a repülőgép- és hajórendszerektől a nagy távolságra történő információtovábbítási rendszerekig, például egy száloptikás kommunikációs vonal Nyugat-Európából Japánba, amelyek nagy része Oroszország területén halad át. Emellett a kontinensek közötti tengeralattjáró száloptikás kommunikációs vonalak teljes hossza növekszik.

Lásd még

• Az optikai kommunikációs vonalakon továbbított információ szivárgási csatornái

Jegyzetek (szerkesztés)

Wikimédia Alapítvány. 2010.

• Száloptikai kommunikációs vonalak
• Optikai kábel

Nézze meg, mi a "száloptikai kommunikáció" más szótárakban:

FIBER OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ- A vezetékes távközlés olyan típusa, amely az optikai (közeli infravörös) tartományban lévő elektromágneses sugárzást információs jel hordozójaként, és száloptikai kábeleket irányító rendszerként használ. Üzleti kifejezések szótára. ... ... Üzleti szószedet

száloptikai kommunikáció- - [L.G. Sumenko. Az angol orosz információs technológiai szótár. M .: GP TsNIIS, 2003.] Témakörök információtechnológiák általában EN száloptikai kapcsolatFOKoptikus szálas kommunikáció ...

világméretű száloptikai kommunikáció- - [L.G. Sumenko. Az angol orosz információs technológiai szótár. M .: GP TsNIIS, 2003.] Témák az információs technológiákról általában EN száloptikai kapcsolat szerte a világonFLAG ... Műszaki fordítói útmutató

OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ- információtovábbítás fény segítségével. Az O. s. legegyszerűbb (nem informatív) típusai. végétől használták. 18. század (pl. szemafor ábécé). A lézerek megjelenésével lehetővé vált az optikai átvitel. a beszerzés, feldolgozás eszközeinek köre és elvei ... ... Fizikai enciklopédia

Száloptikai átviteli vonal- (FOCL), a Fiber optic communication line (FOCL) egy passzív és aktív elemekből álló száloptikai rendszer, amelyet az optikai (általában közeli infravörös) tartományban történő információtovábbításra terveztek. Tartalom 1 ... Wikipédia