Ceea ce face comunicarea prin fibră optică diferită de altele. Linii de comunicații prin fibră optică

Liniile de fibră optică sunt folosite pentru a transmite informații în domeniul optic. Potrivit Biroului de Informații Sovietic, la sfârșitul anilor 80, rata de creștere a utilizării liniilor de fibră optică era de 40%. Experții Uniunii au presupus că unele țări vor abandona complet miezul de cupru. Congresul a decretat pentru cel de-al 12-lea plan cincinal o creștere cu 25% a volumului liniilor de comunicație. Al treisprezecelea, conceput și pentru dezvoltarea fibrei optice, a văzut prăbușirea URSS, au apărut primii operatori celulari. Apropo, prognoza experților cu privire la creșterea cererii de personal calificat a eșuat...

Principiul de funcționare

Care sunt motivele pentru popularitatea crescândă a semnalelor de înaltă frecvență? Manualele moderne menționează o scădere a nevoii de regenerare a semnalului, a costurilor și o creștere a capacității canalului. Inginerii sovietici au aflat, raționând diferit: cablul de cupru, armura, ecranul ocupă 50% din producția mondială de cupru, 25% - plumb. Un fapt insuficient cunoscut a devenit motivul principal al abandonului sponsorilor lui Nikola Tesla, proiectul turnului Wardencliff (numele a fost dat de numele patronului care a donat terenul). Un cunoscut om de știință sârb a vrut să transmită informații și energie fără fir, înspăimântând mulți proprietari locali de topitorii de cupru. 80 de ani mai târziu, imaginea s-a schimbat dramatic: oamenii și-au dat seama că trebuie să salveze metalele neferoase.

Fibra este realizată din... sticlă. Silicat obișnuit, aromatizat cu o cantitate suficientă de polimeri care modifică proprietățile. Manualele sovietice, pe lângă motivele indicate pentru popularitatea noii tehnologii, sunt numite:

1. Atenuarea scăzută a semnalelor, care a fost motivul scăderii nevoii de regenerare.
2. Fără scântei, deci siguranță la incendiu, pericol de explozie zero.
3. Imposibilitatea scurtcircuitarii, nevoie redusă de întreținere.
4. Insensibil la interferența electromagnetică.
5. Greutate redusă, dimensiuni relativ mici.

Inițial, liniile de fibră optică trebuiau să unească autostrăzile majore: între orașe, suburbii, centrale telefonice automate. Experții din URSS au numit revoluția cablurilor asemănătoare cu apariția electronicii cu stare solidă. Dezvoltarea tehnologiei a făcut posibilă construirea de rețele fără curenți de scurgere, diafonie. O secțiune de o sută de kilometri în lungime este lipsită de metode active de regenerare a semnalului. Bobina cablului monomod este de obicei de 12 km, multimod - 4 km. Ultima milă este adesea acoperită cu cupru. Furnizorii sunt obișnuiți să atribuie site-uri finale utilizatorilor individuali. Nu există viteze mari, transceiver-urile sunt ieftine, capacitatea de a furniza energie dispozitivului în același timp, ușurința în utilizare a modurilor liniare.

Transmiţător

LED-urile semiconductoare, inclusiv laserele cu stare solidă, sunt formatoare de fascicul obișnuite. Lățimea spectrului semnalului emis de o joncțiune tipică pn este de 30-60 nm. Eficiența primelor dispozitive în stare solidă a fost de abia 1%. Baza LED-urilor conectate este adesea structura indiu-galiu-arsenic-fosfor. Emițând o frecvență mai mică (1,3 μm), dispozitivele asigură o dispersie semnificativă a spectrului. Varianta rezultată limitează sever rata de biți (10-100 Mbps). Prin urmare, LED-urile sunt potrivite pentru construirea resurselor rețelei locale (distanță 2-3 km).

Multiplexarea cu diviziune în frecvență se realizează prin diode multifrecvență. Astăzi, structurile semiconductoare imperfecte sunt înlocuite în mod activ de lasere cu emitere verticală, care îmbunătățesc semnificativ caracteristicile spectrale. crescând viteza. Preț pentru o singură comandă. Tehnologia cu emisii stimulate aduce puteri mult mai mari (sute de mW). Radiația coerentă oferă o eficiență de 50% a liniilor cu un singur mod. Efectul dispersiei cromatice este redus, permițându-vă să creșteți rata de biți.

Timpul scurt de recombinare a sarcinii face ușoară modularea radiației prin frecvențe înalte ale curentului de alimentare. Pe lângă cele verticale, se folosesc:

1. Laseruri de feedback.
2. Rezonatoare Fabry-Perot.

Ratele mari de biți ale liniilor de comunicație la distanță lungă sunt obținute prin utilizarea modulatorilor externi: electro-absorbție, interferometre Mach-Zehnder. Sistemele externe elimină necesitatea unui ciripit al tensiunii de alimentare. Spectrul tăiat al semnalului discret este transmis. În plus, au fost dezvoltate și alte tehnici de codare a purtătorului:

• Schimbarea de fază în cuadratura.
• Multiplexare prin diviziune ortogonală de frecvență.
• Modulația în cuadratura de amplitudine.

Procedura este efectuată de procesoare de semnal digital. Vechile tehnici compensau doar componenta liniară. Berenger a exprimat modulatorul din seria Wien, DAC-ul și amplificatorul modelat în seria Volterra trunchiată, independentă de timp. Khana sugerează utilizarea unui model de transmițător polinomial în plus. De fiecare dată coeficienții seriei sunt găsiți folosind o arhitectură de învățare indirectă. Dutel a înregistrat multe variații comune. Câmpurile de corelație încrucișată de fază și de cuadratura simulează imperfecțiunile sistemelor de sincronizare. Efectele neliniare sunt compensate în același mod.

Receptorii

Fotodetectorul efectuează conversia inversă a luminii în electricitate. Cea mai mare parte a receptorilor cu stare solidă utilizează structura indiu-galiu-arsen. Uneori există pin-fotodiode, avalanșă. Structurile metal-semiconductor-metal sunt ideale pentru incorporarea regeneratoarelor, multiplexoarelor cu unde scurte. Convertoarele optoelectrice sunt adesea suplimentate cu amplificatoare de transimpedanță care produc un semnal digital. Apoi exersați recuperarea impulsurilor de sincronizare cu frecvența buclei blocate în fază.

Transmisia sticlei a luminii: istorie

Fenomenul de refracție, care face posibilă comunicarea troposferică, este antipatic studenților. Formule complicate, exemple neinteresante distrug dragostea elevului pentru cunoaștere. Ideea unui ghid de lumină s-a născut în anii 1840 îndepărtați: Daniel Colladon, Jacques Babinet (Paris) au încercat să-și înfrumusețeze propriile prelegeri cu experimente vizuale tentante. Profesorii din Europa medievală făceau bani săraci, așa că un aflux considerabil de studenți purtători de bani părea o perspectivă binevenită. Lectorii au atras publicul în orice fel. Un anume John Tyndall a profitat de idee 12 ani mai târziu, mult mai târziu publicând o carte (1870), având în vedere legile opticii:

• Lumina trece prin interfața aer-apă, se observă refracția fasciculului față de perpendiculară. Dacă unghiul de contact al fasciculului cu linia ortogonală depășește 48 de grade, fotonii nu mai părăsesc lichidul. Energia este complet reflectată înapoi. Limita se numește unghi limitativ al mediului. Apa este egală cu 48 grade 27 minute, pentru sticla silicată - 38 grade 41 minute, diamant - 23 grade 42 minute.

Originea secolului al XIX-lea a adus linia telegrafică ușoară de la Sankt Petersburg la Varșovia cu o lungime de 1200 km. Mesajul a fost regenerat de operatori la fiecare 40 km. Mesajul a durat câteva ore, vremea și vizibilitatea au intervenit. Apariția comunicațiilor radio a înlocuit vechile metode. Primele linii optice datează de la sfârșitul secolului al XIX-lea. Noutatea le-a plăcut... medicilor! Fibra de sticlă îndoită a făcut posibilă iluminarea oricărei cavități din corpul uman. Istoricii sugerează următoarea cronologie pentru desfășurarea evenimentelor:

Ideea lui Henry Saint-René a fost continuată de coloniștii Lumii Noi (anii 1920), care doreau să îmbunătățească televiziunea. Clarence Hansell, John Logie Baird a fost pionier. Zece ani mai târziu (1930) studentul la medicină Heinrich Lamm a dovedit posibilitatea de a transfera imagini cu ghidaje de sticlă. Căutătorul de cunoaștere a decis să examineze interiorul corpului. Calitatea imaginii a fost slabă, iar încercarea de a obține un brevet britanic a eșuat.

Nașterea fibrei

Omul de știință olandez Abraham van Heel, britanicul Harold Hopkins și Narinder Singh Kapani au inventat fibra (1954). Meritul primului în ideea de a acoperi vena centrală cu o coajă transparentă, care avea un indice de refracție scăzut (aproape de aer). Protecția la zgârieturi la suprafață a îmbunătățit foarte mult calitatea transmisiei (contemporanii inventatorilor au văzut principalul obstacol în calea utilizării liniilor de fibră în pierderi mari). Britanicii au avut și ei o contribuție semnificativă, colectând un mănunchi de 10.000 de fibre, au transmis imaginea la o distanță de 75 cm.Nota „Fibroscop flexibil folosind scanarea statică” a împodobit revista Nature (1954).

Este interesant! Narinder Singh Kapani a inventat termenul de fibră optică într-o notă din American Science (1960).

1956 a adus lumii un nou gastroscop flexibil, de Basil Hirchowitz, Wilbur Peters, Lawrence Curtiss (Universitatea din Michigan). O caracteristică specială a noutății a fost învelișul de sticlă a fibrelor. Elias Snitzer (1961) a făcut public ideea creării unei fibre cu un singur mod. Atât de subțire încât doar o bucată din modelul de interferență încape înăuntru. Ideea i-a ajutat pe medici să examineze interiorul unei persoane (vii). Pierderea a fost de 1 dB/m. Nevoile de comunicare s-au extins mult mai departe. Era necesar să se atingă un prag de 10-20 dB/km.

1964 este considerat un an decisiv: o specificație vitală a fost publicată de Dr. Kao, care introduce bazele teoretice ale comunicațiilor la distanță lungă. Documentul a folosit pe scară largă figura de mai sus. Omul de știință a dovedit: sticla de cea mai înaltă puritate va ajuta la reducerea pierderilor. Fizicianul german (1965) Manfred Börner (Telefunken Research Labs, Ulm) a introdus prima linie de telecomunicații funcțională. NASA a transmis imediat imagini lunare la parter folosind noutăți (dezvoltarile au fost clasificate). Câțiva ani mai târziu (1970), trei angajați ai Corning Glass (vezi începutul subiectului) au depus un brevet care implementează ciclul tehnologic pentru topirea oxidului de siliciu. Biroul evaluează textul de trei ani. Noul nucleu a mărit lățimea de bandă a canalului de 65.000 de ori față de cablul de cupru. Echipa Dr. Cao a încercat imediat să parcurgă o distanță considerabilă.

Este interesant! 45 de ani mai târziu (2009) Kao a primit Premiul Nobel pentru Fizică.

Calculatoare militare (1975) Apărarea Aeriană a SUA (Secția NORAD, Munții Cheyenne) au primit noi comunicații. Internetul optic a apărut cu mult timp în urmă, înaintea computerelor personale! Doi ani mai târziu, testele de testare ale unei linii telefonice de 1,5 mile (suburbia Chicago) au transmis cu succes 672 de canale vocale. Suflatoarele de sticlă au lucrat neobosit: la începutul anilor 1980 a fost introdusă fibră de 4 dB/km. Oxidul de siliciu a fost înlocuit cu un alt semiconductor, germaniu.

Linia de producție a cablului de înaltă calitate a fost produsă cu o viteză de 2 m/s. Chemie Thomas Mensah a dezvoltat o tehnologie care a mărit limita specificată de douăzeci de ori. Noutatea a devenit în sfârșit mai ieftină decât un cablu de cupru. Restul este subliniat mai sus: a existat un val în introducerea noii tehnologii. Distanța dintre repetoare a fost de 70-150 km. Amplificatorul cu fibră dopată cu ioni cu erbiu a redus drastic costul construcției liniilor. Vremurile celui de-al treisprezecelea plan cincinal au adus planetei 25 de milioane de kilometri de rețele de fibră optică.

Un nou impuls dezvoltării a fost dat de inventarea cristalelor fotonice. Primele modele comerciale au fost aduse în 2000. Periodicitatea structurilor a făcut posibilă creșterea semnificativă a puterii, designul fibrei a fost ajustat în mod flexibil pentru a urma frecvența. În 2012, compania Nippon Telegraph and Telephone a atins 1 petabiți/s peste 50 km cu o singură fibră.

Industria militară

Istoria marșului industriei militare americane, publicată în Monmouth Message, este cunoscută cu încredere. În 1958, managerul de cablu de la Fort Monmouth (Laboratoarele Corpului de Semnal ale Armatei Statelor Unite) a raportat despre pericolele fulgerelor și precipitațiilor. Oficialul l-a deranjat pe cercetătorul Sam Dee Vit, cerându-i să găsească un înlocuitor pentru cuprul înverzit. Răspunsul a inclus o propunere de a încerca sticlă, fibră, semnale luminoase. Cu toate acestea, inginerii unchiului Sam la acea vreme erau neputincioși să rezolve problema.

Într-o fierbinte septembrie 1959, Di Vita l-a întrebat pe locotenentul de rang secund Richard Sturzebacher dacă știe formula sticlei capabile să transmită un semnal optic. Răspunsul conținea informații referitoare la oxidul de siliciu - o probă bazată la Universitatea Alfred. Măsurând indicele de refracție al materialelor cu un microscop, Richard a avut dureri de cap. 60-70% pulbere de sticlă transmite liber lumină radiantă, iritantă ochii. Tinand cont de nevoia de a obtine cea mai pura sticla, Sturzebacher a studiat tehnici moderne de productie folosind clorura de siliciu IV. Di Vita a găsit materialul potrivit, hotărând să lase guvernului negocierile cu suflătorii de sticlă Corning.

Funcționarul îi cunoștea foarte bine pe muncitori, dar a decis să dea publicitate cazului pentru ca uzina să primească contract de stat. Între 1961 și 1962, ideea utilizării oxidului de siliciu pur a fost transferată laboratoarelor de cercetare. Alocările federale s-au ridicat la aproximativ 1 milion de dolari (perioada 1963-1970). Programul sa încheiat (1985) cu dezvoltarea unei industrii de cabluri cu fibră optică de mai multe miliarde de dolari, care înlocuia rapid cuprul. Di Vita a rămas să lucreze consiliind industria, trăind 97 de ani (anul morții - 2010).

Soiuri de cabluri

Cablul este format din:

1. Miez.
2. Coajă.
3. Strat protector.

Fibra realizează reflectarea completă a semnalului. Materialul primelor două componente este în mod tradițional sticla. Uneori găsesc un înlocuitor ieftin - polimer. Cablurile optice sunt combinate prin fuziune. Alinierea nucleului va necesita ceva abilitate. Cablurile multimodale cu grosimea de peste 50 de microni sunt mai ușor de lipit. Cele două soiuri globale diferă în ceea ce privește numărul de moduri:

• Multimodul este echipat cu un miez gros (peste 50 de microni).
• Singlemode este mult mai subțire (mai puțin de 10 microni).

Paradox: cablul mai mic asigură comunicații pe distanțe lungi. Costul transatlanticului cu patru nuclee este de 300 de milioane de dolari. Miezul este acoperit cu un polimer rezistent la lumină. Jurnalul New Scientist (2013) a publicat experimentele grupului științific al Universității din Southampton, acoperind o rază de acțiune de 310 de metri... cu un ghid de undă! Elementul dielectric pasiv a prezentat o viteză de 77,3 Tbit/s. Pereții tubului tubular sunt formați dintr-un cristal fotonic. Fluxul de informații s-a deplasat cu o viteză de 99,7% a luminii.

Fibră de cristal fotonic

Noul tip de cabluri este format dintr-un set de tuburi, configurația seamănă cu un fagure rotunjit. Cristalele fotonice seamănă cu sideful natural, formând conformații periodice, care diferă ca indice de refracție. Unele lungimi de undă sunt atenuate în interiorul unor astfel de tuburi. Cablul demonstrează lățimea de bandă, fasciculul care suferă refracția Bragg este reflectat. Datorită prezenței zonelor interzise, ​​semnalul coerent se deplasează de-a lungul fibrei.

Introducere

Comunicarea joacă un rol important în lumea noastră de astăzi. Și dacă mai devreme se foloseau cabluri și fire de cupru pentru a transfera informații, acum a sosit timpul pentru tehnologiile optice și cablurile cu fibră optică. Acum, dând un telefon în celălalt capăt al lumii (de exemplu, din Rusia în America) sau descarcând melodia noastră preferată de pe Internet care se află pe un site undeva în Australia, nici nu ne gândim cum reușim să facem acest. Și acest lucru se întâmplă datorită utilizării cablurilor de fibră optică. Pentru a conecta oamenii, pentru a-i apropia unul de celălalt sau de sursa de informare dorită, este necesară conectarea continentelor. În prezent, schimbul de informații între continente se realizează în principal prin cabluri submarine de fibră optică. În prezent, cablurile de fibră optică sunt așezate de-a lungul oceanelor Pacific și Atlantic și aproape întreaga lume este „încurcată” într-o rețea de sisteme de comunicații prin fibră (Laser Mag.-1993.-№3; Laser Focus World. -1992.-28, Nr. 12; Telecom mag. 1993. Nr. 25; AEU: J. Asia Electron. Union. 1992. Nr. 5). Țările europene de peste Atlantic sunt conectate prin linii de fibră cu America. SUA, prin Insulele Hawaii și insula Guam - cu Japonia, Noua Zeelandă și Australia. O linie de comunicație prin fibră optică leagă Japonia și Coreea de Orientul Îndepărtat al Rusiei. În vest, Rusia este legată de țările europene Petersburg - Kingisepp - Danemarca și Sankt Petersburg - Vyborg - Finlanda, în sud - cu țările asiatice Novorossiysk - Turcia. În același timp, Internetul este principala forță motrice din spatele dezvoltării liniilor de comunicație prin fibră optică.

Rețelele de fibră optică sunt, fără îndoială, una dintre cele mai promițătoare domenii de comunicare. Debitul canalelor optice este cu ordine de mărime mai mare decât cel al liniilor de informații bazate pe cablu de cupru.

Fibra optică este considerată cel mai avansat mediu de transmitere a fluxurilor mari de informații pe distanțe mari. Este fabricat din cuarț, care are la bază dioxid de siliciu, care este un material răspândit și ieftin, spre deosebire de cupru. Fibra optică este foarte compactă și ușoară, cu un diametru de doar aproximativ 100 de microni.

În plus, fibra optică este imună la câmpurile electromagnetice, ceea ce atenuează unele dintre problemele tipice ale sistemelor de comunicații din cupru. Rețelele optice sunt capabile să transmită un semnal pe distanțe lungi cu pierderi mai mici. În ciuda faptului că această tehnologie este încă scumpă, prețurile componentelor optice sunt în continuă scădere, în timp ce capacitățile liniilor de cupru se apropie de valorile limită și necesită din ce în ce mai multe costuri pentru dezvoltarea ulterioară a acestei direcții.

Mi se pare că subiectul liniilor de comunicație prin fibră optică este în prezent relevant, promițător și interesant de luat în considerare. De aceea l-am ales pentru lucrarea mea de mandat și cred că viitorul este pentru FOCL.

1. Istoria creației

Fibra optică, deși este un mijloc larg utilizat și popular de furnizare de comunicare, tehnologia în sine este simplă și dezvoltată pentru o lungă perioadă de timp. Experimentul de schimbare a direcției unui fascicul de lumină prin refracție a fost demonstrat de Daniel Colladon și Jacques Babinet încă din 1840. Aplicarea practică a tehnologiei a fost găsită abia în secolul al XX-lea.

În anii 1920, experimentatorii Clarence Hasnell și John Berd au demonstrat capacitatea de a transmite imagini prin tuburi optice.

Invenția fibrei optice în 1970 de către specialiștii Corning este considerată a fi un punct de cotitură în istoria dezvoltării tehnologiei fibrei optice. Dezvoltatorii au reușit să creeze un conductor care este capabil să rețină cel puțin un procent din puterea unui semnal optic la o distanță de un kilometru. După standardele de astăzi, aceasta este o realizare destul de modestă, dar apoi, cu aproape 40 de ani în urmă, a fost o condiție necesară pentru dezvoltarea unui nou tip de comunicare prin cablu.

E Primele experimente la scară largă asociate cu apariția standardului FDDI. Aceste rețele de prima generație sunt încă în funcțiune.

E Utilizarea masivă a fibrei optice asociată cu producția de componente mai ieftine. Rata de creștere a rețelelor de fibră optică este explozivă.

E Creșterea ratelor de transfer de informații, apariția tehnologiilor de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă (WDM, DWDM) / Noi tipuri de fibre.

2. Liniile de comunicație prin fibră optică ca concept

1 Fibra optică și tipurile acesteia

O linie de comunicație cu fibră optică (FOCL) este un tip de sistem de transmisie în care informațiile sunt transmise prin ghiduri de undă dielectrice optice cunoscute sub numele de fibră optică. Deci ce este?

O fibră optică este un cilindru de sticlă extrem de subțire numit miez, acoperit cu un strat de sticlă (Fig. 1) numit placare, cu un indice de refracție diferit de cel al miezului. O fibră este caracterizată de diametrele acestor regiuni - de exemplu, 50/125 înseamnă o fibră cu un diametru al miezului de 50 um și un diametru de placare exterioară de 125 um.

Fig. 1 Structura fibrei

Lumina se propagă de-a lungul miezului fibrei datorită reflexiilor interne totale succesive la interfața miez-placare; comportamentul lui este în multe privințe similar cu cel ca și cum ar fi intrat într-o țeavă, ai cărei pereți sunt acoperiți cu un strat de oglindă. Cu toate acestea, spre deosebire de oglinzile convenționale, în care reflexia este destul de ineficientă, reflexia internă totală este în esență aproape de ideală - aceasta este diferența fundamentală dintre ele, care permite luminii să se propage de-a lungul fibrei pe distanțe lungi cu pierderi minime.

O fibră realizată în acest fel ((Fig. 2) a)) se numește indice de refracție în trepte și fibră multimodală deoarece există multe căi sau moduri posibile pentru propagarea fasciculului de lumină.

Această multiplicitate de moduri are ca rezultat dispersia pulsului (lărgirea) deoarece fiecare mod parcurge o cale diferită în fibră și, prin urmare, diferite moduri au întârzieri de transmisie diferite de la un capăt la altul al fibrei. Rezultatul acestui fenomen este o limitare a frecvenței maxime care poate fi transmisă efectiv pentru o anumită lungime a fibrei - o creștere fie a frecvenței, fie a lungimii fibrei dincolo de valorile limită duce în esență la coalescența impulsurilor succesive, făcând imposibilă distinge între ele. Pentru o fibră multimod obișnuită, această limită este de aproximativ 15 MHz km, ceea ce înseamnă că un semnal video cu o lățime de bandă de ex. 5 MHz poate fi transmis pe o distanță maximă de 3 km (5 MHz x 3 km = 15 MHz km). Încercarea de a transmite semnalul pe o distanță mai mare va duce la pierderea progresivă a frecvențelor înalte.

Fig. 2 Tipuri de fibre optice

Pentru multe aplicații, această cifră este inacceptabil de mare și s-a făcut o căutare pentru un design de fibră cu o lățime de bandă mai mare. O modalitate este de a reduce diametrul fibrei la valori foarte mici (8-9 microni), astfel încât să devină posibil un singur mod. Fibrele monomode, așa cum sunt numite, sunt foarte eficiente în reducerea dispersiei, iar lățimea de bandă rezultată - mulți GHz km - le face ideale pentru rețelele publice de telefonie și telegrafie (PTT) și televiziunea prin cablu. retelelor. Din păcate, o fibră cu un diametru atât de mic necesită utilizarea unui emițător de diodă laser puternic, precis aliniat și, prin urmare, relativ scump, care le reduce atractivitatea pentru multe aplicații asociate cu lungimea scurtă a liniei proiectate.

În mod ideal, este necesară o fibră cu o lățime de bandă de același ordin de mărime ca o fibră monomod, dar cu un diametru similar cu cel al unei fibre multimodale, pentru a permite utilizarea transmițătoarelor LED ieftine. Într-o oarecare măsură, aceste cerințe sunt satisfăcute de fibra multimodală cu o schimbare în gradient a indicelui de refracție ((Fig. 2) c)). Seamănă cu o fibră multimodală cu o schimbare treptată a indicelui de refracție, care a fost menționat mai sus, dar indicele de refracție al miezului său este neomogen - se schimbă ușor de la o valoare maximă în centru la o valoare mai mică la periferie. Acest lucru are două consecințe. În primul rând, lumina călătorește pe o cale ușor curbată, iar în al doilea rând, și mai important, diferențele de întârziere de propagare între diferite moduri sunt minime. Acest lucru se datorează faptului că modurile înalte care intră în fibră la un unghi mai mare și parcurg o cale mai lungă se propagă de fapt cu o viteză mai rapidă pe măsură ce se îndepărtează de centru în regiunea în care indicele de refracție scade și, în general, se deplasează mai repede decât ordinul inferior. moduri, care rămân în apropierea axei în filament, în regiunea cu indice de refracție ridicat. Creșterea vitezei doar compensează distanța mai mare parcursă.

Fibrele multimode cu indice de gradient nu sunt ideale, dar încă prezintă o lățime de bandă destul de bună. Prin urmare, în majoritatea liniilor de lungime scurtă și medie, alegerea acestui tip de fibre este de preferat. În practică, aceasta înseamnă că lățimea de bandă este rareori un parametru care trebuie luat în considerare.

Cu toate acestea, acesta nu este cazul decolorării. Semnalul optic este atenuat în toate fibrele, cu o rată care depinde de lungimea de undă a emițătorului de către sursa de lumină (Fig. 3). După cum am menționat mai devreme, există trei lungimi de undă la care atenuarea unei fibre optice este de obicei minimă - 850, 1310 și 1550 nm. Acestea sunt cunoscute sub numele de ferestre de transparență. Pentru sistemele multimode, fereastra de 850 nm este prima și cea mai des folosită (cel mai mic cost). La această lungime de undă, fibra multimodală cu gradient de bună calitate prezintă o atenuare de ordinul a 3 dB/km, ceea ce face posibilă implementarea comunicării într-un sistem TV în buclă închisă la distanțe de peste 3 km.

Fig. 3 Dependența atenuării de lungimea de undă

La o lungime de undă de 1310 nm, aceeași fibră prezintă și mai puțină atenuare - 0,7 dB / km, permițând astfel o creștere proporțională a intervalului de comunicare la aproximativ 12 km. 1310 nm este, de asemenea, prima fereastră de operare pentru sistemele de fibră optică monomod, cu atenuare de aproximativ 0,5 dB/km, care, în combinație cu emițătoare cu diode laser, permite crearea unor linii de comunicație mai lungi de 50 km. A doua fereastră de transparență - 1550 nm - este folosită pentru a crea linii de comunicație și mai lungi (atenuarea fibrei este mai mică de 0,2 dB/km).

2 Clasificarea EQA

Cablul de fibră optică există de mult timp și a fost susținut chiar și de standardele Ethernet de 10 Mbps timpurii. Primul dintre ele a fost numit FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link), iar următorul - 10BaseF.

Astăzi, există câteva zeci de companii în lume care produc cabluri optice în diverse scopuri. Cele mai cunoscute dintre ele: AT&T, General Cable Company (SUA); Siecor (Germania); Cablu BICC (Marea Britanie); Les cables de Lion (Franţa); Nokia (Finlanda); NTT, Sumitomo (Japonia), Pirelli (Italia).

Parametrii definitori în producția de FOC sunt condițiile de funcționare și debitul liniei de comunicație. În funcție de condițiile de funcționare, cablurile sunt împărțite în două grupe principale (Fig. 4)

Intra-facilități sunt destinate așezării în interiorul clădirilor și structurilor. Sunt compacte, ușoare și, de regulă, au un spațiu scurt pentru cap.

Liniile trunchi sunt proiectate pentru așezarea comunicațiilor prin cablu în puțuri, în pământ, pe suporturi de-a lungul liniilor electrice, sub apă. Aceste cabluri sunt protejate împotriva influențelor externe și au o lungime de construcție de peste doi kilometri.

Pentru a asigura un randament ridicat al liniei de comunicație, se produc FOC care conțin un număr mic (până la 8) de fibre monomod cu atenuare scăzută, iar cablurile pentru rețelele de distribuție pot conține până la 144 de fibre, atât monomode cât și multimodale, în funcție de distanțele dintre segmentele de rețea.

Fig. 4 Clasificarea EQA

3 Avantaje și dezavantaje ale transmisiei semnalului prin fibră optică

3.1 Avantajele FOCL

Pentru multe aplicații, fibra optică este preferată pentru o serie de avantaje.

Pierdere redusă de transmisie. Cablurile de fibră optică cu pierderi reduse permit transmiterea semnalelor de imagine pe distanțe lungi fără utilizarea amplificatoarelor de rută sau repetoarelor. Acest lucru este util în special pentru schemele de transmisie pe distanțe lungi - de exemplu, un sistem de supraveghere a unei autostrăzi sau a unei căi ferate, unde 20 km de secțiuni fără repetitor nu sunt neobișnuite.

Transmiterea semnalului în bandă largă. Lățimea de bandă largă de transmisie a fibrei optice permite transmiterea simultană a datelor video, audio și digitale de înaltă calitate printr-un singur cablu de fibră optică.

Imunitatea la interferențe și interferențe. Insensibilitatea completă a cablului de fibră optică la zgomotul electric extern și interferența asigură funcționarea stabilă a sistemelor chiar și în cazurile în care instalatorii nu au acordat suficientă atenție locației rețelelor electrice din apropiere etc.

Izolatie electrica. Lipsa conductibilității electrice pentru cablul de fibră optică înseamnă că problemele asociate cu modificările potențialului la sol, cum ar fi cele din centralele electrice sau căile ferate, au dispărut. Această proprietate elimină, de asemenea, riscul de deteriorare a echipamentului cauzat de supratensiunile fulgerelor etc.

Cabluri ușoare și compacte. Dimensiunile ultra-mice ale fibrelor optice și ale cablurilor de fibră optică aduc o nouă viață canalelor de cabluri pline. De exemplu, un singur cablu coaxial ocupă la fel de mult spațiu ca 24 de cabluri optice, fiecare dintre acestea putând transporta probabil 64 de canale video și 128 de semnale audio sau video în același timp.

Linie de comunicare atemporală. Prin simpla înlocuire a echipamentului terminal, mai degrabă decât a cablurilor în sine, rețelele de fibră optică pot fi modernizate pentru a transporta mai multe informații. Pe de altă parte, o parte sau chiar întreaga rețea poate fi utilizată pentru o sarcină complet diferită, de exemplu, combinarea unei rețele locale și a unui sistem TV în buclă închisă într-un singur cablu.

Siguranța la explozie și incendiu. Datorită absenței scânteilor, fibra optică mărește siguranța rețelei la rafinăriile chimice, de petrol, la deservirea proceselor tehnologice cu risc ridicat.

Rentabilitatea FOCL. Fibra este realizată din silice pe bază de silice, un material larg răspândit și, prin urmare, ieftin, spre deosebire de cupru.

Durată lungă de viață. Fibra se degradează în timp. Aceasta înseamnă că atenuarea în cablul așezat crește treptat. Cu toate acestea, datorită perfecțiunii tehnologiilor moderne pentru producția de fibre optice, acest proces este încetinit semnificativ, iar durata de viață a FOC este de aproximativ 25 de ani. În acest timp, mai multe generații/standarde de sisteme de transmisie se pot schimba.

3.2 Dezavantajele FOCL

Complexitate ridicată a instalării. Personal înalt calificat și instrumente speciale. Prin urmare, cel mai adesea, cablul de fibră optică este vândut sub formă de bucăți pre-tăiate de lungimi diferite, la ambele capete ale cărora sunt deja instalați conectorii de tipul necesar. Utilizarea cablului de fibră optică necesită receptoare și transmițătoare optice speciale care convertesc semnalele luminoase în semnale electrice și invers.

Cablul de fibră optică este mai puțin durabil și mai puțin flexibil decât cablul electric. Razele de îndoire tipice sunt de aproximativ 10 - 20 cm; la razele de îndoire mai mici, fibra centrală se poate rupe.

Cablul de fibră optică este sensibil la radiațiile ionizante, ceea ce reduce transparența fibrei de sticlă, adică crește atenuarea semnalului.

3. Componente electronice ale FOCL. Principiul transferului de informații

În cea mai generală formă, principiul transmiterii informațiilor în sistemele de comunicații prin fibră optică poate fi explicat folosind (Fig. 5).

Fig. 5 Principiul transmiterii informaţiei în sistemele de comunicaţii prin fibră optică

1 Transmițătoare pentru fibră optică

Cea mai importantă componentă a unui transmițător cu fibră optică este sursa de lumină (de obicei un laser semiconductor sau LED (Figura 6)). Ambele servesc aceluiasi scop - generarea unui fascicul de lumina microscopic care poate fi introdus in fibra cu randament ridicat si modulat (schimbat in intensitate) la o frecventa mare. Laserele oferă intensități ale fasciculului mai mari decât LED-urile și permit frecvențe de modulație mai mari; prin urmare, acestea sunt adesea folosite pentru linii de bandă largă pe distanțe lungi, cum ar fi telecomunicații sau televiziune prin cablu. Pe de altă parte, LED-urile sunt dispozitive mai ieftine și mai durabile și sunt, de asemenea, destul de potrivite pentru majoritatea sistemelor mici și mijlocii.

Fig. 6 Metode de introducere a radiației optice în fibra optică

Pe lângă scopul său funcțional (adică ce semnal ar trebui să transmită), un transmițător cu fibră optică este caracterizat de doi parametri importanți care îi determină proprietățile. Una este puterea sa de ieșire optică (intensitatea). Al doilea este lungimea de undă (sau culoarea) luminii emise. De obicei, acestea sunt 850, 1310 sau 1550 nm, valori selectate din condiția de coincidență cu așa-numitul. „Ferestre de transparență” în caracteristica de transmisie a unui material din fibră optică.

3.2 Receptoare cu fibră optică

Receptoarele cu fibră optică rezolvă problema vitală a detectării radiațiilor optice extrem de slabe emise de la capătul fibrei și a amplificării semnalului electric primit la nivelul necesar cu distorsiuni și zgomot minime. Nivelul minim de radiație cerut de receptor pentru a asigura o calitate acceptabilă a semnalului de ieșire se numește sensibilitate; diferența dintre sensibilitatea receptorului și puterea de ieșire a emițătorului determină pierderea maximă admisă a sistemului în dB. Pentru majoritatea sistemelor de supraveghere CCTV cu un transmițător LED, cifra tipică este de 10-15 dB. În mod ideal, receptorul ar trebui să funcționeze bine atunci când semnalul de intrare se schimbă într-o gamă largă, deoarece de obicei este imposibil să se prezică în avans exact care va fi atenuarea în linia de comunicație (adică, lungimea liniei, numărul de îmbinări, etc.). Multe modele de receptor simple folosesc controlul manual al câștigului în timpul instalării pentru a atinge nivelul de ieșire dorit. Acest lucru este de nedorit, deoarece modificările cantității de atenuare a liniei cauzate de îmbătrânire sau modificări ale temperaturii etc., sunt inevitabile, ceea ce dictează necesitatea de a regla periodic câștigul. Toate receptoarele cu fibră optică utilizează un control automat al câștigului care monitorizează nivelul mediu al semnalului optic de intrare și modifică câștigul receptorului în consecință. Nu este necesară reglarea manuală nici în timpul instalării, nici în timpul funcționării.

cablu de comunicație cu fibră optică

4. Domeniile de aplicare ale liniilor de comunicație prin fibră optică

Liniile de comunicație prin fibră optică (FOCL) permit transmiterea semnalelor analogice și digitale pe distanțe mari. Ele sunt, de asemenea, utilizate la distanțe mai scurte și mai ușor de gestionat, cum ar fi în interiorul clădirilor. Numărul utilizatorilor de internet este în creștere - și construim rapid noi centre de procesare a datelor (DPC), pentru interconectarea cărora se folosește fibra. Într-adevăr, la transmiterea semnalelor cu o viteză de 10 Gbit/s, costurile sunt similare cu cele ale liniilor „de cupru”, dar optica consumă mult mai puțină energie. De ani de zile, adepții fibrei și cuprului s-au luptat între ei pentru prioritate în rețelele corporative. Timp pierdut!

Într-adevăr, domeniile de aplicare ale opticii devin din ce în ce mai multe, în principal datorită avantajelor de mai sus față de cupru. Echipamentul cu fibră optică este utilizat pe scară largă în instituțiile medicale, de exemplu, pentru comutarea semnalelor video locale în sălile de operație. Semnalele optice nu au nicio legătură cu electricitatea, ceea ce este ideal pentru siguranța pacientului.

Tehnologiile cu fibră optică sunt și ele preferate de armată, deoarece datele transmise sunt greu sau chiar imposibil de citit din exterior. Liniile de comunicație prin fibră optică oferă un grad ridicat de protecție a informațiilor confidențiale, permit transferul de date necomprimate, cum ar fi grafică și video de înaltă rezoluție, cu precizie pixelă. Optica a pătruns în toate domeniile cheie - sisteme de supraveghere, centre de dispecerare și de situație în zone cu condiții extreme de funcționare.

Reducerea costului echipamentelor a făcut posibilă utilizarea tehnologiilor optice în zonele tradiționale din cupru - la marile întreprinderi industriale pentru organizarea sistemelor automate de control al proceselor (APCS), în sectorul energetic, în sistemele de securitate și supraveghere video. Capacitatea de a transmite un flux mare de informații pe distanțe mari face ca optica să fie ideală și solicitată în aproape toate domeniile industriei, unde lungimea liniilor de cablu poate ajunge la câțiva kilometri. Dacă pentru pereche răsucită distanța este limitată la 450 de metri, atunci pentru optică și 30 km nu este limita.

Ca exemplu de utilizare a liniilor de comunicație cu fibră optică, aș dori să ofer o descriere a unui sistem de securitate de supraveghere video în buclă închisă la o centrală electrică tipică. Acest subiect a devenit deosebit de relevant și solicitat recent, după adoptarea de către Guvernul Federației Ruse a unui decret privind combaterea terorismului și a unei liste de obiecte vitale care trebuie protejate.

5. Sisteme de supraveghere TV cu fibra optica

Procesul de dezvoltare a sistemului include de obicei două componente:

Selectarea componentelor active adecvate ale căii de transmisie pe baza funcției (funcțiilor) solicitate, tipului și numărului de fibre disponibile sau oferite și distanței maxime de transmisie.

Proiecte de infrastructură de fibră pasivă, inclusiv tipuri și specificații de cablu trunchi, cutii de joncțiune, panouri de corelare cu fibră.

1 Componentele unei căi de transmisie de supraveghere video

În primul rând, ce componente sunt de fapt necesare pentru a îndeplini specificațiile sistemului?

Sisteme de camere fixe - Aceste sisteme sunt extrem de simple și constau de obicei dintr-un transmițător miniatural cu fibră optică și fie un receptor modular, fie montabil în rack. Transmițătorul este adesea suficient de mic pentru a fi montat direct în corpul camerei și este echipat cu un conector coaxial baionetă, conector optic „ST” și terminale pentru conectarea unei surse de alimentare de joasă tensiune (de obicei 12V DC sau AC). Sistemul de supraveghere al unei centrale electrice tipice este format din câteva zeci de astfel de camere, ale căror semnale sunt transmise către camera centrală de control, caz în care receptoarele sunt montate în rack pe un card standard 3U de 19 inci cu o sursă de alimentare comună.

Sisteme bazate pe camere controlate cu dispozitive PTZ - astfel de sisteme sunt mai complexe, deoarece este necesar un canal suplimentar pentru a transmite semnalele de control al camerei. În general, există două tipuri de sisteme de control de la distanță pentru astfel de camere - care necesită transmisie unidirecțională a semnalelor de control de la distanță (de la stația centrală către camere) și necesită transmisie bidirecțională. Sistemele de transmisie bidirecțională devin din ce în ce mai populare, deoarece permit fiecărei camere să primească confirmarea primirii fiecărui semnal de control și, prin urmare, oferă o mai mare acuratețe și fiabilitate a controlului. În fiecare dintre aceste grupuri, există o mare varietate de cerințe de interfață, inclusiv RS232, RS422 și RS485. Alte sisteme nu folosesc o interfață digitală, ci transmit date ca o secvență de bipuri pe un canal analog, similar cu apelarea tonului cu frecvență duală în telefonie.

Fig. 6 Transmiterea semnalelor pentru controlul de la distanță al dispozitivului PTZ pe o singură fibră

Toate aceste sisteme pot funcționa cu cabluri de fibră optică folosind echipamentul corespunzător. În circumstanțe normale, transmiterea simultană a semnalelor optice de-a lungul unei fibre în direcții opuse este nedorită, deoarece interferența reciprocă apare din cauza reflexiilor difuze în fibră. În sistemele TV cu circuit închis, acest efect creează zgomot în imagine ori de câte ori sunt activate comenzile camerei.

Pentru a realiza transmisia bidirecțională pe o singură fibră care nu provoacă interferențe reciproce, este necesar ca emițătoarele de la diferite capete ale fibrei să funcționeze la lungimi de undă diferite, de exemplu, la 850 nm și, respectiv, la 1300 nm (Fig. 6). ). La fiecare capăt al fibrei este conectat un cuplaj multiplexor cu diviziune în lungime de undă (WDM), asigurând că fiecare receptor primește doar lumina cu lungimea de undă corectă (de exemplu, 850 nm) de la transmițătorul de la capătul opus al fibrei. Reflexiile nedorite de la emițătorul de la capătul apropiat sunt în domeniul „greșit” (adică 1300 nm) și sunt respinse în consecință.

Caracteristici suplimentare - deși alegerea unei camere fixe sau a unei camere PTZ satisface cerințele majorității sistemelor de supraveghere TV cu circuit închis, există o serie de sisteme care necesită caracteristici suplimentare, de exemplu, transmiterea de informații audio pentru notificare generală, auxiliare mesaje către consumator sau comunicare prin interfon cu un post de la distanță... Pe de altă parte, contactele senzorilor care se declanșează în caz de incendiu sau apariția unor străini pot face parte din sistemul de securitate integrat. Toate aceste semnale pot fi transmise prin fibră optică - fie prin aceeași utilizată de rețea, fie prin alta.

2 Multiplexare video

Până la 64 de semnale video și până la 128 de semnale audio sau de date digitale pot fi multiplexate pe o singură fibră monomod sau ceva mai puțin pe multimode. În acest context, multiplexarea se referă la transmiterea simultană a semnalelor video pe tot ecranul în timp real, mai degrabă decât la afișarea cu cadru mic sau cu ecran divizat, care este adesea denumit termen.

Capacitatea de a transporta multe semnale și informații suplimentare pe mai multe fibre optice este foarte valoroasă, în special pentru sistemele de supraveghere CCTV pe distanțe lungi, cum ar fi autostrăzi sau căi ferate, unde minimizarea numărului de cabluri de fibră optică este adesea vitală. Pentru alte aplicații, cu distanțe mai scurte și camere foarte dispersate, beneficiile sunt mai puțin evidente și ar trebui să se ia în considerare utilizarea unei linii de fibră separată pentru fiecare semnal video. Alegerea de a multiplexa sau nu este destul de complexă și ar trebui făcută numai după luarea în considerare a tuturor considerentelor, inclusiv topologia sistemului, costurile totale și, nu în ultimul rând, toleranța la erori de rețea.

3 Infrastructura prin cablu

După ce sunt determinate cerințele pentru calea de transmisie, se dezvoltă infrastructura rețelei de fibră optică de cablu, care include nu numai cablurile în sine, ci și toate componentele auxiliare - cutii de joncțiune, panouri pentru prelungirea cablurilor, cabluri bypass.

Prima sarcină este de a confirma corectitudinea alegerii numărului și tipului de fibre optice, determinate în etapa de selectare a componentelor căii. Dacă sistemul nu este foarte lung (adică nu mai mult de aproximativ 10 km) și nu implică transmisie multiplex a semnalelor video, atunci cel mai probabil cea mai bună alegere ar fi o fibră multimodală de 50/125 microni sau 62,5 / 125 microni cu un gradient indicele de refracție. În mod tradițional, pentru sistemele TV cu circuit închis se alege fibra de 50/125 microni, iar pentru rețelele locale de calculatoare - 62,5 / 125 microni. În orice caz, fiecare dintre ele este potrivit pentru fiecare dintre aceste sarcini și, în general, în majoritatea țărilor, fibra de 62,5 / 125 µm este utilizată în ambele scopuri.

Numărul de fibre necesare poate fi determinat în funcție de numărul și poziția relativă a camerelor și dacă se utilizează telecomandă unidirecțională sau bidirecțională sau multiplexarea. Din moment ce conductele. Cablurile care urmează să fie direcționate în conducte exterioare sunt de obicei impermeabilizate fie din bandă de aluminiu (țevi goale uscate) fie din material de umplutură hidrofug (cabluri umplute cu gel). Cablu de siguranta la incendiu.

Multe sisteme CCTV pe distanțe scurte au o configurație stea, în care o singură bucată de cablu trece de la fiecare cameră la camera de control. Pentru astfel de sisteme, designul optim al cablului va conține două fibre - pentru transmisie video și, respectiv, telecomandă. Această configurație oferă un spațiu liber de 100% pentru cablu, deoarece, dacă este necesar, atât semnalele video, cât și cele ale telecomenzii pot fi transmise prin aceeași fibră. Rețelele mai ramificate pot beneficia de utilizarea topologiei de ramuri și arbore inversate (Figura 7). În aceste rețele, un cablu de fibră optică cu două fire trece de la fiecare cameră la un „hub” local unde sunt conectate pentru a forma un singur cablu cu mai multe fire. Hub-ul în sine nu este mult mai complicat decât o cutie de joncțiune convențională pentru orice vreme și poate fi adesea combinat cu corpul echipamentului uneia dintre camere.

Creșterea costurilor la adăugarea liniilor de fibră optică la un cablu existent este neglijabilă, mai ales în comparație cu costul lucrărilor publice asociate, posibilitatea instalării cablurilor cu o marjă de capacitate ar trebui luată în serios.

Cablurile de șanț cu fibră optică pot conține armare din sârmă de oțel. În mod ideal, toate cablurile ar trebui să fie fabricate din materiale ignifuge cu emisie scăzută de fum, pentru a respecta reglementările locale, destinate instalării în canale de cabluri externe sau direct în șanțuri, de obicei dintr-un design de țeavă tubulară care conține de la 2 la 24 de fibre într-una sau mai multe

Figura 7 Topologia arborelui de fibră optică

În camera de control, cablul de fibră optică de intrare ajunge de obicei la cutia de interfață, montat într-un rack de 19 ", fiecare fibră având propriul conector „ST” individual. Nu este necesară nicio abilitate specială pentru a finaliza toate lucrările de instalare, în afară de un înțelegerea rezonabilă a necesității de manipulare atentă a fibrei optice (de exemplu, nu îndoiți o fibră cu o rază mai mică de 10 diametre ale fibrei) și igiena generală (adică curățenia).

4
Bugetul pierderilor optice

Poate părea ciudat că bugetul pierderilor optice este calculat într-o etapă atât de târzie a procesului de dezvoltare, dar, de fapt, poate fi calculat cu orice precizie numai după ce infrastructura de cablare este complet definită. Scopul calculului este de a determina pierderea pentru calea semnalului din cel mai rău caz (de obicei cea mai lungă) și de a se asigura că echipamentul ales pentru calea de transmisie cu o marjă rezonabilă se încadrează în limitele obținute.

Calculul este destul de simplu și constă în însumarea obișnuită a pierderilor în decibeli a tuturor componentelor traseului, inclusiv atenuarea în cablu (dB / km x lungime în km) plus ambii conectori și pierderea la îmbinări. Cea mai mare provocare este pur și simplu extragerea cifrelor de pierderi necesare din documentația producătorului.

În funcție de rezultatul obținut, este posibil ca echipamentul selectat pentru calea de transmisie să fie reevaluat pentru a asigura pierderi acceptabile. De exemplu, poate fi necesar să comandați echipamente cu parametri optici îmbunătățiți și, dacă un astfel de echipament nu este disponibil, ar trebui să se ia în considerare trecerea la o fereastră de transparență cu o lungime de undă mai mare, unde pierderile sunt mai mici.

5 Testarea sistemului și punerea lui în funcțiune

Majoritatea instalatorilor de fibră oferă rezultate ale testelor optice pentru o rețea de fibră pusă în funcțiune. Ca minim, acestea ar trebui să includă măsurătorile de transmisie a puterii optice de la capăt la capăt pentru fiecare fibră - aceasta este echivalentă cu o verificare a continuității pentru o rețea convențională de cupru cu multiplexoare de semnal electric. Aceste rezultate sunt raportate ca pierderi de linie în dB și pot fi comparate direct cu datele tehnice pentru echipamentul selectat pentru calea de transmisie. În general, este considerat normal să existe o marjă de pierdere minimă de 3 dB (hardware promis minus valoarea măsurată) pentru procesele inevitabile de îmbătrânire care apar în liniile de fibră optică, în special în transmițătoare.

Concluzie

Adesea, experții sunt de părere că soluțiile cu fibră optică sunt mult mai scumpe decât cele din cupru. În partea finală a lucrării mele, aș dori să rezumă ce s-a spus mai devreme și să încerc să aflu dacă acest lucru este sau nu, comparând soluțiile optice ale companiei 3M Volution cu un sistem ecranat tipic din categoria a 6-a, care are cea mai apropiată optică multimodală

Calculul aproximativ al costului unui sistem tipic a inclus prețul unui port de panou de patch-uri cu 24 de porturi (per abonat), cabluri de abonat și de corelare, un modul de abonat, precum și costul unui cablu orizontal la 100 de metri (vezi tabelul 1).

Tabelul 1 Calculul costului portului de abonat SCS pentru „cuprul” din categoria a 6-a și optică

Acest calcul simplu a arătat că costul unei soluții de fibră optică este cu doar 35% mai mare decât o soluție de perechi răsucite de Categoria 6, așa că zvonurile despre costul uriaș al opticii sunt oarecum exagerate. Mai mult decât atât, costul principalelor componente optice astăzi este comparabil sau chiar mai mic decât pentru sistemele ecranate din a 6-a categorie, dar, din păcate, patch-urile optice gata făcute și cablurile de abonat sunt încă de câteva ori mai scumpe decât analogii de cupru. Cu toate acestea, dacă din anumite motive lungimea canalelor de abonat în subsistemul orizontal depășește 100 m, pur și simplu nu există alternativă la optică.

În același timp, atenuarea scăzută a fibrei optice și „imunitatea” la diferite interferențe electromagnetice o fac o soluție ideală pentru sistemele de cablu actuale și viitoare.

Sistemele de cablare structurată care utilizează fibră atât pentru cablarea dorsală, cât și pentru cablarea orizontală oferă clienților o serie de beneficii semnificative: structură mai flexibilă, amprentă mai mică a clădirii, securitate mai mare și o mai bună gestionare.

Utilizarea fibrei optice la locurile de muncă va permite în viitor trecerea la noi protocoale de rețea, cum ar fi Gigabit și 10 Gigabit Ethernet, cu costuri minime. Acest lucru este posibil datorită unui număr de progrese recente în tehnologia fibrei optice: fibră multimodală cu performanțe optice și lățime de bandă îmbunătățite; conectori optici cu factor de formă mic care necesită mai puțin spațiu pe podea și mai puțină instalare; Diodele laser cu cavitate verticală asigură transmisie de date pe distanțe lungi la costuri reduse.

O gamă largă de soluții de cablare optică asigură o tranziție lină și rentabilă de la cablarea din cupru la cablarea complet structurată optică.

Lista literaturii folosite

1. Guk M. Hardware de rețele locale / M. Guk - SPb: Editura „Petru”, 2000.-572s.

Soluții pentru telecom și operatori de telecom

Energie. Inginerie Electrică. Conexiune.

Cabluri optice

Rodina O.V. Linii de comunicații prin fibră optică / O.V. Patria - M .: Hot line, 2009.-400c.

În lumea modernă, nevoile de comunicare sunt în continuă creștere. Consumatorii caută rate de transmisie din ce în ce mai mari, calitatea comunicării și conținutul difuzat (de exemplu, calitatea televiziunii digitale). Furnizorii - companii care furnizează servicii de Internet prin cablu, Internet wireless (Wi-Fi), telefonie IP, televiziune digitală - trebuie să-și extindă capacitățile liniilor de comunicație. Puteți afla despre acestea și multe alte domenii ale telecomunicațiilor pe site-ul nostru rcsz-tcc.ru.

Canalele bazate pe perechi răsucite obișnuite, limitează viteza atunci când lungimea liniilor de comunicație și sarcina mare (număr mare de abonați) pe acestea. Soluția a fost găsită în cele mai moderne linii - optice. Într-un alt fel, ele mai sunt numite linii de comunicație cu fibră optică (FOCL). Care este avantajul unor astfel de linii și cum se realizează?

În primul rând, puțină istorie. Pentru prima dată, un experiment privind transmiterea unui semnal luminos a fost realizat și prezentat de Daniel Colladon și Jacques Babinet în îndepărtatul 1840. Dar prima aplicare practică a tehnologiei a avut loc abia în secolul al XX-lea. În 1952, fizicianul Narinder Singh Kapany a reușit să efectueze mai multe studii care au declanșat crearea fibrei optice. Narinder a creat un mănunchi de fibre sticloase, care reprezintă un ghid de undă optic (ghidul de undă este un sistem de ghidare pentru semnale). Mijlocul fibrei are un indice de refracție mai mic decât placarea. În acest caz, semnalul va trece complet prin miez, iar din placare va fi reflectat înapoi în miez. Astfel, coaja acționează ca o oglindă. Înainte de inventarea unor astfel de fibre, semnalul nu ajungea la capătul liniei. Acum problema ar putea fi considerată rezolvată. Descoperirea în 1970 de către Corning a unei metode de fabricare a fibrei optice, care nu era inferioară ca atenuare față de un fir de cupru pentru un semnal telefonic, este considerată un punct de cotitură în istoria comunicațiilor prin fibră optică.

Comunicarea optică are multe avantaje față de cea electrică... În primul rând, o lățime de bandă largă datorită frecvențelor de transmisie foarte înalte permite transmiterea informațiilor la o rată de câțiva Tbit/s. În al doilea rând, atenuarea scăzută a semnalului face posibilă construirea de autostrăzi de până la 100 de kilometri sau mai mult fără stații de releu. De exemplu, Autostrada Optică Transatlantică este realizată fără un singur repetitor. În al treilea rând, FOCL este rezistent la orice interferență externă care poate fi indusă de la transmițătoarele radio vecine, alte linii de transmisie, chiar și din condițiile meteorologice, spre deosebire de alte sisteme de cablu. Securitatea informațiilor este unul dintre cele mai importante beneficii. Este imposibil să vă conectați la o linie de comunicație cu fibră optică și să interceptați informații - linia va fi deteriorată, iar acest lucru este ușor de reparat. pentru că fibra optică este un dielectric, probabilitatea unui incendiu de la o astfel de linie este complet exclusă, ceea ce este important pentru întreprinderile cu risc ridicat de incendiu. Și, desigur, durata de viață a liniei de comunicații cu fibră optică este de 25 de ani sau mai mult.

Transmițătorul (generatorul semnalului de informație) în astfel de linii sunt cel mai adesea lasere, inclusiv cele realizate folosind tehnologie integrală. Receptoarele sunt diode fotodetectoare. Aceste dispozitive formează principalul dezavantaj al liniilor de comunicație cu fibră optică - costul elementelor active. Al doilea dezavantaj semnificativ al liniilor optice este costul ridicat al serviciului. Când fibra este ruptă, costul de recuperare este mult mai mare decât atunci când cuprul sau alte linii sunt rupte. În același timp, nu sunt permise întreruperi pe liniile principale (locurile de sudură introduc o atenuare semnificativă), prin urmare, secțiunile mari trebuie înlocuite cu fibre noi. Se recomandă repararea FOCL numai pe distanțe scurte, într-un cartier sau un oraș mic.

Tehnologia cu fibră optică este în continuă evoluție - este tehnologia viitorului. Și puteți citi întotdeauna despre cele mai avansate inovații pe site-ul nostru rcsz-tcc.ru.

Comunicare prin fibra optica- comunicare bazată pe cabluri de fibră optică. Abrevierea FOCL (linie de comunicație cu fibră optică) este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Este folosit în diverse sfere ale activității umane, de la sisteme de calcul până la structuri pentru comunicații pe distanțe lungi. Este astăzi cea mai populară și eficientă metodă de furnizare a serviciilor de telecomunicații.

O fibră optică este formată dintr-un conductor de lumină central (miez) - o fibră de sticlă înconjurată de un alt strat de sticlă - o placare cu un indice de refracție mai mic decât miezul. Răspândindu-se de-a lungul miezului, razele de lumină nu depășesc limitele sale, reflectându-se din stratul de acoperire al cochiliei. În fibra optică, fasciculul de lumină este de obicei format dintr-un laser semiconductor sau cu diodă. În funcție de distribuția indicelui de refracție și de dimensiunea diametrului miezului, fibra optică este împărțită în monomod și multimod.

Fibră optică li nii communication (FOCL) - un sistem bazat pe un cablu de fibră optică, conceput pentru a transmite informații în domeniul optic (luminos). În conformitate cu GOST 26599-85, termenul FOCL a fost înlocuit cu FOCL (linie de transmisie cu fibră optică), dar în practica de zi cu zi termenul FOCL este încă folosit, așa că în acest articol ne vom ține de el.

Liniile de comunicație FOCL (dacă sunt instalate corect), în comparație cu toate sistemele de cablu, se disting prin fiabilitate foarte mare, calitate excelentă a comunicației, lățime de bandă largă, lungime mult mai mare fără amplificare și imunitate de aproape 100% la interferențe electromagnetice. Sistemul se bazează pe tehnologia fibrelor optice- lumina este folosită ca purtător de informații, tipul de informații transmise (analogice sau digitale) nu contează. În lucrare, se folosește în principal lumina infraroșie, mediul de transmisie este fibra de sticlă.

Domeniul de aplicare al FOCL

Cablul de fibră optică a fost folosit pentru comunicații și transmiterea informațiilor de mai bine de 40 de ani, dar datorită costului său ridicat, a devenit relativ recent utilizat pe scară largă. Dezvoltarea tehnologiilor a făcut posibilă ca producția să fie mai economică și costul cablului mai accesibil, iar caracteristicile și avantajele sale tehnice față de alte materiale plătesc rapid toate costurile suportate.

În prezent, atunci când la o singură instalație se utilizează un complex de sisteme cu curent redus (rețea de calculatoare, ACS, supraveghere video, alarme antiefracție și incendiu, securitate perimetrală, televiziune etc.), nu este posibil să se facă fără utilizarea fibrei -linii de comunicatii optice. Doar utilizarea unui cablu de fibră optică face posibilă utilizarea tuturor acestor sisteme în același timp, asigură funcționarea stabilă corectă și îndeplinirea funcțiilor acestora.

FOCL este din ce în ce mai folosit ca sistem fundamental în proiectare și instalare, în special pentru clădiri cu mai multe etaje, clădiri lungi și atunci când se combină un grup de obiecte. Doar cablurile de fibră optică pot asigura volumul și viteza adecvate de transfer de informații. Toate cele trei subsisteme pot fi implementate pe baza de fibră optică; în subsistemul autostrăzilor interne, cablurile optice sunt utilizate la fel de des cu cabluri cu perechi răsucite, iar în subsistemul autostrăzilor externe, acestea joacă un rol dominant. Se face distincție între cablurile de fibră optică pentru cablurile de exterior și cablurile de interior, precum și cablurile de conectare pentru comunicații prin cabluri orizontale, echiparea locurilor de muncă individuale, conectarea clădirilor.

În ciuda costului relativ ridicat, utilizarea fibrei devine din ce în ce mai justificată și este din ce în ce mai utilizată.

Avantaje linii de comunicație prin fibră optică (FOCL) în fața mijloacelor tradiționale de transmisie „metalice”:

• lățime de bandă largă;
• Ușoară atenuare a semnalului, de exemplu, pentru un semnal de 10 MHz, acesta va fi de 1,5 dB/km față de 30 dB/km pentru un cablu coaxial RG6;
• Posibilitatea apariției „buclelor de pământ” este exclusă, deoarece fibra optică este un dielectric și creează izolație electrică (galvanică) între capătul de transmisie și cel de recepție al liniei;
• Fiabilitate ridicată a mediului optic: fibrele optice nu se oxidează, nu se udă, nu sunt supuse influențelor electromagnetice
• Nu provoacă interferențe în cablurile adiacente sau alte cabluri de fibră optică, deoarece purtătorul de semnal este ușor și rămâne complet în interiorul cablului de fibră optică;
• Fibra de sticlă este absolut insensibilă la semnalele externe și la interferența electromagnetică (EMI), indiferent unde trece cablul (110 V, 240 V, 10.000 V AC) sau foarte aproape de transmițătorul de megawați. O lovitură de fulger la o distanță de 1 cm de cablu nu va produce nicio interferență și nu va afecta funcționarea sistemului;
• Securitatea informațiilor - informațiile despre fibra optică sunt transmise „din punct în punct” și pot fi ascultate sau modificate numai prin interferența fizică în linia de transmisie
• Cablul de fibră optică este mai ușor și mai mic - este mai convenabil și mai ușor de așezat decât cablul electric de același diametru;
• Nu este posibilă realizarea unei ramuri de cablu fără a deteriora calitatea semnalului. Orice manipulare a sistemului este detectată imediat la capătul de recepție al liniei, acest lucru fiind deosebit de important pentru sistemele de securitate și supraveghere video;
• Siguranța la incendiu și explozie la modificarea parametrilor fizici și chimici

• Costul cablului scade în fiecare zi, calitatea și capacitățile acestuia încep să prevaleze asupra costurilor de construire a celor cu curent redus, bazate pe linii de comunicație cu fibră optică.

Nu există soluții ideale și perfecte, ca orice sistem, FOCL are dezavantajele sale:

• Friabilitatea fibrei de sticlă - dacă cablul este îndoit puternic, fibrele se pot rupe sau deveni tulburi din cauza apariției microfisurilor. Pentru a elimina și minimiza aceste riscuri, se folosesc structuri de armare a cablurilor și împletituri. La instalarea cablului, este necesar să se respecte recomandările producătorului (unde, în special, raza de îndoire minimă admisă este standardizată);
• Complexitatea conexiunii în cazul unei întreruperi - necesită un instrument special și calificări ale interpretului;
• Tehnologie sofisticată de fabricație atât a fibrei în sine, cât și a componentelor FOCL;
• Complexitatea conversiei semnalului (în echipamentele de interfață);
• Cost relativ ridicat al echipamentelor terminale optice. Cu toate acestea, echipamentul este scump în termeni absoluti. Raportul preț-lățime de bandă pentru liniile de comunicație cu fibră optică este mai bun decât pentru alte sisteme;
• Încețoșarea fibrelor din cauza expunerii la radiații (cu toate acestea, există fibre dopate cu rezistență ridicată la radiații).

Instalarea sistemelor de comunicații prin fibră optică necesită un nivel adecvat de calificare din partea antreprenorului, deoarece terminarea cablului se realizează cu instrumente speciale, cu precizie și pricepere deosebite, spre deosebire de alte mijloace de transmisie. Setările pentru rutarea și comutarea semnalelor necesită calificări și abilități speciale, așa că în acest domeniu nu ar trebui să economisiți bani și să vă fie teamă să plătiți în exces pentru profesioniști, eliminând defecțiunile sistemului și consecințele instalării necorespunzătoare a cablurilor vor costa mai mult.

Principiul de funcționare a unui cablu de fibră optică.

Însăși ideea de a transmite informații folosind lumină, ca să nu mai vorbim de principiul fizic al muncii, nu este complet clară pentru majoritatea oamenilor obișnuiți. Nu vom aprofunda acest subiect, dar vom încerca să explicăm mecanismul principal de funcționare al fibrei și să justificăm astfel de indicatori de înaltă performanță.

Conceptul de fibră optică se bazează pe legile fundamentale ale reflexiei și refracției luminii. Datorită construcției sale, fibra de sticlă poate păstra razele de lumină în interiorul fibrei și le poate împiedica „trecerea prin pereți” atunci când transmite un semnal pe mulți kilometri. În plus, nu este un secret că viteza luminii este mai mare.

Fibra optică se bazează pe efectul refracției la unghiul maxim de incidență atunci când are loc reflexia totală. Acest fenomen apare atunci când o rază de lumină iese dintr-un mediu dens și intră într-un mediu mai puțin dens la un anumit unghi. De exemplu, să ne imaginăm o suprafață de apă absolut nemișcată. Observatorul privește de sub apă și schimbă unghiul de vedere. La un moment dat, unghiul de vizualizare devine astfel încât observatorul nu va putea vedea obiecte deasupra suprafeței apei. Acest unghi se numește unghi de reflexie totală. În acest unghi, observatorul va vedea doar obiecte sub apă, se va părea că te uiți într-o oglindă.

Miezul interior al cablului FOCL are un indice de refracție mai mare decât mantaua și are loc efectul reflexiei totale. Din acest motiv, o rază de lumină care trece prin vena interioară nu poate depăși limitele sale.

Există mai multe tipuri de cabluri cu fibră optică:

• Cu un profil în trepte - o opțiune tipică, cea mai ieftină, distribuția luminii este „pași” și are loc deformarea impulsului de intrare, cauzată de diferite lungimi ale traiectoriilor razelor de lumină
• Cu un profil neted „multimod” - fasciculele de lumină se propagă cu „valuri” de viteză aproximativ egală, lungimea traseelor ​​lor este echilibrată, ceea ce permite îmbunătățirea caracteristicilor pulsului;
• Fibra de sticlă monomod este cea mai scumpă opțiune, vă permite să trageți grinzile în linie dreaptă, caracteristicile de transmisie a impulsului devin aproape impecabile.

Cablul de fibră optică costă în continuare mai mult decât alte materiale, instalarea și terminarea lui este mai dificilă, necesită performeri calificați, dar viitorul transmiterii informațiilor se află, fără îndoială, în spatele dezvoltării acestor tehnologii și acest proces este ireversibil.

FOCL include componente active și pasive. La capătul de transmisie al cablului de fibră optică se află un LED sau o diodă laser, radiația acestora este modulată de semnalul de transmisie. În ceea ce privește supravegherea video, acesta va fi un semnal video; pentru transmiterea semnalelor digitale se păstrează logica. În timpul transmisiei, dioda în infraroșu este modulată în luminozitate și pulsează în funcție de variațiile semnalului. Pentru a primi și a converti un semnal optic într-unul electric, un fotodetector este de obicei amplasat la capătul de recepție.

Componentele active includ multiplexoare, regeneratoare, amplificatoare, lasere, fotodiode și modulatoare.

Multiplexor- combină mai multe semnale într-unul singur, astfel încât un cablu de fibră optică poate fi utilizat pentru transmiterea simultană a mai multor semnale în timp real. Aceste dispozitive sunt indispensabile în sistemele cu un număr insuficient sau limitat de cabluri.

Există mai multe tipuri de multiplexoare, acestea diferă prin caracteristicile tehnice, funcțiile și domeniul de aplicare:

• Diviziune spectrală (WDM) - cel mai simplu și mai ieftin dispozitiv care transmite semnale optice printr-un cablu de la una sau mai multe surse care funcționează la lungimi de undă diferite;
• modulație de frecvență și multiplexare de frecvență (FM-FDM) - dispozitivele sunt destul de imune la zgomot și distorsiuni, cu caracteristici bune și circuite de complexitate medie, au 4,8 și 16 canale, sunt optime pentru supraveghere video.
• Modulație de amplitudine cu bandă laterală parțial suprimată (AVSB-FDM) - cu optoelectronice de înaltă calitate, pot transmite până la 80 de canale, optime pentru televiziunea abonaților, dar scumpe pentru supraveghere video;
• Pulse code modulation (PCM - FDM) - un dispozitiv scump, complet digital utilizat pentru distribuția de supraveghere video și video digitală;

În practică, sunt adesea folosite combinații ale acestor metode. Regenerator este un dispozitiv care restabilește forma unui impuls optic, care, propagăndu-se de-a lungul fibrei, suferă distorsiuni. Regeneratoarele pot fi fie pur optice, fie electrice, care convertesc un semnal optic într-unul electric, îl restaurează și apoi îl convertesc înapoi în unul optic.

Amplificator- amplifică puterea semnalului la nivelul de tensiune necesar, poate fi optic și electric, realizează conversia semnalului optic-electronic și electro-optic.

LED-uri și lasere- o sursă de radiație optică monocromă coerentă (lumină pentru cablu). Pentru sistemele cu modulație directă, funcționează simultan ca un modulator care convertește un semnal electric într-unul optic.

Fotodetector(Fotodiodă) - Un dispozitiv care primește un semnal la celălalt capăt al unui cablu de fibră optică și realizează conversia semnalului optoelectronic.

Modulator- un dispozitiv care modulează o undă optică, purtând informație conform legii unui semnal electric. În majoritatea sistemelor, laserul îndeplinește această funcție, dar în sistemele de modulație indirectă se folosesc dispozitive separate pentru aceasta.

Componentele pasive ale FOCL includ:

Cablu de fibra optica – servește ca mediu de transmisie a semnalului. Mantaua exterioară a cablului poate fi realizată din diverse materiale: clorură de polivinil, polietilenă, polipropilenă, teflon și alte materiale. Un cablu optic poate avea diferite tipuri de armuri și straturi de protecție specifice (de exemplu, mici ace de sticlă pentru a proteja împotriva rozătoarelor). Prin proiectare poate fi:

Cuplaj optic- un dispozitiv folosit pentru a conecta două sau mai multe cabluri optice.

Cruce optică- un dispozitiv conceput pentru a termina un cablu optic și a conecta echipamente active la acesta.

Aderențe- concepute pentru îmbinarea permanentă sau semipermanentă a fibrelor;

Conectori- pentru a reconecta sau deconecta cablul;

Apăsări- dispozitive care distribuie puterea optică a mai multor fibre într-una singură;

Comutatoare- dispozitive de redistribuire a semnalelor optice sub control manual sau electronic

Instalarea liniilor de comunicație prin fibră optică, caracteristicile și ordinea acesteia.

Fibra de sticlă este un material foarte puternic, dar fragil, deși datorită carcasei sale de protecție poate fi manevrat aproape ca electric. Cu toate acestea, atunci când instalați cablul, trebuie să respectați cerințele producătorilor pentru:

• „Întindere maximă” și „forță de rupere maximă” exprimate în newtoni (aproximativ 1000 N sau 1 kN). Într-un cablu optic, stresul principal cade pe structura portantă (plastic armat, oțel, Kevlar sau o combinație a acestora). Fiecare tip de construcție are propriile caracteristici individuale și gradul de protecție, dacă tensiunea depășește nivelul stipulat, atunci fibra optică poate fi deteriorată.
• „Raza de curbură minimă” - faceți curbele mai fine, evitați curbele ascuțite.
• „Rezistența mecanică”, se exprimă în N/m (newtoni/metri) – protecție a cablului de solicitări fizice (poate fi călcat sau chiar lovit de transport. zonă mică de contact.

Cablul optic este de obicei furnizat înfășurat pe tamburi de lemn cu un strat protector puternic din plastic sau benzi de lemn în jurul circumferinței. Straturile exterioare ale cablului sunt cele mai vulnerabile, prin urmare, în timpul instalării, este necesar să vă amintiți despre greutatea tamburului, să îl protejați de impacturi, căderi și să luați măsuri de siguranță în timpul depozitării. Cel mai bine este să depozitați tamburele pe orizontală, dacă acestea se află pe verticală, atunci marginile lor (jantele) ar trebui să se atingă.

Procedura și caracteristicile instalării cablului de fibră optică:

1. Înainte de a începe instalarea, este necesar să inspectați tamburele cu cablul pentru deteriorări, zgârieturi, zgârieturi. În cazul oricărei suspiciuni, este mai bine să lăsați cablul deoparte imediat pentru o examinare suplimentară detaliată sau respingere. Piesele scurte (mai puțin de 2 km) pentru continuitatea fibrei pot fi verificate pentru transmisie cu orice lanternă. Cablul de fibră pentru transmisie în infraroșu transmite la fel de bine lumina obișnuită.
2. Apoi, studiați traseul pentru eventualele probleme (colțuri ascuțite, canale de cablu înfundate etc.), dacă există, faceți modificări traseului pentru a minimiza riscurile.
3. Distribuiți cablul de-a lungul traseului astfel încât punctele de conectare și de conectare ale amplificatoarelor să fie accesibile, dar protejate de factorii adversi. Este important să existe o aprovizionare suficientă cu cablu în locurile viitoarelor conexiuni. Capetele cablurilor expuse trebuie protejate cu capace impermeabile. Conductele sunt folosite pentru a minimiza stresul la îndoire și daunele cauzate de traficul care trece. O parte a cablului este lăsată la ambele capete ale liniei de cablu, lungimea acestuia depinde de configurația planificată).
4. La așezarea cablului în subteran, acesta este protejat suplimentar de deteriorarea la punctele locale de sarcină, cum ar fi contactul cu materialul de umplere neomogen, denivelările șanțului. Pentru a face acest lucru, cablul în șanț este așezat pe un strat de nisip 50-150 cm și acoperit cu același strat de nisip 50-150 cm. Trebuie remarcat faptul că deteriorarea cablului poate apărea atât imediat, cât și în timpul funcționării (după umplerea cablului), de exemplu, de la presiune constantă, o piatră necurățată poate împinge treptat prin cablu. Lucrările privind diagnosticarea și căutarea și eliminarea încălcărilor cablului deja îngropat va costa mult mai mult decât acuratețea și respectarea măsurilor de precauție în timpul instalării. Adâncimea șanțului depinde de tipul de sol și de sarcina de suprafață așteptată. În rocă tare, adâncimea va fi de 30 cm, în moale sau sub drum de 1 m. Adâncimea recomandată este de 40-60 cm, cu o grosime a așternutului nisipos de 10 până la 30 cm.
5. Cel mai adesea, cablul este așezat într-un șanț sau într-o tavă direct din tambur. La instalarea liniilor foarte lungi, tamburul este așezat pe vehicul, pe măsură ce mașina avansează, cablul este așezat la locul său, fără a se grăbi, ritmul și ordinea de desfășurare a tamburului se reglează manual.
6. Când așezați cablul în tavă, cel mai important lucru este să nu depășiți raza critică de îndoire și solicitarea mecanică. Cablul trebuie așezat într-un singur plan, nu creați puncte de sarcini concentrate, evitați colțurile ascuțite pe traseu, presiunea și intersecția cu alte cabluri și trasee, nu îndoiți cablul.
7. Tragerea cablului de fibră optică prin canalele de cablu este similară cu tragerea cablului convențional, dar nu trebuie să folosiți efort fizic excesiv sau să încălcați specificațiile producătorului. Când utilizați suporturile de prindere, rețineți că sarcina nu trebuie plasată pe mantaua exterioară a cablului, ci pe structura portantă. Pentru a reduce frecarea, se poate folosi pulbere de talc sau granule de polistiren; utilizarea altor lubrifianți trebuie consultată cu producătorul.
8. În cazurile în care cablul are deja o etanșare la capăt, trebuie acordată o atenție deosebită la instalarea cablului pentru a nu deteriora conectorii, a-i contamina și a nu supraîncărca zona de conectare.
9. După așezare, cablul din tavă este asigurat cu legături de nailon, nu trebuie să alunece sau să se lade. In cazul in care conditiile de suprafata nu permit folosirea unor bride speciale pentru cabluri, este acceptabila utilizarea clemelor, dar cu mare atentie pentru a nu deteriora cablul. Vă recomandăm să folosiți cleme cu strat de protecție din plastic, pentru fiecare cablu, folosiți o clemă separată și în niciun caz strângeți mai multe cabluri împreună. Între punctele de capăt ale atașării cablului, este mai bine să lăsați puțin slăbit și să nu puneți cablul sub o potrivire prin interferență, altfel va reacționa prost la fluctuațiile de temperatură și vibrații.
10. Dacă fibra optică a fost deteriorată în timpul instalării, marcați secțiunea și lăsați suficient spațiu pentru cablu pentru îmbinarea ulterioară.

Practic, instalarea cablului de fibră optică nu este foarte diferită de instalarea cablului convențional. Dacă urmați toate recomandările noastre, atunci nu vor fi probleme în timpul instalării și funcționării, iar sistemul dumneavoastră va funcționa pentru o lungă perioadă de timp, eficient și fiabil.

Un exemplu de soluție tipică pentru așezarea unei linii de fibră optică

Sarcina este de a organiza un sistem FOCL între două clădiri separate ale clădirii de producție și ale clădirii administrative. Distanta intre cladiri 500 m.

Deviz pentru instalarea sistemului de comunicatii prin fibra optica

N / A	Denumirea echipamentelor, materialelor, lucrărilor	Unitate in afara de mine	Cant	Pret pe unul.	Suma, în ruble
eu.	Echipamente de sistem FOCL, inclusiv:				25 783
1.1.	Cruce optică montată pe perete (SHKON) 8 porturi	PCS.	2	2600	5200
1.2.	Convertor media 10/100-Base-T / 100Base-FX, Tx / Rx: 1310 / 1550nm	PCS.	2	2655	5310
1.3.	Cuplaj optic direct	PCS.	3	3420	10260
1.4.	Cutie de comutare 600x400	PCS.	2	2507	5013
II.	Traseele cablurilor și materialele sistemului FOCL, inclusiv:				25 000
2.1.	Cablu optic cu cablu extern 6kN, modul central, 4 fibre, monomod G.652.	m.	200	41	8200
2.2.	Cablu fibră optică cu cablu purtător intern, modul central, 4 fibre, monomod G.652.	m.	300	36	10800
2.3.	Alte consumabile (conectori, șuruburi, dibluri, bandă electrică, elemente de fixare etc.)	a stabilit	1	6000	6000
III.	COST TOTAL AL ​​ECHIPAMENTELOR ȘI MATERIALELOR (articolul I + poziția II)				50 783
IV.	Costuri de transport și achiziții, 10% * pct. III				5078
V.	Instalarea și comutarea echipamentelor, inclusiv:				111 160
5.1.	Instalarea constricției	unitati	4	8000	32000
5.2.	Cablare	m.	500	75	37500
5.3.	Montarea si sudarea conectorilor	unitati	32	880	28160
5.4.	Instalarea echipamentelor de comutare	unitati	9	1500	13500
Vi.	TOTAL DUPĂ DEVIZ (articolul III + articolul IV + articolul V)				167 021

Explicatii si comentarii:

1. Lungimea totală a pistei este de 500 m, incluzând:
   • de la gard la clădirea de producție și clădirea de birouri este de 100 m fiecare (total 200 m);
   • de-a lungul gardului dintre clădiri 300 m.
2. Cablul este instalat într-un mod deschis, incluzând:
   • de la cladiri la gard (200 m.) pe calea aerului (transportare) folosind materiale specializate pentru montarea liniilor de comunicatie cu fibra optica;
   • între clădiri (300 m.) de-a lungul unui gard din plăci de beton armat, cablul se fixează în mijlocul gardului cu cleme metalice.
3. Pentru organizarea liniilor de comunicație cu fibră optică se folosește un cablu blindat specializat autoportant (cablu încorporat).

Comunicare prin fibra optica

Comunicare prin fibra optica- un tip de telecomunicație prin cablu care utilizează radiația electromagnetică din domeniul optic (infraroșu apropiat) ca purtător al unui semnal de informație și cabluri de fibră optică ca sisteme de ghidare. Datorită frecvenței purtătoarei înalte și capacităților largi de multiplexare, debitul liniilor de fibră optică este de multe ori mai mare decât debitul tuturor celorlalte sisteme de comunicații și poate fi măsurat în terabiți pe secundă. Atenuarea scăzută a luminii într-o fibră optică permite utilizarea comunicației prin fibră optică pe distanțe lungi fără utilizarea amplificatoarelor. Comunicația prin fibră optică este lipsită de interferențe electromagnetice și este dificil de accesat pentru utilizare neautorizată - este extrem de dificil din punct de vedere tehnic să interceptați un semnal transmis printr-un cablu optic neobservat.

Baza fizică

Comunicarea prin fibră optică se bazează pe fenomenul de reflexie internă totală a undelor electromagnetice la interfața dintre dielectrici cu indici de refracție diferiți. O fibră optică constă din două elemente - un miez, care este un ghid de lumină directă și o placare. Indicele de refracție al miezului este puțin mai mare decât indicele de refracție al învelișului, datorită căruia fasciculul de lumină, experimentând multiple reflecții la interfața miez-placare, se propagă în miez fără a-l părăsi.

Aplicație

Comunicarea prin fibră optică este din ce în ce mai utilizată în toate domeniile - de la calculatoare și sistemele spațiale de bord, aeronave și nave, până la sisteme de transmitere a informațiilor pe distanțe lungi, de exemplu, o linie de comunicații prin fibră optică din Europa de Vest până în Japonia, un din care mare parte trece prin teritoriul Rusiei. În plus, lungimea totală a liniilor de comunicații submarine prin fibră optică între continente este în creștere.

Vezi si

• Canale de scurgere de informații transmise prin linii optice de comunicație

Note (editare)

Fundația Wikimedia. 2010.

• Linii de comunicații prin fibră optică
• Cablu de fibra optica

Vedeți ce înseamnă „Comunicație prin fibră optică” în alte dicționare:

COMUNICARE FIBRA OPTICA- Un tip de telecomunicații cu fir care utilizează radiația electromagnetică în domeniul optic (infraroșu apropiat) ca purtător al unui semnal de informații și cablurile de fibră optică ca sisteme de ghidare. Dicționar de termeni de afaceri. ... ... Glosar de afaceri

comunicații prin fibră optică- - [L.G. Sumenko. Dicționarul englez rus al tehnologiei informației. M .: GP TsNIIS, 2003.] Subiecte tehnologii informaționale în general EN conexiune prin fibră opticăFOCoptical fibr communication ...

comunicații la nivel mondial prin fibră optică- - [L.G. Sumenko. Dicționarul englez rus al tehnologiei informației. M .: GP TsNIIS, 2003.] Subiecte tehnologii informaționale în general EN legătură cu fibră optică în întreaga lumeFLAG ... Ghidul tehnic al traducătorului

COMUNICARE OPTICA- transmiterea informaţiei folosind lumina. Cele mai simple (neinformative) tipuri de O. s. au fost folosite de la final. secolul al 18-lea (de exemplu, alfabetul semaforului). Odată cu apariția laserelor, a devenit posibilă trecerea la optică. gama de mijloace si principii de obtinere, prelucrare ...... Enciclopedie fizică

Linie de transmisie cu fibră optică- (FOCL), linia de comunicație prin fibră optică (FOCL) este un sistem de fibră optică format din elemente pasive și active, concepute pentru a transmite informații în domeniul optic (de obicei aproape infraroșu). Cuprins 1 ... Wikipedia